WO2019066202A1 - Image processing method and apparatus therefor - Google Patents

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WO2019066202A1
WO2019066202A1 PCT/KR2018/007094 KR2018007094W WO2019066202A1 WO 2019066202 A1 WO2019066202 A1 WO 2019066202A1 KR 2018007094 W KR2018007094 W KR 2018007094W WO 2019066202 A1 WO2019066202 A1 WO 2019066202A1
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prediction
block
filtering
current
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PCT/KR2018/007094
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박내리
남정학
서정동
이재호
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엘지전자(주)
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    • H04N19/103Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/109Selection of coding mode or of prediction mode among a plurality of temporal predictive coding modes
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    • H04N19/70Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by syntax aspects related to video coding, e.g. related to compression standards

Definitions

  • the present invention relates to a still image or moving picture processing method, and more particularly, to a method of encoding / decoding moving picture based on an inter prediction mode and a device supporting the same.
  • Compressive encoding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information over a communication line or for storing it in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as video, image, and audio can be subject to compression coding.
  • a technique for performing compression coding on an image is referred to as video image compression.
  • Next-generation video content will feature high spatial resolution, high frame rate, and high dimensionality of scene representation. Processing such content will result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • prediction block filtering derives the wiener filter coefficients between the original block and the prediction block and applies it to the prediction block to increase the accuracy of the prediction block and reduce the residual signal.
  • this method is not suitable for the latest video codec because it increases the amount of additional information because the filter coefficient must be transmitted on a block-by-block basis. Therefore, a method of deriving a filter coefficient to reduce the amount of additional information has been proposed.
  • the APBF scheme Wiener filter coefficients between the restoration block of the adjacent block and the prediction block of the adjacent block are derived to replace the original block and the prediction block in the encoding / decoding process, To be applied.
  • the APBF scheme has a limitation in using a filter coefficient derived using a neighboring block, not a current block.
  • an inter-prediction-based image processing method comprising: determining whether to apply a pair prediction-based filtering to a first prediction block and a second prediction block of a current block; Applying the bi-prediction-based filtering to the first prediction block and the second prediction block if it is determined to apply the bi-prediction-based filtering; And generating a final predicted block of the current block using the filtered first predictive block and the filtered second predictive block, wherein the bi- Wherein the first prediction block is generated by performing inter-prediction based on a list 0 reference picture, and the first prediction block is generated by performing inter-prediction based on a list 0 reference picture, The second prediction block is generated by performing inter prediction on the basis of the list 1 reference picture.
  • the applying the bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks may include generating the average block using the first and second prediction blocks, Deriving first Wiener filter coefficients that minimize a difference between the first prediction block and the average block; Deriving second Wiener filter coefficients that minimize a difference between the second prediction block and the average block; Filtering the first prediction block using the derived first Wiener filter coefficients; And filtering the second prediction block using the derived second Wiener filter coefficients.
  • the generating of the average block may include: generating a first interpolation block based on the size of the first prediction block and the number of taps of the Wiener filter; Generating a second interpolation block based on the size of the second prediction block and the number of taps of the Wiener filter; And generating an average value of the first interpolation block and the second interpolation block as the average block.
  • the step of determining whether to apply the biproporant-based filtering may include the step of determining whether to apply the biproporant-based filtering when the AMVP mode is applied to the current block, Wherein the AMVP mode is a mode for deriving a motion vector prediction value of the current block from a neighboring block of the current block; And determining to apply the bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks when the bi-prediction-based filtering is applied to the current block according to the bi-prediction-based filtering flag .
  • the step of determining whether to apply the bi-prediction-based filtering comprises: constructing a merge candidate list based on motion information of neighboring blocks of the current block when a merge mode is applied to the current block; Wherein the merge mode is a mode for deriving motion information of the current block using spatially or temporally neighboring blocks with the current block; Obtaining a merge index indicating the selected merge candidate; And determining whether to apply the bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks based on the selected merge candidate indicated by the merge index.
  • the selected merge candidate is a merge candidate generated by combining other merge candidates, a zero motion vector, a candidate derived in units of subblocks, or a temporal merge candidate
  • the first prediction block and the second The prediction-based filtering is not applied to the prediction block.
  • the bi-prediction-based filtering is applied to the selected merge candidate, the bi-prediction-based filtering is applied to the first and second prediction blocks.
  • the bi-prediction-based filtering is applied to the first and second prediction blocks.
  • the bi-prediction-based filtering is applied to the first prediction block and the second prediction block.
  • an inter-prediction-based image processing apparatus including: a filtering determination unit determining whether to apply a pair prediction-based filtering to a first prediction block and a second prediction block of a current block; Wherein the filtering unit applies the bi-prediction-based filtering to each of the first and second prediction blocks if it is determined to apply the bi-prediction-based filtering.
  • a prediction block generation unit for generating a final prediction block of the current block using the filtered first prediction block and the filtered second prediction block, wherein the bi- Wherein the first prediction block is generated by performing inter-prediction based on a list 0 reference picture, and the first prediction block is generated by performing inter-prediction based on a list 0 reference picture, The second prediction block is generated by performing inter prediction on the basis of the list 1 reference picture.
  • the prediction efficiency of the prediction block can be improved and the coding efficiency can be improved by reducing the amount of information of the residual signal by filtering two prediction blocks in the pair prediction close to the average blocks of the two prediction blocks.
  • prediction performance and compression efficiency can be further improved by determining whether to apply the filtering in units of blocks or samples.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a division structure of a coding unit applicable to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit that can be applied to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the direction of inter prediction, which is an embodiment to which the present invention can be applied.
  • Figure 6 illustrates integer and fractional sample locations for 1/4 sample interpolation as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • Figure 7 illustrates the location of spatial candidates as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an inter prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a motion compensation process according to an embodiment to which the present invention can be applied.
  • FIG. 10 schematically illustrates a method of applying adaptive loop filtering, in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 schematically shows a method of applying prediction block filtering and adaptive prediction block filtering according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a motion compensation process in an inter-prediction mode for applying the bi-predictive block filtering according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 shows a flowchart of an inter prediction based image processing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 shows a block diagram of an inter prediction unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 shows a structure of a contents streaming system according to an embodiment of the present invention.
  • 'block' or 'unit' means a unit in which encoding / decoding processes such as prediction, conversion and / or quantization are performed, and may be composed of a multi-dimensional array of samples (or pixels).
  • a 'block' or 'unit' may refer to a multidimensional array of samples for a luma component, or a multidimensional array of samples for a chroma component. It may also be collectively referred to as a multidimensional array of samples for a luma component and a multidimensional array of samples for a chroma component.
  • a 'block' or a 'unit' may include a coding block (CB) indicating an array of samples to be subjected to encoding / decoding, a coding tree block (CTB) composed of a plurality of coding blocks
  • a prediction block (PU) Prediction Unit
  • a conversion block (TB) representing an array of samples to which the same conversion is applied
  • Transform Block or Transform Unit (TU)
  • a 'block' or 'unit' is a syntax or syntax used in encoding / decoding an array of samples for a luma component and / or a chroma component,
  • the syntax structure means zero or more syntax elements existing in the bit stream in a specific order, and the syntax element means an element of data represented in the bitstream.
  • a 'block' or a 'unit' includes a coding block (CB) and a coding unit (CU) including a syntax structure used for encoding the corresponding coding block (CB)
  • a prediction unit PU Prediction Unit
  • a prediction unit PU Coding Tree Unit
  • a conversion unit TU: Transform Unit
  • 'block' or 'unit' is not necessarily limited to an array of samples (or pixels) in the form of a square or a rectangle, but may be a polygonal sample (or pixel, pixel) having three or more vertices. May also be used. In this case, it may be referred to as a polygon block or a polygon unit.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • an encoder 100 includes an image divider 110, a subtractor 115, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150, A decoding unit 160, a decoded picture buffer (DPB) 170, a predicting unit 180, and an entropy encoding unit 190.
  • the prediction unit 180 may include an inter prediction unit 181 and an intra prediction unit 182.
  • the image divider 110 divides an input video signal (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more blocks.
  • the subtractor 115 subtracts a predicted signal (or a predicted block) from the predictor 180 (i.e., the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182) )) To generate a residual signal (or a difference block).
  • the generated difference signal (or difference block) is transmitted to the conversion unit 120.
  • the transforming unit 120 transforms a difference signal (or a difference block) by a transform technique (for example, DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), GBT (Graph-Based Transform), KLT (Karhunen- Etc.) to generate a transform coefficient.
  • a transform technique for example, DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), GBT (Graph-Based Transform), KLT (Karhunen- Etc.
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by performing transform using a transform technique determined according to a prediction mode applied to a difference block and a size of a difference block.
  • the quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits the quantized transform coefficients to the entropy encoding unit 190.
  • the entropy encoding unit 190 entropy-codes the quantized signals and outputs them as a bitstream.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal can be reconstructed by applying inverse quantization and inverse transformation through the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 150 in the loop.
  • a reconstructed signal (or reconstruction block) can be generated by adding the reconstructed difference signal to the prediction signal output from the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182.
  • the filtering unit 160 applies filtering to the restored signal and outputs the restored signal to the playback apparatus or the decoded picture buffer 170.
  • the filtered signal transmitted to the decoding picture buffer 170 may be used as a reference picture in the inter-prediction unit 181. [ As described above, not only the picture quality but also the coding efficiency can be improved by using the filtered picture as a reference picture in the inter picture prediction mode.
  • the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter-prediction unit 181.
  • the inter-prediction unit 181 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture.
  • the reference picture used for prediction is a transformed signal obtained through quantization and inverse quantization in units of blocks at the time of encoding / decoding in the previous time, blocking artifacts or ringing artifacts may exist have.
  • the inter-prediction unit 181 can interpolate signals between pixels by sub-pixel by applying a low-pass filter in order to solve the performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
  • a subpixel means a virtual pixel generated by applying an interpolation filter
  • an integer pixel means an actual pixel existing in a reconstructed picture.
  • the interpolation method linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter and the like can be applied.
  • the interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the accuracy of the prediction.
  • the inter prediction unit 181 may apply an interpolation filter to an integer pixel to generate an interpolation pixel, and may perform prediction using an interpolated block composed of interpolated pixels.
  • the intra predictor 182 predicts a current block by referring to samples in the vicinity of a block to be currently encoded.
  • the intraprediction unit 182 may perform the following procedure to perform intra prediction. First, a reference sample necessary for generating a prediction signal can be prepared. Then, the predicted signal (predicted block) can be generated using the prepared reference sample. Thereafter, the prediction mode is encoded. At this time, reference samples can be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference samples have undergone prediction and reconstruction processes, quantization errors may exist. Therefore, a reference sample filtering process can be performed for each prediction mode used for intraprediction to reduce such errors.
  • a predicted signal (or a predicted block) generated through the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182 is used to generate a reconstructed signal (or a reconstructed block) Block).
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filtering unit 240, a decoded picture buffer (DPB) A buffer unit 250, and a prediction unit 260.
  • the prediction unit 260 may include an inter prediction unit 261 and an intra prediction unit 262.
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through a reproducing apparatus.
  • the decoder 200 receives a signal (i.e., a bit stream) output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal is entropy-decoded through the entropy decoding unit 210.
  • a signal i.e., a bit stream
  • the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy-decoded signal using the quantization step size information.
  • the inverse transform unit 230 obtains a residual signal (or a difference block) by inverse transforming the transform coefficient by applying an inverse transform technique.
  • the adder 235 adds the obtained difference signal (or difference block) to a predicted signal (or prediction signal) output from the predicting unit 260 (i.e., the inter prediction unit 261 or the intra prediction unit 262)
  • the reconstructed signal (or restoration block) is generated.
  • the filtering unit 240 applies filtering to a reconstructed signal (or a reconstructed block) and outputs it to a reproducing apparatus or transmits the reconstructed signal to a decoding picture buffer unit 250.
  • the filtered signal transmitted to the decoding picture buffer unit 250 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 261.
  • the embodiments described in the filtering unit 160, the inter-prediction unit 181 and the intra-prediction unit 182 of the encoder 100 respectively include the filtering unit 240 of the decoder, the inter-prediction unit 261, The same can be applied to the intra prediction unit 262.
  • a block-based image compression method is used in a still image or moving image compression technique (for example, HEVC).
  • HEVC still image or moving image compression technique
  • a block-based image compression method is a method of dividing an image into a specific block unit, and can reduce memory usage and computation amount.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a division structure of a coding unit applicable to the present invention.
  • the encoder divides one image (or picture) into units of a rectangular shaped coding tree unit (CTU: Coding Tree Unit). Then, one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
  • CTU Coding Tree Unit
  • the size of CTU can be set to 64X64, 32X32, 16X16.
  • the encoder can select the size of the CTU according to the resolution of the input image or characteristics of the input image.
  • the CTU includes a coding tree block (CTB) for a luma component and a CTB for two chroma components corresponding thereto.
  • CTB coding tree block
  • One CTU can be partitioned into a quad-tree structure. That is, one CTU is divided into four units having a square shape and having a half horizontal size and a half vertical size to generate a coding unit (CU) have. This division of the quad-tree structure can be performed recursively. That is, the CU is hierarchically partitioned from one CTU to a quad-tree structure.
  • CU coding unit
  • the CU means a basic unit of coding in which processing of an input image, for example, intra / inter prediction is performed.
  • the CU includes a coding block (CB) for the luma component and CB for the corresponding two chroma components.
  • CB coding block
  • the size of the CU can be set to 64X64, 32X32, 16X16, or 8X8.
  • the root node of the quad-tree is associated with the CTU.
  • the quad-tree is divided until it reaches the leaf node, and the leaf node corresponds to the CU.
  • the CTU may not be divided.
  • the CTU corresponds to the CU.
  • a node that is not further divided in the lower node having a depth of 1 corresponds to a CU.
  • CU (a), CU (b), and CU (j) corresponding to nodes a, b, and j in FIG. 3B are divided once in the CTU and have a depth of one.
  • a node that is not further divided in the lower node having a depth of 2 corresponds to a CU.
  • CU (c), CU (h) and CU (i) corresponding to nodes c, h and i in FIG. 3B are divided twice in the CTU and have a depth of 2.
  • a node that is not further divided in the lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • the maximum size or the minimum size of the CU can be determined according to the characteristics of the video image (for example, resolution) or considering the efficiency of encoding. Information on this or information capable of deriving the information may be included in the bitstream.
  • a CU having a maximum size is called a Largest Coding Unit (LCU), and a CU having a minimum size can be referred to as a Smallest Coding Unit (SCU).
  • LCU Largest Coding Unit
  • SCU Smallest Coding Unit
  • a CU having a tree structure can be hierarchically divided with a predetermined maximum depth information (or maximum level information).
  • Each divided CU can have depth information.
  • the depth information indicates the number and / or degree of division of the CU, and therefore may include information on the size of the CU.
  • the size of the SCU can be obtained by using the LCU size and the maximum depth information. Conversely, by using the size of the SCU and the maximum depth information of the tree, the size of the LCU can be obtained.
  • split_cu_flag information indicating whether the corresponding CU is divided
  • This split mode is included in all CUs except SCU. For example, if the value of the flag indicating division is '1', the corresponding CU is again divided into four CUs. If the flag indicating the division is '0', the corresponding CU is not further divided, Can be performed.
  • the CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed.
  • the HEVC divides the CU into units of Prediction Unit (PU) in order to more effectively code the input image.
  • PU Prediction Unit
  • PU is a basic unit for generating prediction blocks, and it is possible to generate prediction blocks in units of PU different from each other in a single CU.
  • PUs belonging to one CU are not mixed with intra prediction and inter prediction, and PUs belonging to one CU are coded by the same prediction method (i.e., intra prediction or inter prediction).
  • the PU is not divided into a quad-tree structure, and is divided into a predetermined form in one CU. This will be described with reference to the following drawings.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit that can be applied to the present invention.
  • the PU is divided according to whether the intra prediction mode is used or the inter prediction mode is used in the coding mode of the CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4A illustrates a PU when an intra prediction mode is used
  • FIG. 4B illustrates a PU when an inter prediction mode is used.
  • one CU is divided into two types (i.e., 2NX2N or NXN) .
  • the PU when the PU is divided into PUs of NXN type, one CU is divided into four PUs, and different prediction blocks are generated for each PU unit.
  • the division of the PU can be performed only when the size of the CB with respect to the luminance component of the CU is the minimum size (i.e., when the CU is the SCU).
  • one CU includes eight PU types (i.e., 2NX2N, NXN, 2NXN , NX2N, nLX2N, nRX2N, 2NXnU, 2NXnD).
  • PU partitioning of the N ⁇ N type can only be performed if the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (i.e., the CU is SCU).
  • AMP Asymmetric Motion Partition
  • nLH2N, nRH2N, 2NHnU, 2NHnD asymmetric motion partition
  • 'n' means a 1/4 value of 2N.
  • the AMP can not be used when the CU to which the PU belongs is the minimum size CU.
  • the optimal division structure of the coding unit (CU), the prediction unit (PU), and the conversion unit (TU) for efficiently encoding an input image in one CTU is a rate-distortion- Value. ≪ / RTI > For example, if we look at the optimal CU segmentation process in a 64 ⁇ 64 CTU, the rate-distortion cost can be calculated by dividing the 64X64 size CU to the 8X8 size CU.
  • the concrete procedure is as follows.
  • a prediction mode is selected in units of PU, and prediction and reconstruction are performed in units of actual TUs for the selected prediction mode.
  • the TU means the basic unit on which the actual prediction and reconstruction are performed.
  • the TU includes a transform block (TB) for the luma component and a TB for the two chroma components corresponding thereto.
  • the TU is hierarchically divided into a quad-tree structure from one CU to be coded, as one CTU is divided into a quad-tree structure to generate a CU.
  • the TUs segmented from the CUs can be further divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU can be set to any one of 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, 8 ⁇ 8, and 4 ⁇ 4.
  • the root node of the quadtree is associated with a CU.
  • the quad-tree is divided until it reaches a leaf node, and the leaf node corresponds to TU.
  • the CU may not be divided.
  • the CU corresponds to the TU.
  • TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j in FIG. 3B are once partitioned in the CU and have a depth of one.
  • TU (c), TU (h) and TU (i) corresponding to nodes c, h and i in FIG. 3B are divided twice in CU and have a depth of 2.
  • a node that is not further divided in the lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • TU (d), TU (e), TU (f), and TU (g) corresponding to nodes d, e, f and g in FIG. Depth.
  • a TU having a tree structure can be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information). Then, each divided TU can have depth information.
  • the depth information indicates the number and / or degree of division of the TU, and therefore may include information on the size of the TU.
  • information indicating whether the corresponding TU is divided may be communicated to the decoder.
  • This partitioning information is included in all TUs except the minimum size TU. For example, if the value of the flag indicating whether or not to divide is '1', the corresponding TU is again divided into four TUs, and if the flag indicating the division is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • And may use the decoded portion of the current picture or other pictures that contain the current processing unit to recover the current processing unit in which decoding is performed.
  • a picture (slice) that uses only the current picture for restoration that is, a picture (slice) that only performs intra prediction (or intra prediction) is referred to as an intra picture or an I picture (Slice) is referred to as a predictive picture or a P picture (slice), and a picture (slice) using a maximum of two motion vectors and a reference index is referred to as a Bi-predictive picture or a B picture .
  • Intra prediction refers to a prediction method that derives the current processing block from a data element (e.g., a sample value, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, it means a method of predicting the pixel value of the current processing block by referring to the reconstructed areas in the current picture.
  • a data element e.g., a sample value, etc.
  • Inter prediction refers to a prediction method of deriving a current processing block based on a data element (e.g., a sample value or a motion vector) of a picture other than the current picture. That is, this means a method of predicting pixel values of a current processing block by referring to reconstructed areas in other reconstructed pictures other than the current picture.
  • a data element e.g., a sample value or a motion vector
  • Inter Inter prediction (or inter prediction)
  • Inter prediction refers to a prediction method of deriving a current processing block based on a data element (e.g., a sample value or a motion vector) of a picture other than the current picture. That is, this means a method of predicting pixel values of a current processing block by referring to reconstructed areas in other reconstructed pictures other than the current picture.
  • a data element e.g., a sample value or a motion vector
  • Inter prediction (or inter picture prediction) is a technique for eliminating the redundancy existing between pictures, and is mostly performed through motion estimation and motion compensation.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the direction of inter prediction, which is an embodiment to which the present invention can be applied.
  • the inter prediction includes uni-directional prediction using a past picture or a future picture as a reference picture on a time axis for one block, and bidirectional prediction Bi-directional prediction).
  • uni-directional prediction includes forward direction prediction using one reference picture temporally displayed (or outputting) before the current picture and forward prediction using temporally one And a backward direction prediction using a plurality of reference pictures.
  • the motion parameter (or information) used to specify which reference region (or reference block) is used to predict the current block in the inter prediction process i. E., Unidirectional or bidirectional prediction
  • the inter prediction mode may indicate a reference direction (i.e., unidirectional or bidirectional) and a reference list (i.e. L0, L1 or bidirectional), a reference index (or reference picture index or reference list index) And includes motion vector information.
  • the motion vector information may include a motion vector, a motion vector predictor (MVP), or a motion vector difference (MVD).
  • the motion vector difference value means a difference value between the motion vector and the motion vector predictor.
  • a motion parameter for one direction is used. That is, one motion parameter may be needed to specify the reference region (or reference block).
  • bidirectional prediction motion parameters for both directions are used.
  • a maximum of two reference areas can be used. These two reference areas may exist in the same reference picture or in different pictures. That is, in the bi-directional prediction method, a maximum of two motion parameters can be used, and two motion vectors may have the same reference picture index or different reference picture indexes.
  • the reference pictures may be all displayed (or output) temporally before the current picture, or all displayed (or output) thereafter.
  • the encoder performs motion estimation (Motion Estimation) for finding a reference region most similar to the current block from the reference pictures.
  • the encoder may then provide motion parameters for the reference region to the decoder.
  • the encoder / decoder can obtain the reference area of the current block using motion parameters.
  • the reference area exists in the reference picture having the reference index.
  • a pixel value or an interpolated value of a reference region specified by the motion vector may be used as a predictor of the current processing block. That is, motion compensation for predicting an image of a current processing block from a previously decoded picture is performed using motion information.
  • a method of acquiring a motion vector predictor (mvp) using motion information of previously coded blocks and transmitting only a difference value (mvd) therebetween may be used. That is, the decoder obtains the motion vector predictor of the current block by using the motion information of the decoded other blocks, and obtains the motion vector value for the current processing block using the difference value transmitted from the encoder. In obtaining the motion vector predictor, the decoder may obtain various motion vector candidate values using the motion information of other decoded blocks and acquire one of the candidate motion vector predictors.
  • DPB decoding picture buffer
  • a reference picture refers to a picture including samples that can be used for inter prediction in the decoding process of the next picture in the decoding order.
  • a reference picture set refers to a set of reference pictures associated with a picture, and is composed of all the pictures previously associated in the decoding order.
  • the reference picture set may be used for inter prediction of a picture following an associated picture or a picture associated with the decoding order. That is, the reference pictures held in the decoded picture buffer DPB may be referred to as a reference picture set.
  • the encoder can provide the decoder with reference picture set information in a sequence parameter set (SPS) (i.e., a syntax structure composed of syntax elements) or in each slice header.
  • SPS sequence parameter set
  • a reference picture list refers to a list of reference pictures used for inter prediction of a P picture (or a slice) or a B picture (or a slice).
  • the reference picture list can be divided into two reference picture lists and can be referred to as a reference picture list 0 (or L0) and a reference picture list 1 (or L1), respectively.
  • the reference picture belonging to the reference picture list 0 can be referred to as a reference picture 0 (or L0 reference picture)
  • the reference picture belonging to the reference picture list 1 can be referred to as a reference picture 1 (or L1 reference picture).
  • one reference picture list i.e., reference picture list 0
  • two reference picture lists Picture list 0 and reference picture list 1 can be used.
  • Information for identifying the reference picture list for each reference picture may be provided to the decoder through the reference picture set information.
  • the decoder adds the reference picture to the reference picture list 0 or the reference picture list 1 based on the reference picture set information.
  • a reference picture index (or a reference index) is used to identify any one specific reference picture in the reference picture list.
  • a sample of a prediction block for an inter-predicted current block is obtained from a sample value of a corresponding reference area in a reference picture identified by a reference picture index.
  • the corresponding reference area in the reference picture indicates a region of a position indicated by a horizontal component and a vertical component of a motion vector.
  • Fractional sample interpolation is used to generate a prediction sample for noninteger sample coordinates, except when the motion vector has an integer value. For example, a motion vector of a quarter of the distance between samples may be supported.
  • fractional sample interpolation of the luminance component applies the 8-tap filter in the horizontal and vertical directions, respectively.
  • the fractional sample interpolation of the chrominance components applies the 4-tap filter in the horizontal direction and the vertical direction, respectively.
  • Figure 6 illustrates integer and fractional sample locations for 1/4 sample interpolation as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • a shaded block in which an upper-case letter (A_i, j) is written represents an integer sample position and a shaded block in which a lower-case letter (x_i, j) .
  • a fractional sample is generated with interpolation filters applied to integer sample values in the horizontal and vertical directions, respectively.
  • interpolation filters applied to integer sample values in the horizontal and vertical directions, respectively.
  • an 8-tap filter may be applied to the left four integer sample values and the right four integer sample values based on the fraction sample to be generated.
  • AMVP Advanced Motion Vector Prediction
  • the merge mode refers to a method of deriving a motion parameter (or information) from a neighboring block spatially or temporally.
  • the set of candidates available in the merge mode consists of spatial neighbor candidates, temporal candidates, and generated candidates.
  • Figure 7 illustrates the location of spatial candidates as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • each spatial candidate block is available according to the order of ⁇ A1, B1, B0, A0, B2 ⁇ . At this time, if the candidate block is encoded in the intra-prediction mode and motion information does not exist, or if the candidate block is located outside the current picture (or slice), the candidate block can not be used.
  • the spatial merge candidate can be constructed by excluding unnecessary candidate blocks from the candidate block of the current block. For example, if the candidate block of the current prediction block is the first prediction block in the same coding block, the candidate blocks excluding the candidate block and the same motion information may be excluded.
  • the temporal merge candidate configuration process proceeds according to the order of ⁇ T0, T1 ⁇ .
  • a right bottom block T0 of a collocated block of a reference picture is available, the block is configured as a temporal merge candidate.
  • a collocated block refers to a block existing at a position corresponding to a current block in a selected reference picture. Otherwise, the block (T1) located at the center of the collocated block is constructed as a temporal merge candidate.
  • the maximum number of merge candidates can be specified in the slice header. If the number of merge candidates is greater than the maximum number, the spatial candidates and temporal candidates smaller than the maximum number are retained. Otherwise, additional merge candidates (i.e., combined bi-predictive merging candidates) are generated by combining the candidates added so far until the number of merge candidates reaches the maximum number of candidates .
  • the encoder constructs a merge candidate list by performing the above-described method and performs motion estimation (Motion Estimation) to obtain a merge index (for example, merge_idx [x0] [y0] ) To signal the decoder.
  • FIG. 7B illustrates a case where the B1 block is selected in the merge candidate list. In this case, "Index 1" can be signaled to the decoder as a merge index.
  • the decoder constructs a merge candidate list in the same way as the encoder and derives the motion information for the current block from the motion information of the candidate block corresponding to the merge index received from the encoder in the merge candidate list. Then, the decoder generates a prediction block for the current block based on the derived motion information (i.e., motion compensation).
  • the AMVP mode refers to a method of deriving motion vector prediction values from neighboring blocks.
  • the horizontal and vertical motion vector difference (MVD), reference index, and inter prediction mode are signaled to the decoder.
  • the horizontal and vertical motion vector values are calculated using the derived motion vector prediction value and the motion vector difference (MVD) provided from the encoder.
  • the encoder constructs a motion vector predictor candidate list and performs motion estimation (Motion Estimation) to select a motion vector predictor flag (i.e., candidate block information) (e.g., mvp_lX_flag [ x0] [y0] ') to the decoder.
  • the decoder constructs a motion vector predictor candidate list in the same way as the encoder.
  • the motion vector prediction of the current processing block is performed using the motion information of the candidate block indicated in the motion vector predictor flag received from the encoder To derive a person.
  • the decoder obtains a motion vector value for the current processing block using the derived motion vector predictor and the motion vector difference value transmitted from the encoder.
  • the decoder generates a predicted block (i.e., an array of predicted samples) for the current block based on the derived motion information (i.e., motion compensation).
  • the motion vector is scaled.
  • the candidate composition is terminated. If the number of selected candidates is less than two, temporal motion candidates are added.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an inter prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a decoder (specifically, the inter-prediction unit 261 of the decoder in FIG. 2) decodes a motion parameter for a processing block (for example, a prediction block) (S801).
  • the decoder can decode the signaled merge index from the encoder. Then, the decoder can derive the motion parameter of the current block from the motion parameter of the candidate block indicated in the merge index.
  • the decoder can decode the horizontal and vertical motion vector difference (MVD) signaled from the encoder, the reference index and the inter prediction mode.
  • the motion vector predictor is derived from the motion parameter of the candidate block indicated by the motion vector predictor flag, and the motion vector value of the current block can be derived using the motion vector predictor and the received motion vector difference value.
  • the decoder performs motion compensation on the current block using the decoded motion parameter (or information) (S802).
  • the encoder / decoder performs motion compensation for predicting an image of a current block from a previously decoded picture (i.e., generating a prediction block for a current unit) using the decoded motion parameters.
  • the encoder / decoder can derive a predicted block (i.e., an array of predicted samples) of the current block from a sample of the area corresponding to the current block in the previously decoded reference picture.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a motion compensation process according to an embodiment to which the present invention can be applied.
  • the motion parameters for the current block to be coded in the current picture are unidirectional prediction, the second picture in LIST0, the second picture in LIST0, and the motion vector (-a, b) do.
  • the current block is predicted using the value of the position (-a, b) of the current block in the second picture of LIST0 (i.e., the sample value of the reference block).
  • another reference list e.g., LIST1
  • a reference index e.g., a reference index
  • a motion vector difference value e.g., a motion vector difference value
  • FIG. 10 schematically illustrates a method of applying adaptive loop filtering, in accordance with an embodiment of the present invention.
  • Adaptive loop filtering is a technique for acquiring an image similar to an original image by applying a filter to a reconstructed picture to compensate for errors due to prediction and quantization.
  • the encoder When the ALF is applied, the encoder derives the coefficients of the Wiener filter using the original block and the reconstructed block, and applies the coefficients of the derived Wiener filter to the restoration block.
  • a filtered reconstructed block may be obtained.
  • a restoration block is obtained by adding a prediction block and a residual block.
  • a circular symbol + (10010) represents addition.
  • the circular symbol M (10020) indicates that the coefficients of the Wiener filter are calculated (or the Wiener filter is applied).
  • the filter coefficient of FIG. 10 represents the Wiener filter coefficient.
  • the ALF method uses the restored block and the original block as inputs to calculate the Wiener filter coefficients.
  • the coefficients of the obtained Wiener filter are applied to the reconstruction block, whereby the filtered reconstruction block is obtained.
  • the coefficients of the obtained Wiener filter are transmitted to the decoder.
  • the ALF technique can improve the peak signal-to-noise ratio (PSNR) by applying a filter to the reconstructed block (picture).
  • PSNR peak signal-to-noise ratio
  • the filter coefficient is calculated on a picture-by-picture basis, and the encoder transmits the calculated filter coefficient of the picture unit to the decoder. Since the ALF performs filtering on the reconstruction block of the current block, the coding efficiency can not be improved by reducing the data amount of the residual signal of the current picture. Instead, the ALF can improve the coding efficiency by using the filtered reconstruction picture as an enhanced reference picture of the picture (future picture) decoded after the current picture.
  • FIG. 11 schematically shows a method of applying prediction block filtering and adaptive prediction block filtering according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 (a) is a schematic diagram of a prediction block filtering (PBF) technique and (b) is a schematic diagram of an adaptive prediction block filtering (APBF) technique.
  • PPF prediction block filtering
  • APBF adaptive prediction block filtering
  • Predictive block filtering is to improve prediction accuracy and coding efficiency by applying a filter to the prediction block to compensate for errors due to prediction and quantization.
  • the encoder calculates the Wiener filter coefficients between the original block and the prediction block, and applies the calculated Wiener filter coefficients to the prediction block to improve the accuracy of the prediction block and the coding efficiency.
  • the coefficients of the Wiener filter between the prediction block and the original block are acquired (computed).
  • the circular symbol M (11010) indicates that the coefficient of the Wiener filter is calculated (or the Wiener filter is applied).
  • the PBF method uses the prediction block and the original block as inputs to calculate the Wiener filter coefficients.
  • the filter coefficient indicates the Wiener filter coefficient.
  • the obtained Wiener filter coefficients are applied to the prediction block, whereby the filtered prediction block is obtained.
  • a modified reconstructed block is obtained by adding the filtered residual block to the filtered residual block.
  • the modified residual block indicates that the residual block has also changed because the prediction block is changed due to filtering (application of the Wiener filter).
  • the residual block is obtained by subtracting the prediction block from the original block.
  • the circular symbol + (11020) represents addition.
  • the PBF scheme calculates the filter coefficients in units of blocks
  • the PBF scheme has a disadvantage in that the filter coefficients in units of blocks must be transmitted to the decoder. Therefore, the use of the PBF scheme increases the amount of additional information for transmitting the filter coefficients.
  • 11A, "X" indicated in the filter coefficient under the modified restoration block means that the PBF scheme is not suitable for improving the coding efficiency due to an increase in the data amount of the additional information to be transmitted.
  • APBF adaptive predictive block filtering
  • Adaptive Predictive Blocking derives the filter coefficients using information of neighboring blocks of the current block rather than the current block, and applies the derived filter coefficients to the prediction blocks to improve the prediction accuracy and coding efficiency .
  • the decoder does not have information on the original block, which is the target block for deriving the filter coefficients. Therefore, in order to replace the original block, the APBF method derives a filter coefficient that can improve the accuracy of a prediction block of a neighboring block by using a reconstruction block of a neighboring block.
  • the filter coefficients derived in this way are used for the prediction block of the current block.
  • the decoder derives the Wiener filter coefficients between the reconstructed block of the neighboring block (or neighboring block) and the predicted block of the neighboring block instead of the original block of the current block and the predicted block of the current block, The coefficient is applied to the prediction block of the current block.
  • a Wiener filter coefficient is obtained (calculated) between a prediction block of a neighboring block and a restoration block of a neighboring block.
  • Circular symbol M indicates that the coefficients of the Wiener filter are calculated (or the Wiener filter is applied). That is, the APBF scheme uses the prediction block of the neighboring block and the restoration block of the neighboring block as an input for calculating the Wiener filter coefficient.
  • the filter coefficient indicates the Wiener filter coefficient. The obtained Wiener filter coefficients are applied to the prediction block of the current block, whereby the filtered prediction block is obtained.
  • a Wiener filter is a filter that transforms the input as closely as possible to the desired output.
  • the meaning of 'as close as possible' means that the sum of squares of the difference between the filter input and the desired result is minimized. That is, the Wiener filter is a filter that minimizes the mean square error between the input and the desired output.
  • Equation (1) is an example of an equation for calculating the coefficients of the Wiener filter.
  • Equation (1) C represents the Wiener filter coefficient, and x and y represent the coordinates of the sample in the block. i and j denote the coordinates in the Wiener filter. c_ (i, j) represents the coefficient of the (i, j) coordinate in the winner filter coefficient. N represents the filter size, where the number of filter taps is 2N + 1.
  • R denotes a reconstruction block, and P denotes a prediction block.
  • the restoration block R and the prediction block P correspond to the inputs of Equation (1). That is, Equation (1) corresponds to a formula for obtaining a Wiener filter coefficient (C) that minimizes an error between a reconstruction block (R) and a prediction block (P).
  • an adaptive loop filter computes a Wiener filter coefficient C by using an original block O and a reconstruction block R as inputs instead of a reconstruction block R and a prediction block P, (See Fig. 10).
  • Prediction block filtering uses the original block O and the prediction block P as inputs (see the description of FIG. 11 (a)).
  • Adaptive prediction block filtering uses a reconstruction block R and a prediction block P as inputs (see the description of FIG. 11 (b)).
  • Bi-prediction block filtering (BPBF) proposed in this specification uses an average block (avg (P0, P1)) and a prediction block (P0 / P1) as inputs. Details of the BPBF will be described later.
  • the APBF does not transmit the filter coefficient information to the decoder, and the decoder reduces the amount of additional information transmitted by deriving the filter coefficient.
  • the APBF uses a filter coefficient derived from the information of the adjacent block rather than the information of the current block, it has a limitation in increasing the accuracy of the prediction block.
  • BPBF bi-prediction block filtering
  • the decoder can improve prediction accuracy and coding efficiency by filtering two prediction blocks in different reference picture lists obtained by bidirectional prediction similar to the average blocks of the two prediction blocks. This approach can be referred to as bi-predictive block filtering or bi-predictive based filtering and the like.
  • Pair prediction block filtering is performed so that each of the prediction block P0 of the reference picture list 0 and the prediction block of the reference picture list P1 is similar to the average block avg (P0, P1) of the two prediction blocks Thereby improving the accuracy of prediction and the coding efficiency.
  • a prediction block obtained based on reference picture list 0 in bidirectional prediction may be referred to as P0 (or P0 block), and a prediction block obtained based on reference picture list 1 may be referred to as P1 (or P1 block) Lt; / RTI >
  • P0 or P0 block
  • P1 or P1 block
  • Lt a prediction block obtained based on reference picture list 1
  • RTI &gt One prediction block composed of the average values of the P0 block and the P1 block
  • Avg (P0, P1) corresponds to an average value (or an average block) of the P1 block and the P0 block, and may also be referred to as an average prediction block.
  • the generation of one block (or an operation in which an average block of two blocks is generated) as an average value of two blocks may be referred to as an average sum.
  • one prediction block i.e., Avg (P0, P1)
  • Avg (P0, P1) the average block (Avg (P0, P1)) of the two prediction blocks can be regarded as a block most similar to the original block. Therefore, the prediction performance and the coding efficiency can be further improved by refining the P0 block and the P1 block to become more similar to the average prediction block (Avg (P0, P1)).
  • the proposed Prediction Block Filtering can further improve the accuracy of the prediction block by refinement such that the two prediction blocks P0 and P1 are similar to the average prediction block Avg (P0, P1) have.
  • the pair prediction block filtering derives a Wiener filter coefficient that minimizes an error between the average prediction block (Avg (P0, P1)) and the P0 block, and applies the derived filter coefficient to the P0 block, .
  • the Pair Prediction Block Filtering derives Wiener filter coefficients that minimize errors between the average prediction block (Avg (P0, P1)) and the P1 block, and applies the derived filter coefficients to the P1 block to refine the P1 block do.
  • Pair Prediction Block Filtering can increase the accuracy of prediction by using refined prediction blocks, thereby reducing the information amount of residual signals and improving coding efficiency.
  • the BPBF can be adaptively applied to various sequences by determining whether refinement is applied in block or sample units.
  • BPBF bi-predictive block filtering
  • the decoder can determine whether to apply the BPBF on a block-by-block basis.
  • the encoder can signal information indicating whether the BPBF is applied to the decoder on a block-by-block basis.
  • the flag indicating whether or not the BPBF is applied may be referred to as a BPBF flag (bpbf_flag).
  • the encoder can determine whether to signal the BPBF flag depending on whether the inter prediction mode of the current block is the AMVP mode or the merge mode.
  • the BPBF flag (bpbf_flag) is signaled to the decoder only when the prediction direction of the corresponding block is bidirectional prediction, and is not signaled if it is not bidirectional prediction.
  • whether to apply the BPBF of the current block can be determined according to 'bpbf_flag' of the selected candidate block.
  • the decoder may not apply the BPBF to the current block if the block (or coding unit) is a candidate derived on a divided sub-block basis, or corresponds to a temporal motion vector predictor (TMVP) or the like.
  • MVP combined motion vector predictor
  • TMVP temporal motion vector predictor
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a motion compensation process in an inter-prediction mode for applying the bi-predictive block filtering according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder may perform different motion compensation processes when the current block does not satisfy the specific condition, or when the block prediction block filtering (BPBF) is applied or not. .
  • BPBF block prediction block filtering
  • the decoder confirms (or determines) whether or not the current block satisfies a predefined condition (S12010). Examples of conditions for determining whether to apply the BPBF will be described below.
  • the condition may be whether or not the BPBF flag (bpbf_flag) indicates that the BPBF is applied to the current block (condition 1). If the obtained 'bpbf_flag' indicates that the BPBF is applied to the current block, the decoder can decide to apply the BPBF to the current block. If no syntax for BPBF (e.g., 'bpbf_flag') is present, the following conditions may be used.
  • condition 2 may be whether or not the current block has been predicted in a bi-prediction mode (condition 2).
  • the decoder can decide to apply the BPBF if the current block is predicted in the bi-prediction mode.
  • the condition may be predicted in the bi-predictive mode, and whether the picture order counter (POC) of the two reference pictures is in a different direction with respect to the current picture (Condition 3).
  • the POC is the same as the display order.
  • the decoder can decide to apply the BPBF to the current block if the two reference pictures are a past picture and a future picture, respectively, with respect to the time axis of the current picture.
  • the specific condition may be the size of the current block (condition 4).
  • the characteristics of the block can be considered. For example, the decoder may decide to apply BPBF if the size of the current block (e.g., a coding unit) is greater than 8 ⁇ 8 and not BPBF if less than 8 ⁇ 8. If the current block size is small, it is possible to generate a relatively optimal prediction block through the motion estimation process, so that the decoder can not apply the BPBF considering the signaling overhead due to the BPBF flag ('bpbf_flag').
  • the decoder decides to apply the BPBF to the current block if the current block satisfies a certain condition (or if the condition is true), and performs the following S12020 to S12050.
  • the decoder performs interpolation on a block having a size of (W + T_W) X (H + T_H) in each reference picture list (S12020).
  • the shape of the Wiener filter is taken into account.
  • the shape of the Wiener filter may be M xl, M x N, N x M or M x M, and may also be a 5 x 5 diamond shape, 7 x 7 diamond shape, or 9 x 9 diamond shape.
  • W represents the width of the current block
  • H represents the height of the current block.
  • T_W and T_H represent values derived from the number of horizontal filter taps and the number of vertical filter taps, respectively.
  • (W + T_W) ⁇ (H + T_H) is 12 ⁇ 12 corresponding to (8 + 4) ⁇ (8 + 4) when the Wiener filter is 5 ⁇ 5 and the block is 8 ⁇ 8. That is, the value of T_W and T_H is 4 at this time.
  • (W + T_W) ⁇ (H + T_H) is 14 ⁇ 12 corresponding to (8 + 6) ⁇ (8 + 4) when the Wiener filter is 7 ⁇ 5 and 8 ⁇ 8. That is, the value of T_W is 6 and the value of T_H is 4 at this time.
  • the decoder repeats the process of S12020 in the reference picture list 0 (L0) and the reference picture list 1 (L1), respectively.
  • the P0 block and the P1 block used for generating the average prediction block (Avg (P0, P1)) are obtained.
  • the decoder generates an average prediction block (Avg (P0, P1)) which is an average sum of the two prediction blocks obtained in step S12020 (S12030). That is, the decoder generates the average value (or average block) of the P0 block and the P1 block as an average prediction block (Avg (P0, P1)).
  • the decoder then calculates the Wiener filter coefficients between the prediction blocks P0 and P1 in the respective directions and the average prediction block Avg (P0, P1), and outputs the calculated filter coefficients to the prediction blocks P0 and P1 in each direction (S12040). Specifically, the decoder calculates a filter coefficient that minimizes the error between the P0 block and the average prediction block (Avg (P0, P1)), and then applies the calculated filter coefficient to the P0 block. Further, the decoder calculates the filter coefficient that minimizes the error between the P1 block and the average prediction block (Avg (P0, P1)), and then applies the calculated filter coefficient to the P1 block.
  • BPBF bi-prediction block filtering
  • step S12040 the P0 block and the P1 block are filtered.
  • the decoder performs refinement so that the P0 block and the P1 block are similar to the average prediction block (Avg (P0, P1)) by performing the calculation and application of the filter coefficients in the P0 block and the P1 block, respectively.
  • the decoder generates a final prediction block by calculating the average of the sum (Sum Average) of the filtered prediction block P0 and P1 to the secondary (2 nd Average sum) (S12050 ).
  • the decoder determines not to apply the BPBF to the current block if the current block does not satisfy a certain condition (or if the condition is false), and performs steps S12060 to S12070.
  • Steps S12060 and S12070 are the same as those of the existing inter prediction.
  • the decoder performs interpolation for each reference picture in the reference picture lists 0 and 1 (S12060). Thereafter, the decoder generates a prediction block by calculating an average sum of two reference blocks selected from the interpolated reference pictures (S12070). That is, the average value (average block) of the two reference predictions is generated as the final prediction block.
  • the decoder can determine whether to apply BPBF in units of samples (or pixels).
  • a variation amount of a sample within a certain interval may be used.
  • the decoder can decide not to apply the BPBF to the sample if the amount of change in the sample in a particular region (or window) around one sample in one block is greater than a predetermined threshold.
  • the size of the specific area may be 5 X 5 area.
  • the threshold value for the variation of the sample value within a specific region may be different depending on the quantization parameter (QP).
  • QP quantization parameter
  • the first calculation method of calculating the variation of the sample in the specific region is a method of calculating the sum of the difference between the average of the sample values in the window and the respective sample values as the variation amount of the sample.
  • Equation (2) below is an example of a formula for calculating the amount of change of the sample using the first calculation method.
  • Equation (2) (x-) on the right side in parentheses represents an average value in the window. i and j represent positions in the window. The size of the window is N ⁇ N. (1 / N 2 ) may not be applied considering the computational complexity and loss of information due to down-scale.
  • a second calculation method for calculating the amount of change of a sample in a specific area is a method of calculating a sum of a difference value between a sample value of an intermediate position (target sample) in the window and another sample value in the window as a variation amount of the sample Method. Equation (3) below is an example of a formula for calculating the amount of change of a sample using the second calculation method.
  • Equation (2) i and j denote positions in the window. Also, k and l represent an intermediate position in the window (or the position of the target sample). The size of the window is N ⁇ N. 1 / N 2 may not be applied considering the computational complexity and loss of information due to down-scale.
  • the decoder can compute the amount of change in the window by dividing the horizontal axis and the vertical axis.
  • the decoder can change the shape of the Wiener filter in consideration of the amount of change in each direction, and apply the changed Wiener filter to the prediction block. That is, the decoder can determine the shape of the Wiener filter according to the variation of the sample value in the horizontal or vertical direction.
  • the shape of the Wiener filter may be changed from 5 ⁇ 5 to 7 ⁇ 5 when the decoder has a large variation in the horizontal axis (or in the horizontal direction). Further, when the variation of the vertical axis (or vertical direction) is large, the shape of the Wiener filter can be changed from 5 ⁇ 5 to 5 ⁇ 7.
  • the directionality of the motion vector can be considered as a method for determining the shape of the Wiener filter. For example, if the 5X5 window is used and the x value of the motion vector having (x, y) is large, the shape of the Wiener filter may be changed from 5X5 to 7X5. When the y value of the motion vector is large, the shape of the Wiener filter can be changed from 5 ⁇ 5 to 5 ⁇ 7.
  • FIG. 13 shows a flowchart of an inter prediction based image processing method according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder / decoder determines whether to apply the pair prediction based filtering to the first prediction block and the second prediction block of the current block (S13010).
  • the prediction-based filtering corresponds to filtering (i.e., BPBF filtering) for approximating each of the first and second prediction blocks to an average block generated based on the first prediction block and the second prediction block.
  • filtering i.e., BPBF filtering
  • the first prediction block is generated by performing inter prediction on the basis of the list 0 reference picture
  • the second prediction block is generated by performing inter prediction on the basis of the list 1 reference picture.
  • the bi-prediction-based filtering is applied to the first and second prediction blocks (S13020).
  • BPBF filtering For a specific description on the process of applying the pair prediction-based filtering (BPBF filtering), refer to the description of FIG. 12 described above.
  • the encoder / decoder generates a final predicted block of the current block using the filtered first predictive block and the filtered second predictive block (S13030).
  • a residual block can be generated using an encoder final prediction block, and a decoder can generate a reconstruction block using a final prediction block.
  • FIG. 14 shows a block diagram of an inter prediction unit according to an embodiment of the present invention.
  • the inter prediction unit implements the functions, processes and / or methods proposed in the description related to Figs. 11 to 13 above.
  • the inter prediction unit may include a filtering determination unit 14010, a filtering application unit 14020, and a prediction block generation unit 14030.
  • the filtering determination unit 14010 may determine whether to apply the bi-prediction-based filtering to the first prediction block and the second prediction block of the current block.
  • Pair prediction-based filtering may correspond to filtering (i.e., BPBF filtering) for approximating each of the first and second prediction blocks to an average block generated based on the first prediction block and the second prediction block.
  • the filtering application unit 14020 may apply the pair prediction-based filtering to the first prediction block and the second prediction block, respectively, if it is determined that the bi-prediction-based filtering is applied.
  • the first prediction block may be generated by applying inter prediction on the basis of the list 0 reference picture
  • the second prediction block may be generated by performing inter prediction on the basis of the list 1 reference picture.
  • the prediction block generator 14030 may generate a final prediction block of the current block using the filtered first predictive block and the filtered second predictive block.
  • the filtering application unit 14020 generates the average block using the first prediction block and the second prediction block, derives first Wiener filter coefficients that minimize a difference between the first prediction block and the average block, Deriving second Wiener filter coefficients that minimize the difference between the prediction block and the average block, filtering the first prediction block using the derived first Wiener filter coefficients, and filtering the second predicted block using the derived second Wiener filter coefficients,
  • the prediction block can be filtered.
  • the filtering application unit 14020 In generating the average block, the filtering application unit 14020 generates a first interpolation block based on the size of the first prediction block and the number of taps of the Wiener filter, and the size of the second prediction block and the number of taps of the Wiener filter And a mean value of the first interpolation block and the second interpolation block may be generated as an average block.
  • the filtering decision unit 14010 can obtain a bi-prediction-based filtering flag indicating whether bi-prediction-based filtering is applied when the AMVP mode is applied to the current block. Then, the filtering decision unit 14010 can determine to apply the bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks when the bi-prediction-based filtering is applied to the current block according to the bi-prediction-based filtering flag.
  • the filtering determination unit 14010 may construct a merge candidate list based on motion information of neighboring blocks of the current block. Thereafter, the filtering determination unit 14010 obtains a merge index indicating the selected merge candidate, and determines whether to apply pair prediction-based filtering to the first prediction block and the second prediction block based on the selected merge candidate indicated by the merge index Can be determined.
  • the selected merge candidate is a merge candidate generated by combining other merge candidates, a zero motion vector, a candidate derived in units of subblocks, or a temporal merge candidate, 1 prediction block and the second prediction block may not be applied.
  • the filtering determination unit 14010 may determine to apply the bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks when the bi-prediction-based filtering is applied to the selected merge candidate.
  • the filtering determination unit 14010 may determine to apply bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks when the current block is predicted in a bi-prediction mode .
  • the filtering determination unit 14010 determines that the first prediction block Prediction-based filtering on the first prediction block and the second prediction block.
  • the filtering determination unit 14010 may determine to apply the bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks if the size of the current block is greater than a predetermined threshold value.
  • the filtering determination unit 14010 may determine whether to apply bi-prediction-based filtering of the current sample based on the amount of change of the sample value within a specific area around the current sample.
  • the variation amount of the sample value may include a variation amount of the horizontal direction sample value in the specific region and a variation amount of the vertical direction sample value.
  • the filtering determination unit 14010 does not apply the bi-prediction-based filtering to the current sample if the sum of the average of the sample values in the specific region and the difference values between the respective sample values in the specific region is greater than a predetermined threshold value You can decide. Further, the filtering decision unit 14020 can decide not to apply the bi-predictive based filtering to the current sample if the sum of the difference values between the sample value at the intermediate position in the specific area and each sample value within the specific area is greater than a predetermined threshold value have.
  • the threshold value may be determined based on the quantization parameter value.
  • the filtering determination unit 14010 can change the shape of the Wiener filter according to a direction having a larger amount of change in the horizontal direction sample value and the vertical direction sample value.
  • FIG. 15 shows a structure of a contents streaming system according to an embodiment of the present invention.
  • the content streaming system to which the present invention is applied may include an encoding server, a streaming server, a web server, a media repository, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server compresses content input from multimedia input devices such as a smart phone, a camera, and a camcorder into digital data to generate a bit stream and transmit the bit stream to the streaming server.
  • multimedia input devices such as a smart phone, a camera, a camcorder, or the like directly generates a bitstream
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generating method to which the present invention is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits multimedia data to a user device based on a user request through the web server, and the web server serves as a medium for informing the user of what services are available.
  • the web server delivers it to the streaming server, and the streaming server transmits the multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server. In this case, the control server controls commands / responses among the devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media repository and / or an encoding server. For example, when receiving the content from the encoding server, the content can be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server can store the bit stream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, a slate PC, Such as tablet PCs, ultrabooks, wearable devices (e.g., smartwatches, smart glass, HMDs (head mounted displays)), digital TVs, desktops Computers, and digital signage.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC Such as tablet PCs, ultrabooks, wearable devices (e.g., smartwatches, smart glass, HMDs (head mounted displays)), digital TVs, desktops Computers, and digital signage.
  • Each of the servers in the content streaming system can be operated as a distributed server. In this case, data received at each server can be distributed.
  • the embodiments described in the present invention can be implemented and executed on a processor, a microprocessor, a controller, or a chip.
  • the functional units depicted in the figures may be implemented and implemented on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the decoder and encoder to which the present invention is applied can be applied to multimedia communication devices such as a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chatting device, (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices, and the like, which may be included in, for example, a storage medium, a camcorder, a video on demand (VoD) service provision device, an OTT video (Over the top video) And may be used to process video signals or data signals.
  • the OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet access TV, a home theater system, a smart phone, a tablet PC, a DVR (Digital Video Recorder)
  • the processing method to which the present invention is applied may be produced in the form of a computer-executed program, and may be stored in a computer-readable recording medium.
  • the multimedia data having the data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer-readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium may be, for example, a Blu-ray Disc (BD), a Universal Serial Bus (USB), a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a RAM, a CD- Data storage devices.
  • the computer-readable recording medium includes media implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet).
  • the bit stream generated by the encoding method can be stored in a computer-readable recording medium or transmitted over a wired or wireless communication network.
  • an embodiment of the present invention may be embodied as a computer program product by program code, and the program code may be executed in a computer according to an embodiment of the present invention.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.
  • Embodiments in accordance with the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) field programmable gate arrays, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, a function, or the like for performing the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory is located inside or outside the processor and can exchange data with the processor by various means already known.

Landscapes

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

Abstract

Disclosed is an inter-prediction-based image processing method. Specifically, an inter-prediction-based image processing method may comprise the steps of: determining whether bi-prediction-based filtering is applied to a first prediction block and a second prediction block for a current block; when the bi-prediction-based filtering is determined to be applied thereto, applying the bi-prediction-based filtering to the first prediction block and the second prediction; and generating a final prediction block for the current block, using the filtered first prediction block and second prediction.

Description

영상 처리 방법 및 이를 위한 장치Image processing method and apparatus therefor
본 발명은 정지 영상 또는 동영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 인터 예측 모드(inter prediction mode) 기반으로 동영상을 인코딩/디코딩하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a still image or moving picture processing method, and more particularly, to a method of encoding / decoding moving picture based on an inter prediction mode and a device supporting the same.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다. Compressive encoding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information over a communication line or for storing it in a form suitable for a storage medium. Media such as video, image, and audio can be subject to compression coding. In particular, a technique for performing compression coding on an image is referred to as video image compression.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.Next-generation video content will feature high spatial resolution, high frame rate, and high dimensionality of scene representation. Processing such content will result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.Therefore, there is a need to design a coding tool for processing next generation video contents more efficiently.
비디오 코덱의 화면 간 예측에 있어 PBF(prediction block filtering)은 원본 블록과 예측 블록 간의 위너 필터(wiener filter) 계수를 도출하고 이를 예측 블록에 적용함으로써 예측 블록의 정확도를 높이고 잔차 신호를 줄인다. 그러나, 이 방식은 블록 단위로 필터 계수를 전송해야 하기 때문에 부가 정보량을 증가시키므로 최신 비디오 코덱에 적합하지 않다. 따라서 부가 정보량를 줄이기 위해 필터 계수를 유도하는 방법이 제안되었다. In inter-picture prediction of video codec, prediction block filtering (PBF) derives the wiener filter coefficients between the original block and the prediction block and applies it to the prediction block to increase the accuracy of the prediction block and reduce the residual signal. However, this method is not suitable for the latest video codec because it increases the amount of additional information because the filter coefficient must be transmitted on a block-by-block basis. Therefore, a method of deriving a filter coefficient to reduce the amount of additional information has been proposed.
APBF(adaptive prediction block filtering) 방식은 부호화/복호화 과정에서 원본 블록과 예측 블록을 대체하기 위해 인접 블록의 복원 블록과 인접 블록의 예측 블록 간의 위너 필터 계수를 유도하고, 유도된 필터 계수를 예측 블록에 적용한다. 그러나, APBF 방식은 현재 블록이 아닌 주변 블록을 이용하여 유도된 필터 계수를 사용하는 한계를 갖는다.In the adaptive prediction block filtering (APBF) scheme, Wiener filter coefficients between the restoration block of the adjacent block and the prediction block of the adjacent block are derived to replace the original block and the prediction block in the encoding / decoding process, To be applied. However, the APBF scheme has a limitation in using a filter coefficient derived using a neighboring block, not a current block.
따라서 본 명세서에서는 현재 블록의 정보를 이용하여 필터 계수를 유도하고, 블록 또는 샘플 단위의 조건을 통해 필터 적용 여부를 결정하는 방법을 제안한다.Therefore, in the present specification, a method of deriving a filter coefficient using information of a current block and determining whether to apply a filter through a condition of a block or a sample unit is proposed.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned are described in the following description, which will be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be possible.
본 발명의 일 양상은, 인터 예측 기반의 영상 처리 방법에 있어서, 현재 블록의 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 쌍예측 기반 필터링을 적용할지 여부를 결정하는 단계; 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 것으로 결정되면 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 단계; 및 상기 필터링된 제1 예측 블록과 상기 필터링된 제2 예측 블록을 이용하여 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 쌍예측 기반 필터링은 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록 각각을 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록을 기반으로 생성된 평균 블록으로 근사화하기 위한 필터링이고, 상기 제1 예측 블록은 리스트 0 참조 픽쳐를 기반으로 인터 예측을 수행하여 생성되고, 상기 제2 예측 블록은 리스트 1 참조 픽쳐를 기반으로 인터 예측을 수행하여 생성된다. According to an aspect of the present invention, there is provided an inter-prediction-based image processing method comprising: determining whether to apply a pair prediction-based filtering to a first prediction block and a second prediction block of a current block; Applying the bi-prediction-based filtering to the first prediction block and the second prediction block if it is determined to apply the bi-prediction-based filtering; And generating a final predicted block of the current block using the filtered first predictive block and the filtered second predictive block, wherein the bi- Wherein the first prediction block is generated by performing inter-prediction based on a list 0 reference picture, and the first prediction block is generated by performing inter-prediction based on a list 0 reference picture, The second prediction block is generated by performing inter prediction on the basis of the list 1 reference picture.
바람직하게, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 단계는, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록을 이용하여 상기 평균 블록을 생성하는 단계; 상기 제1 예측 블록 및 상기 평균 블록 간의 차이를 최소화하는 제1 위너 필터 계수들을 유도하는 단계; 상기 제2 예측 블록 및 상기 평균 블록 간의 차이를 최소화하는 제2 위너 필터 계수들을 유도하는 단계; 상기 유도된 제1 위너 필터 계수들을 이용하여 상기 제1 예측 블록을 필터링하는 단계; 및 상기 유도된 제2 위너 필터 계수들을 이용하여 상기 제2 예측 블록을 필터링하는 단계를 더 포함한다.The applying the bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks may include generating the average block using the first and second prediction blocks, Deriving first Wiener filter coefficients that minimize a difference between the first prediction block and the average block; Deriving second Wiener filter coefficients that minimize a difference between the second prediction block and the average block; Filtering the first prediction block using the derived first Wiener filter coefficients; And filtering the second prediction block using the derived second Wiener filter coefficients.
바람직하게, 상기 평균 블록을 생성하는 단계는, 상기 제1 예측 블록의 크기와 위너 필터의 탭수를 기반으로 제1 보간 블록을 생성하는 단계; 상기 제2 예측 블록의 크기와 위너 필터의 탭수를 기반으로 제2 보간 블록을 생성하는 단계; 및 상기 제1 보간 블록과 상기 제2 보간 블록의 평균값을 상기 평균 블록으로써 생성하는 단계를 더 포함한다.The generating of the average block may include: generating a first interpolation block based on the size of the first prediction block and the number of taps of the Wiener filter; Generating a second interpolation block based on the size of the second prediction block and the number of taps of the Wiener filter; And generating an average value of the first interpolation block and the second interpolation block as the average block.
바람직하게, 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용할지 여부를 결정하는 단계는, 상기 현재 블록에 상기 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드가 적용된 경우 상기 쌍예측 기반 필터링 적용 여부를 지시하는 쌍예측 기반 필터링 플래그를 획득하는 단계, 여기서 상기 AMVP 모드는 상기 현재 블록의 주변 블록으로부터 상기 현재 블록의 움직임 벡터 예측값을 유도하는 모드임; 및 상기 쌍예측 기반 필터링 플래그에 따라 상기 현재 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용되는 경우, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 대해 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 것으로 결정하는 단계를 더 포함한다. Preferably, the step of determining whether to apply the biproporant-based filtering may include the step of determining whether to apply the biproporant-based filtering when the AMVP mode is applied to the current block, Wherein the AMVP mode is a mode for deriving a motion vector prediction value of the current block from a neighboring block of the current block; And determining to apply the bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks when the bi-prediction-based filtering is applied to the current block according to the bi-prediction-based filtering flag .
바람직하게, 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용할지 여부를 결정하는 단계는, 상기 현재 블록에 머지 모드(merge mode)가 적용된 경우 상기 현재 블록의 이웃 블록들의 움직임 정보를 기반으로 머지 후보자 리스트를 구성하는 단계, 여기서 상기 머지 모드는 상기 현재 블록과 공간적 또는 시간적으로 이웃하는 블록들을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는 모드임; 선택된 머지 후보자를 지시하는 머지 인덱스를 획득하는 단계; 및 상기 머지 인덱스가 지시하는 상기 선택된 머지 후보자에 기반하여 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함한다.Preferably, the step of determining whether to apply the bi-prediction-based filtering comprises: constructing a merge candidate list based on motion information of neighboring blocks of the current block when a merge mode is applied to the current block; Wherein the merge mode is a mode for deriving motion information of the current block using spatially or temporally neighboring blocks with the current block; Obtaining a merge index indicating the selected merge candidate; And determining whether to apply the bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks based on the selected merge candidate indicated by the merge index.
바람직하게, 상기 선택된 머지 후보자가 다른 머지 후보자들을 조합하여 생성된 머지 후보자 이거나, 제로 움직임 벡터이거나, 서브 블록 단위로 유도된 후보이거나, 또는 시간적 머지 후보자인 경우, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용되지 않는다.Preferably, when the selected merge candidate is a merge candidate generated by combining other merge candidates, a zero motion vector, a candidate derived in units of subblocks, or a temporal merge candidate, the first prediction block and the second The prediction-based filtering is not applied to the prediction block.
바람직하게, 상기 선택된 머지 후보자에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용된 경우, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용된다.Preferably, if the bi-prediction-based filtering is applied to the selected merge candidate, the bi-prediction-based filtering is applied to the first and second prediction blocks.
바람직하게, 상기 현재 블록이 쌍예측 모드(bi-prediction mode)로 예측된 경우, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용된다.Preferably, if the current block is predicted in a bi-prediction mode, the bi-prediction-based filtering is applied to the first and second prediction blocks.
바람직하게, 상기 리스트 0 참조 픽쳐와 상기 리스트 1 참조 픽쳐가 시간적으로 현재 픽쳐 이전에 출력되는 참조 픽쳐와 현재 픽쳐 이후에 출력되는 참조 픽쳐에 대응되는 경우, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용된다.Preferably, when the list 0 reference picture and the list 1 reference picture are temporally associated with a reference picture output before the current picture and a reference picture output after the current picture, the first prediction block and the second prediction block, Lt; RTI ID = 0.0 > bi-prediction-based < / RTI >
바람직하게, 상기 현재 블록의 크기가 미리 정해진 임계값보다 크면 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용된다.Preferably, if the size of the current block is greater than a predetermined threshold value, the bi-prediction-based filtering is applied to the first prediction block and the second prediction block.
본 발명의 일 양상은, 인터 예측 기반의 영상 처리 장치에 있어서, 현재 블록의 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 쌍예측 기반 필터링을 적용할지 여부를 결정하는 필터링 결정부; 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 것으로 결정되면 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록 각각에 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 필터링 적용부; 및 상기 필터링된 제1 예측 블록과 상기 필터링된 제2 예측 블록을 이용하여 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부를 포함하되, 상기 쌍예측 기반 필터링은 제1 예측 블록과 제2 예측 블록 각각을 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록을 기반으로 생성된 평균 블록으로 근사화하기 위한 필터링이고, 상기 제1 예측 블록은 리스트 0 참조 픽쳐를 기반으로 인터 예측을 수행하여 생성되고, 상기 제2 예측 블록은 리스트 1 참조 픽쳐를 기반으로 인터 예측을 수행하여 생성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an inter-prediction-based image processing apparatus including: a filtering determination unit determining whether to apply a pair prediction-based filtering to a first prediction block and a second prediction block of a current block; Wherein the filtering unit applies the bi-prediction-based filtering to each of the first and second prediction blocks if it is determined to apply the bi-prediction-based filtering. And a prediction block generation unit for generating a final prediction block of the current block using the filtered first prediction block and the filtered second prediction block, wherein the bi- Wherein the first prediction block is generated by performing inter-prediction based on a list 0 reference picture, and the first prediction block is generated by performing inter-prediction based on a list 0 reference picture, The second prediction block is generated by performing inter prediction on the basis of the list 1 reference picture.
본 발명의 실시예에 따르면, 쌍예측에서의 두 예측 블록을 상기 두 예측 블록의 평균 블록과 가깝게 필터링함으로써 예측 블록의 정확도 향상 시키고 잔차 신호의 정보량을 줄여 코딩 효율을 향상시킬 수 있다,According to the embodiment of the present invention, the prediction efficiency of the prediction block can be improved and the coding efficiency can be improved by reducing the amount of information of the residual signal by filtering two prediction blocks in the pair prediction close to the average blocks of the two prediction blocks.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 블록 또는 샘플 단위로 상기 필터링을 적용할지 여부를 결정함으로써 예측 성능과 압축 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, prediction performance and compression efficiency can be further improved by determining whether to apply the filtering in units of blocks or samples.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description .
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the technical features of the invention.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.2 is a schematic block diagram of a decoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a division structure of a coding unit applicable to the present invention.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a prediction unit that can be applied to the present invention.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 인터 예측의 방향을 예시하는 도면이다.5 is a diagram illustrating the direction of inter prediction, which is an embodiment to which the present invention can be applied.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 1/4 샘플 보간을 위한 정수 및 분수 샘플 위치를 예시한다. Figure 6 illustrates integer and fractional sample locations for 1/4 sample interpolation as an embodiment to which the present invention may be applied.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 공간적 후보의 위치를 예시한다. Figure 7 illustrates the location of spatial candidates as an embodiment to which the present invention may be applied.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인터 예측 방법을 예시하는 도면이다. 8 is a diagram illustrating an inter prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 움직임 보상 과정을 예시하는 도면이다. FIG. 9 is a diagram illustrating a motion compensation process according to an embodiment to which the present invention can be applied.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 적응적 루프 필터링의 적용 방법을 개략적으로 나타낸다.10 schematically illustrates a method of applying adaptive loop filtering, in accordance with an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 예측 블록 필터링과 적응적 예측 블록 필터링의 적용 방법을 개략적으로 나타낸다.11 schematically shows a method of applying prediction block filtering and adaptive prediction block filtering according to an embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 쌍예측 블록 필터링을 적용하기 위한 인터 예측 모드에서의 움직임 보상 과정의 순서도를 나타낸다.12 is a flowchart illustrating a motion compensation process in an inter-prediction mode for applying the bi-predictive block filtering according to an embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른, 인터 예측 기반 영상 처리 방법의 순서도를 나타낸다.13 shows a flowchart of an inter prediction based image processing method according to an embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른, 인터 예측부의 블록도를 나타낸다.14 shows a block diagram of an inter prediction unit according to an embodiment of the present invention.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.15 shows a structure of a contents streaming system according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced. The following detailed description includes specific details in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced without these specific details.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. In some instances, well-known structures and devices may be omitted or may be shown in block diagram form, centering on the core functionality of each structure and device, to avoid obscuring the concepts of the present invention.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.In addition, although the term used in the present invention is selected as a general term that is widely used as far as possible, a specific term will be described using a term arbitrarily selected by the applicant. In such a case, the meaning is clearly stated in the detailed description of the relevant part, so it should be understood that the name of the term used in the description of the present invention should not be simply interpreted and that the meaning of the corresponding term should be understood and interpreted .
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.The specific terminology used in the following description is provided to aid understanding of the present invention, and the use of such specific terminology may be changed into other forms without departing from the technical idea of the present invention. For example, signals, data, samples, pictures, frames, blocks, etc. may be appropriately replaced in each coding process.
이하 본 명세서에서 '블록' 또는 '유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 과정이 수행되는 단위를 의미하며, 샘플(또는 화소, 픽셀)의 다차원 배열로 구성될 수 있다. In the present specification, 'block' or 'unit' means a unit in which encoding / decoding processes such as prediction, conversion and / or quantization are performed, and may be composed of a multi-dimensional array of samples (or pixels).
'블록' 또는 '유닛'은 휘도(luma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 의미할 수도 있으며, 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 의미할 수도 있다. 또한, 휘도(luma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열과 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 모두 포함하여 통칭할 수도 있다.A 'block' or 'unit' may refer to a multidimensional array of samples for a luma component, or a multidimensional array of samples for a chroma component. It may also be collectively referred to as a multidimensional array of samples for a luma component and a multidimensional array of samples for a chroma component.
예를 들어, '블록' 또는 '유닛'은 인코딩/디코딩의 수행 대상이 되는 샘플의 배열을 의미하는 코딩 블록(CB: Conding Block), 복수의 코딩 블록으로 구성되는 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 동일한 예측이 적용되는 샘플의 배열을 의미하는 예측 블록(PB: Prediction Block)(또는 예측 유닛(PU: Prediction Unit)), 동일한 변환이 적용되는 샘플의 배열을 의미하는 변환 블록(TB: Transform Block)(또는 변환 유닛(TU: Transform Unit))을 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다. For example, a 'block' or a 'unit' may include a coding block (CB) indicating an array of samples to be subjected to encoding / decoding, a coding tree block (CTB) composed of a plurality of coding blocks A prediction block (PU) (Prediction Unit) representing an array of samples to which the same prediction is applied, a conversion block (TB) representing an array of samples to which the same conversion is applied, Transform Block) (or Transform Unit (TU)).
또한, 본 명세서 별도의 언급이 없는 한, '블록' 또는 '유닛'은 휘도(luma) 성분 및/또는 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 배열을 인코딩/디코딩하는 과정에서 이용되는 신택스 구조(syntax sturcture)를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 여기서, 신택스 구조는 특정한 순서로 비트스트림 내 존재하는 0 또는 그 이상의 신택스 요소(syntax element)를 의미하며, 신택스 요소는 비트스트림 내에서 표현되는 데이터의 요소를 의미한다. Unless otherwise stated herein, a 'block' or 'unit' is a syntax or syntax used in encoding / decoding an array of samples for a luma component and / or a chroma component, The term " sturcture " Here, the syntax structure means zero or more syntax elements existing in the bit stream in a specific order, and the syntax element means an element of data represented in the bitstream.
예를 들어, '블록' 또는 '유닛'은 코딩 블록(CB)과 해당 코딩 블록(CB)의 인코딩을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 복수의 코딩 유닛으로 구성되는 코딩 트리 유닛(CU: Coding Tree Unit), 예측 블록(PB)과 해당 예측 블록(PB)의 예측을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 예측 유닛(PU: Prediction Unit), 변환 블록(TB)과 해당 변환 블록(TB)의 변환을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다. For example, a 'block' or a 'unit' includes a coding block (CB) and a coding unit (CU) including a syntax structure used for encoding the corresponding coding block (CB) A prediction unit PU (Prediction Unit) including a syntax structure used for predicting the prediction block PB, a conversion block TB, and a prediction unit PU (Coding Tree Unit) And a conversion unit (TU: Transform Unit) including a syntax structure used for conversion of the corresponding conversion block (TB).
또한, 본 명세서에서 '블록' 또는 '유닛'은 반드시 정사각형 또는 직사각형 형태의 샘플(또는 화소, 픽셀)의 배열로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태의 샘플(또는 화소, 픽셀)의 배열을 의미할 수도 있다. 이 경우, 폴리곤(Polygon) 블록 또는 폴리곤 유닛으로 지칭될 수도 있다.The term 'block' or 'unit' is not necessarily limited to an array of samples (or pixels) in the form of a square or a rectangle, but may be a polygonal sample (or pixel, pixel) having three or more vertices. May also be used. In this case, it may be referred to as a polygon block or a polygon unit.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 감산기(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 예측부(180) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(180)는 인터 예측부(181), 인트라 예측부(182)를 포함하여 구성될 수 있다. 1, an encoder 100 includes an image divider 110, a subtractor 115, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150, A decoding unit 160, a decoded picture buffer (DPB) 170, a predicting unit 180, and an entropy encoding unit 190. The prediction unit 180 may include an inter prediction unit 181 and an intra prediction unit 182.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상 신호(Input video signal)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 블록으로 분할한다. The image divider 110 divides an input video signal (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more blocks.
감산기(115)는 입력 영상 신호에서 예측부(180)로부터(즉, 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182))로부터 출력된 예측된 신호(predicted signal)(또는 예측된 블록(predicted block))를 감산하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 생성한다. 생성된 차분 신호(또는 차분 블록)는 변환부(120)로 전송된다. The subtractor 115 subtracts a predicted signal (or a predicted block) from the predictor 180 (i.e., the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182) )) To generate a residual signal (or a difference block). The generated difference signal (or difference block) is transmitted to the conversion unit 120.
변환부(120)는 차분 신호(또는 차분 블록)에 변환 기법(예를 들어, DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), KLT(Karhunen-Loeve transform) 등)을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 이때, 변환부(120)는 차분 블록에 적용된 예측 모드와 차분 블록의 크기에 따라서 결정된 변환 기법을 이용하여 변환을 수행함으로써 변환 계수들을 생성할 수 있다. The transforming unit 120 transforms a difference signal (or a difference block) by a transform technique (for example, DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), GBT (Graph-Based Transform), KLT (Karhunen- Etc.) to generate a transform coefficient. At this time, the transform unit 120 may generate transform coefficients by performing transform using a transform technique determined according to a prediction mode applied to a difference block and a size of a difference block.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트 스트림으로 출력한다.The quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits the quantized transform coefficients to the entropy encoding unit 190. The entropy encoding unit 190 entropy-codes the quantized signals and outputs them as a bitstream.
한편, 양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 차분 신호를 복원할 수 있다. 복원된 차분 신호를 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)가 생성될 수 있다. Meanwhile, the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal. For example, the quantized signal can be reconstructed by applying inverse quantization and inverse transformation through the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 150 in the loop. A reconstructed signal (or reconstruction block) can be generated by adding the reconstructed difference signal to the prediction signal output from the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182. [
한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.On the other hand, in the compression process as described above, adjacent blocks are quantized by different quantization parameters, so that deterioration of the block boundary can be generated. This phenomenon is called blocking artifacts, and this is one of the important factors for evaluating image quality. A filtering process can be performed to reduce such deterioration. Through the filtering process, blocking deterioration is eliminated and the error of the current picture is reduced, thereby improving the image quality.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(181)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다. The filtering unit 160 applies filtering to the restored signal and outputs the restored signal to the playback apparatus or the decoded picture buffer 170. The filtered signal transmitted to the decoding picture buffer 170 may be used as a reference picture in the inter-prediction unit 181. [ As described above, not only the picture quality but also the coding efficiency can be improved by using the filtered picture as a reference picture in the inter picture prediction mode.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(181)에서의 참조 픽쳐으로 사용하기 위해 저장할 수 있다.The decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter-prediction unit 181. [
인터 예측부(181)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다. 여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다. The inter-prediction unit 181 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture. Here, since the reference picture used for prediction is a transformed signal obtained through quantization and inverse quantization in units of blocks at the time of encoding / decoding in the previous time, blocking artifacts or ringing artifacts may exist have.
따라서, 인터 예측부(181)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.Accordingly, the inter-prediction unit 181 can interpolate signals between pixels by sub-pixel by applying a low-pass filter in order to solve the performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals. Here, a subpixel means a virtual pixel generated by applying an interpolation filter, and an integer pixel means an actual pixel existing in a reconstructed picture. As the interpolation method, linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter and the like can be applied.
보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(181)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 사용하여 예측을 수행할 수 있다. The interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the accuracy of the prediction. For example, the inter prediction unit 181 may apply an interpolation filter to an integer pixel to generate an interpolation pixel, and may perform prediction using an interpolated block composed of interpolated pixels.
인트라 예측부(182)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측한다. 인트라 예측부(182)는, 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측된 신호(예측된 블록)를 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.The intra predictor 182 predicts a current block by referring to samples in the vicinity of a block to be currently encoded. The intraprediction unit 182 may perform the following procedure to perform intra prediction. First, a reference sample necessary for generating a prediction signal can be prepared. Then, the predicted signal (predicted block) can be generated using the prepared reference sample. Thereafter, the prediction mode is encoded. At this time, reference samples can be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference samples have undergone prediction and reconstruction processes, quantization errors may exist. Therefore, a reference sample filtering process can be performed for each prediction mode used for intraprediction to reduce such errors.
인터 예측부(181) 또는 상기 인트라 예측부(182)를 통해 생성된 예측된 신호(predicted signal)(또는 예측된 블록)는 복원 신호(또는 복원 블록)를 생성하기 위해 이용되거나 차분 신호(또는 차분 블록)를 생성하기 위해 이용될 수 있다. A predicted signal (or a predicted block) generated through the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182 is used to generate a reconstructed signal (or a reconstructed block) Block). ≪ / RTI >
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.2 is a schematic block diagram of a decoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산기(235), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 예측부(260)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(260)는 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)를 포함하여 구성될 수 있다. 2, the decoder 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filtering unit 240, a decoded picture buffer (DPB) A buffer unit 250, and a prediction unit 260. The prediction unit 260 may include an inter prediction unit 261 and an intra prediction unit 262.
그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.The reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through a reproducing apparatus.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호(즉, 비트 스트림)을 수신하고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩된다. The decoder 200 receives a signal (i.e., a bit stream) output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal is entropy-decoded through the entropy decoding unit 210.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다. The inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy-decoded signal using the quantization step size information.
역변환부(230)에서는 역변환 기법을 적용하여 변환 계수를 역변환하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 획득하게 된다. The inverse transform unit 230 obtains a residual signal (or a difference block) by inverse transforming the transform coefficient by applying an inverse transform technique.
가산기(235)는 획득된 차분 신호(또는 차분 블록)를 예측부(260)(즉, 인터 예측부(261) 또는 인트라 예측부(262))로부터 출력된 예측된 신호(predicted signal)(또는 예측된 블록)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)가 생성된다.The adder 235 adds the obtained difference signal (or difference block) to a predicted signal (or prediction signal) output from the predicting unit 260 (i.e., the inter prediction unit 261 or the intra prediction unit 262) The reconstructed signal (or restoration block) is generated.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(261)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. The filtering unit 240 applies filtering to a reconstructed signal (or a reconstructed block) and outputs it to a reproducing apparatus or transmits the reconstructed signal to a decoding picture buffer unit 250. The filtered signal transmitted to the decoding picture buffer unit 250 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 261.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(181) 및 인트라 예측부(182)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)에도 동일하게 적용될 수 있다.The embodiments described in the filtering unit 160, the inter-prediction unit 181 and the intra-prediction unit 182 of the encoder 100 respectively include the filtering unit 240 of the decoder, the inter-prediction unit 261, The same can be applied to the intra prediction unit 262.
블록 분할 구조Block division structure
일반적으로 정지 영상 또는 동영상 압축 기술(예를 들어, HEVC)에서는 블록 기반의 영상 압축 방법을 이용한다. 블록 기반의 영상 압축 방법은 영상을 특정 블록 단위로 나누어서 처리하는 방법으로서, 메모리 사용과 연산량을 감소시킬 수 있다. Generally, a block-based image compression method is used in a still image or moving image compression technique (for example, HEVC). A block-based image compression method is a method of dividing an image into a specific block unit, and can reduce memory usage and computation amount.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a division structure of a coding unit applicable to the present invention.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할한다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.The encoder divides one image (or picture) into units of a rectangular shaped coding tree unit (CTU: Coding Tree Unit). Then, one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
HEVC에서 CTU의 크기는 64Х64, 32Х32, 16Х16 중 어느 하나로 정해질 수 있다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CTB를 포함한다.In HEVC, the size of CTU can be set to 64X64, 32X32, 16X16. The encoder can select the size of the CTU according to the resolution of the input image or characteristics of the input image. The CTU includes a coding tree block (CTB) for a luma component and a CTB for two chroma components corresponding thereto.
하나의 CTU은 쿼드-트리(Quad-tree) 구조로 분할될 수 있다. 즉, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 절반의 수평 크기(half horizontal size) 및 절반의 수직 크기(half vertical size)를 가지는 4개의 유닛으로 분할되어 코딩 유닛(CU: Coding Unit)이 생성될 수 있다. 이러한 쿼드-트리 구조의 분할은 재귀적으로 수행될 수 있다. 즉, CU은 하나의 CTU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.One CTU can be partitioned into a quad-tree structure. That is, one CTU is divided into four units having a square shape and having a half horizontal size and a half vertical size to generate a coding unit (CU) have. This division of the quad-tree structure can be performed recursively. That is, the CU is hierarchically partitioned from one CTU to a quad-tree structure.
CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미한다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함한다. HEVC에서 CU의 크기는 64Х64, 32Х32, 16Х16, 8Х8 중 어느 하나로 정해질 수 있다. The CU means a basic unit of coding in which processing of an input image, for example, intra / inter prediction is performed. The CU includes a coding block (CB) for the luma component and CB for the corresponding two chroma components. In HEVC, the size of the CU can be set to 64X64, 32X32, 16X16, or 8X8.
도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련된다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 CU에 해당한다. Referring to FIG. 3, the root node of the quad-tree is associated with the CTU. The quad-tree is divided until it reaches the leaf node, and the leaf node corresponds to the CU.
보다 구체적으로 살펴보면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당한다. More specifically, the CTU corresponds to a root node and has the smallest depth (i.e., depth = 0). Depending on the characteristics of the input image, the CTU may not be divided. In this case, the CTU corresponds to the CU.
CTU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.The CTU can be partitioned into a quad tree form, resulting in subnodes with depth 1 (depth = 1). A node that is not further divided in the lower node having a depth of 1 (i.e., leaf node) corresponds to a CU. For example, CU (a), CU (b), and CU (j) corresponding to nodes a, b, and j in FIG. 3B are divided once in the CTU and have a depth of one.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다. At least one of the nodes having a depth of 1 can be further divided into a quad tree form, and as a result, the lower nodes having the depth 1 (i.e., depth = 2) are generated. A node that is not further divided in the lower node having a depth of 2 (i.e., a leaf node) corresponds to a CU. For example, CU (c), CU (h) and CU (i) corresponding to nodes c, h and i in FIG. 3B are divided twice in the CTU and have a depth of 2.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.Also, at least one of the nodes having a depth of 2 can be further divided into a quad tree form, so that the lower nodes having a depth of 3 (i.e., depth = 3) are generated. A node that is not further divided in the lower node having a depth of 3 corresponds to a CU. For example, CU (d), CU (e), CU (f) and CU (g) corresponding to nodes d, e, f and g in FIG. Depth.
인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다. In the encoder, the maximum size or the minimum size of the CU can be determined according to the characteristics of the video image (for example, resolution) or considering the efficiency of encoding. Information on this or information capable of deriving the information may be included in the bitstream. A CU having a maximum size is called a Largest Coding Unit (LCU), and a CU having a minimum size can be referred to as a Smallest Coding Unit (SCU).
또한, 트리 구조를 갖는 CU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.Also, a CU having a tree structure can be hierarchically divided with a predetermined maximum depth information (or maximum level information). Each divided CU can have depth information. The depth information indicates the number and / or degree of division of the CU, and therefore may include information on the size of the CU.
LCU가 쿼드 트리 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.Since the LCU is divided into quad tree form, the size of the SCU can be obtained by using the LCU size and the maximum depth information. Conversely, by using the size of the SCU and the maximum depth information of the tree, the size of the LCU can be obtained.
하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 CU 플래그(split_cu_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 모드는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 처리 과정이 수행될 수 있다.For one CU, information indicating whether the corresponding CU is divided (for example, a split CU flag (split_cu_flag)) may be transmitted to the decoder. This split mode is included in all CUs except SCU. For example, if the value of the flag indicating division is '1', the corresponding CU is again divided into four CUs. If the flag indicating the division is '0', the corresponding CU is not further divided, Can be performed.
상술한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. HEVC는 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할한다. As described above, the CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed. The HEVC divides the CU into units of Prediction Unit (PU) in order to more effectively code the input image.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. 다만, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 인트라 예측과 인터 예측이 혼합되어 사용되지 않으며, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 동일한 예측 방법(즉, 인트라 예측 혹은 인터 예측)으로 코딩된다.PU is a basic unit for generating prediction blocks, and it is possible to generate prediction blocks in units of PU different from each other in a single CU. However, PUs belonging to one CU are not mixed with intra prediction and inter prediction, and PUs belonging to one CU are coded by the same prediction method (i.e., intra prediction or inter prediction).
PU는 쿼드-트리 구조로 분할되지 않으며, 하나의 CU에서 미리 정해진 형태로 한번 분할된다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.The PU is not divided into a quad-tree structure, and is divided into a predetermined form in one CU. This will be described with reference to the following drawings.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for explaining a prediction unit that can be applied to the present invention.
PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할된다.The PU is divided according to whether the intra prediction mode is used or the inter prediction mode is used in the coding mode of the CU to which the PU belongs.
도 4(a)는 인트라 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시하고, 도 4(b)는 인터 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시한다. FIG. 4A illustrates a PU when an intra prediction mode is used, and FIG. 4B illustrates a PU when an inter prediction mode is used.
도 4(a)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2NХ2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2NХ2N 또는 NХN)으로 분할될 수 있다. 4A, assuming that the size of one CU is 2NXH2N (N = 4, 8, 16, and 32), one CU is divided into two types (i.e., 2NX2N or NXN) .
여기서, 2NХ2N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU 내에 하나의 PU만이 존재하는 것을 의미한다. Here, in the case of dividing into 2NX2N type PUs, it means that only one PU exists in one CU.
반면, NХN 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU는 4개의 PU로 분할되고, 각 PU 단위 별로 서로 다른 예측 블록이 생성된다. 다만, 이러한 PU의 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다. On the other hand, when the PU is divided into PUs of NXN type, one CU is divided into four PUs, and different prediction blocks are generated for each PU unit. However, the division of the PU can be performed only when the size of the CB with respect to the luminance component of the CU is the minimum size (i.e., when the CU is the SCU).
도 4(b)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2NХ2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2NХ2N, NХN, 2NХN, NХ2N, nLХ2N, nRХ2N, 2NХnU, 2NХnD)으로 분할될 수 있다.Referring to FIG. 4B, assuming that the size of one CU is 2NHX2N (N = 4, 8, 16, and 32), one CU includes eight PU types (i.e., 2NX2N, NXN, 2NXN , NX2N, nLX2N, nRX2N, 2NXnU, 2NXnD).
인트라 예측과 유사하게, NХN 형태의 PU 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다. Similar to intraprediction, PU partitioning of the NХN type can only be performed if the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (i.e., the CU is SCU).
인터 예측에서는 가로 방향으로 분할되는 2NХN 형태 및 세로 방향으로 분할되는 NХ2N 형태의 PU 분할을 지원한다. In the inter prediction, 2NHN type divided in the horizontal direction and NX2N type PU divided in the vertical direction are supported.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nLХ2N, nRХ2N, 2NХnU, 2NХnD 형태의 PU 분할을 지원한다. 여기서, 'n'은 2N의 1/4 값을 의미한다. 다만, AMP는 PU가 속한 CU가 최소 크기의 CU인 경우 사용될 수 없다. In addition, it supports PU segmentation in the form of asymmetric motion partition (AMP: Asymmetric Motion Partition) such as nLH2N, nRH2N, 2NHnU, 2NHnD. Here, 'n' means a 1/4 value of 2N. However, the AMP can not be used when the CU to which the PU belongs is the minimum size CU.
하나의 CTU 내의 입력 영상을 효율적으로 부호화하기 위해 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU), 변환 유닛(TU)의 최적의 분할 구조는 아래와 같은 수행 과정을 거쳐 최소 율-왜곡(Rate-Distortion) 값을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 64Х64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64Х64 크기의 CU에서 8Х8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.The optimal division structure of the coding unit (CU), the prediction unit (PU), and the conversion unit (TU) for efficiently encoding an input image in one CTU is a rate-distortion- Value. ≪ / RTI > For example, if we look at the optimal CU segmentation process in a 64Х64 CTU, the rate-distortion cost can be calculated by dividing the 64X64 size CU to the 8X8 size CU. The concrete procedure is as follows.
1) 64Х64 크기의 CU에 대해 인터/인트라 예측, 변환/양자화, 역양자화/역변환 및 엔트로피 인코딩 수행을 통해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.1) Determine the optimal PU and TU partition structure that generates the minimum rate-distortion value through inter / intra prediction, transform / quantization, dequantization / inverse transform, and entropy encoding for 64X64 CUs.
2) 64Х64 CU를 32Х32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32Х32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.2) Divide the 64X64 CU into 4 32U32 CUs and determine the optimal PU and TU partition structure to generate the minimum rate-distortion value for each 32Х32 CU.
3) 32Х32 CU를 16Х16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16Х16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.3) Subdivide the 32Х32 CU into 4 16U16 CUs and determine the optimal PU and TU partition structure that yields the lowest rate-distortion value for each 16Х16 CU.
4) 16Х16 CU를 8Х8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8Х8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.4) Divide 16X16 CU into 4 8X8 CUs, and determine the optimal PU and TU partition structure that yields the minimum rate-distortion value for each 8X8 CU.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16Х16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8Х8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16Х16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16Х16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.5) Comparing the rate-distortion value of 16 Х16 CU calculated in the above 3) and the sum of the 4 8 8 8 CU rate-distortion values calculated in the process of 4) above, the optimal CU Determine the partition structure. This process is performed for the remaining three 16-by-16 CUs.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32Х32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16Х16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32Х32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32Х32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.6) Comparing the rate-distortion value of 32Х32 CU calculated in the process of 2) above and the sum of the rate-distortion values of 4 16Х16 CUs obtained in the process of 5) above, the optimal CU Determine the partition structure. This process is also performed for the remaining 32 3232 CUs.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64Х64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32Х32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64Х64 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다.7) Finally, we compare the sum of the rate-distortion values of the 64 X 64 CUs calculated in the process of the above 1) and the rate-distortion values of the four 32 X 32 CUs obtained in the process of 6) CU < / RTI >
인트라 예측 모드에서, PU 단위로 예측 모드가 선택되고, 선택된 예측 모드에 대해 실제 TU 단위로 예측과 재구성이 수행된다.In the intra prediction mode, a prediction mode is selected in units of PU, and prediction and reconstruction are performed in units of actual TUs for the selected prediction mode.
TU는 실제 예측과 재구성이 수행되는 기본 단위를 의미한다. TU는 휘도(luma) 성분에 대한 변환 블록(TB: Transform Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 TB를 포함한다. TU means the basic unit on which the actual prediction and reconstruction are performed. The TU includes a transform block (TB) for the luma component and a TB for the two chroma components corresponding thereto.
앞서 도 3의 예시에서 하나의 CTU가 쿼드-트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다. In the example of FIG. 3, the TU is hierarchically divided into a quad-tree structure from one CU to be coded, as one CTU is divided into a quad-tree structure to generate a CU.
TU는 쿼드-트리 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서는 TU의 크기는 32Х32, 16Х16, 8Х8, 4Х4 중 어느 하나로 정해질 수 있다.Since the TU is divided into quad-tree structures, the TUs segmented from the CUs can be further divided into smaller lower TUs. In HEVC, the size of the TU can be set to any one of 32 Х32, 16 Х16, 8 Х8, and 4 Х4.
다시 도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 TU에 해당한다. Referring again to FIG. 3, it is assumed that the root node of the quadtree is associated with a CU. The quad-tree is divided until it reaches a leaf node, and the leaf node corresponds to TU.
보다 구체적으로 살펴보면, CU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CU은 TU에 해당한다. More specifically, the CU corresponds to a root node and has the smallest depth (i.e., depth = 0). Depending on the characteristics of the input image, the CU may not be divided. In this case, the CU corresponds to the TU.
CU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 TU(a), TU(b), TU(j)는 CU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.The CU can be partitioned into a quadtree form, resulting in sub-nodes with depth 1 (depth = 1). Then, a node that is not further divided in the lower node having a depth of 1 (i.e., leaf node) corresponds to TU. For example, TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j in FIG. 3B are once partitioned in the CU and have a depth of one.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 TU(c), TU(h), TU(i)는 CU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다. At least one of the nodes having a depth of 1 can be further divided into a quad tree form, and as a result, the lower nodes having the depth 1 (i.e., depth = 2) are generated. And, the node that is not further divided in the lower node having the depth of 2 (ie leaf node) corresponds to TU. For example, TU (c), TU (h) and TU (i) corresponding to nodes c, h and i in FIG. 3B are divided twice in CU and have a depth of 2.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 TU(d), TU(e), TU(f), TU(g)는 CU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.Also, at least one of the nodes having a depth of 2 can be further divided into a quad tree form, so that the lower nodes having a depth of 3 (i.e., depth = 3) are generated. A node that is not further divided in the lower node having a depth of 3 corresponds to a CU. For example, TU (d), TU (e), TU (f), and TU (g) corresponding to nodes d, e, f and g in FIG. Depth.
트리 구조를 갖는 TU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 TU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 TU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, TU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.A TU having a tree structure can be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information). Then, each divided TU can have depth information. The depth information indicates the number and / or degree of division of the TU, and therefore may include information on the size of the TU.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 TU 플래그(split_transform_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더이상 나누어지지 않는다. For one TU, information indicating whether the corresponding TU is divided (e.g., a split TU flag (split_transform_flag)) may be communicated to the decoder. This partitioning information is included in all TUs except the minimum size TU. For example, if the value of the flag indicating whether or not to divide is '1', the corresponding TU is again divided into four TUs, and if the flag indicating the division is '0', the corresponding TU is no longer divided.
예측(prediction)Prediction
디코딩이 수행되는 현재 처리 유닛을 복원하기 위해서 현재 처리 유닛이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다. And may use the decoded portion of the current picture or other pictures that contain the current processing unit to recover the current processing unit in which decoding is performed.
복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 인트라 예측(또는 화면 내 예측)만을 수행하는 픽쳐(슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 예측 픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(슬라이스), 최대 두 개의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(슬라이스)라고 지칭할 수 있다. A picture (slice) that uses only the current picture for restoration, that is, a picture (slice) that only performs intra prediction (or intra prediction) is referred to as an intra picture or an I picture (Slice) is referred to as a predictive picture or a P picture (slice), and a picture (slice) using a maximum of two motion vectors and a reference index is referred to as a Bi-predictive picture or a B picture .
인트라 예측은 동일한 디코딩된 픽쳐(또는 슬라이스)의 데이터 요소(예를 들어, 샘플값 등)으로부터 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다. Intra prediction refers to a prediction method that derives the current processing block from a data element (e.g., a sample value, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, it means a method of predicting the pixel value of the current processing block by referring to the reconstructed areas in the current picture.
인터 예측은 현재 픽쳐 이외의 픽쳐의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 움직임 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 이외의 복원된 다른 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.Inter prediction refers to a prediction method of deriving a current processing block based on a data element (e.g., a sample value or a motion vector) of a picture other than the current picture. That is, this means a method of predicting pixel values of a current processing block by referring to reconstructed areas in other reconstructed pictures other than the current picture.
이하, 인터 예측에 대하여 보다 상세히 살펴본다.Hereinafter, inter prediction will be described in more detail.
인터Inter 예측(Inter prediction)(또는 화면 간 예측) Inter prediction (or inter prediction)
인터 예측은 현재 픽쳐 이외의 픽쳐의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 움직임 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 이외의 복원된 다른 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.Inter prediction refers to a prediction method of deriving a current processing block based on a data element (e.g., a sample value or a motion vector) of a picture other than the current picture. That is, this means a method of predicting pixel values of a current processing block by referring to reconstructed areas in other reconstructed pictures other than the current picture.
인터 예측(또는 픽쳐간 예측)은 픽쳐들 사이에 존재하는 중복성을 제거하는 기술로 대부분 움직임 추정(motion estimation) 및 움직임 보상(motion compensation)을 통해 이루어진다.Inter prediction (or inter picture prediction) is a technique for eliminating the redundancy existing between pictures, and is mostly performed through motion estimation and motion compensation.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 인터 예측의 방향을 예시하는 도면이다.5 is a diagram illustrating the direction of inter prediction, which is an embodiment to which the present invention can be applied.
도 5를 참조하면, 인터 예측은 하나의 블록에 대해 시간축 상에서 과거의 픽쳐 혹은 미래의 픽쳐 하나만을 참조 픽쳐로 사용하는 단방향 예측(Uni-directional prediction)과 과거와 미래 픽쳐들을 동시에 참조하는 양방향 예측(Bi-directional prediction)으로 나눌 수 있다. Referring to FIG. 5, the inter prediction includes uni-directional prediction using a past picture or a future picture as a reference picture on a time axis for one block, and bidirectional prediction Bi-directional prediction).
또한, 단방향 예측(Uni-directional prediction)은 시간적으로 현재 픽쳐 이전에 표시(또는 출력)되는 1개의 참조 픽쳐를 이용하는 순방향 예측(forward direction prediction)과 시간적으로 현재 픽쳐 이후에 표시(또는 출력)되는 1개의 참조 픽쳐를 이용하는 역방향 예측(backward direction prediction)으로 구분될 수 있다. In addition, uni-directional prediction includes forward direction prediction using one reference picture temporally displayed (or outputting) before the current picture and forward prediction using temporally one And a backward direction prediction using a plurality of reference pictures.
인터 예측 과정(즉, 단방향 또는 양방향 예측)에서 현재 블록을 예측하는데 어떤 참조 영역(또는 참조 블록)이 이용되는지 특정하기 위하여 사용되는 움직임 파라미터(또는 정보)는 인터 예측 모드(inter prediction mode)(여기서, 인터 예측 모드는 참조 방향(즉, 단방향 또는 양방향)과 참조 리스트(즉, L0, L1 또는 양방향)을 지시할 수 있음), 참조 인덱스(reference index)(또는 참조 픽쳐 인덱스 또는 참조 리스트 인덱스), 움직임 벡터(motion vector) 정보를 포함한다. 상기 움직임 벡터 정보는 움직임 벡터, 움직임 벡터 예측자(MVP: motion vector predictor) 또는 움직임 벡터 차분값(MVD: motion vector difference)을 포함할 수 있다. 움직임 벡터 차분값은 상기 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 차분값을 의미한다.The motion parameter (or information) used to specify which reference region (or reference block) is used to predict the current block in the inter prediction process (i. E., Unidirectional or bidirectional prediction) , The inter prediction mode may indicate a reference direction (i.e., unidirectional or bidirectional) and a reference list (i.e. L0, L1 or bidirectional), a reference index (or reference picture index or reference list index) And includes motion vector information. The motion vector information may include a motion vector, a motion vector predictor (MVP), or a motion vector difference (MVD). The motion vector difference value means a difference value between the motion vector and the motion vector predictor.
단방향 예측은 한 쪽 방향에 대한 움직임 파라미터가 사용된다. 즉, 참조 영역(또는 참조 블록)을 특정하기 위하여 1개의 움직임 파라미터가 필요할 수 있다. For unidirectional prediction, a motion parameter for one direction is used. That is, one motion parameter may be needed to specify the reference region (or reference block).
양방향 예측은 양쪽 방향에 대한 움직임 파라미터가 사용된다. 양방향 예측 방식에서는 최대 2개의 참조 영역을 이용할 수 있는데, 이 2개의 참조 영역은 동일한 참조 픽쳐에 존재할 수도 있고, 서로 다른 픽쳐에 각각 존재할 수도 있다. 즉, 양방향 예측 방식에서는 최대 2개의 움직임 파라미터가 이용될 수 있는데, 2개의 움직임 벡터가 동일한 참조 픽쳐 인덱스를 가질 수도 있고 서로 다른 참조 픽쳐 인덱스를 가질 수도 있다. 이때, 참조 픽쳐들은 시간적으로 현재 픽쳐 이전에 모두 표시(또는 출력)되거나 이후에 모두 표시(또는 출력)될 수 있다.In bidirectional prediction, motion parameters for both directions are used. In the bi-directional prediction method, a maximum of two reference areas can be used. These two reference areas may exist in the same reference picture or in different pictures. That is, in the bi-directional prediction method, a maximum of two motion parameters can be used, and two motion vectors may have the same reference picture index or different reference picture indexes. At this time, the reference pictures may be all displayed (or output) temporally before the current picture, or all displayed (or output) thereafter.
인코더는 인터 예측 과정에서 현재 블록과 가장 유사한 참조 영역을 참조 픽쳐들로부터 찾는 움직임 추정(Motion Estimation)을 수행한다. 그리고, 인코더는 참조 영역에 대한 움직임 파라미터를 디코더에게 제공할 수 있다.In the inter prediction process, the encoder performs motion estimation (Motion Estimation) for finding a reference region most similar to the current block from the reference pictures. The encoder may then provide motion parameters for the reference region to the decoder.
인코더/디코더는 움직임 파라미터를 이용하여 현재 블록의 참조 영역을 획득할 수 있다. 상기 참조 영역은 상기 참조 인덱스를 가진 참조 픽쳐 내에 존재한다. 또한, 상기 움직임 벡터에 의해서 특정된 참조 영역의 픽셀값 또는 보간(interpolation)된 값이 상기 현재 처리 블록의 예측값(predictor)으로 이용될 수 있다. 즉, 움직임 정보를 이용하여, 이전에 디코딩된 픽쳐로부터 현재 처리 블록의 영상을 예측하는 움직임 보상(motion compensation)이 수행된다.The encoder / decoder can obtain the reference area of the current block using motion parameters. The reference area exists in the reference picture having the reference index. In addition, a pixel value or an interpolated value of a reference region specified by the motion vector may be used as a predictor of the current processing block. That is, motion compensation for predicting an image of a current processing block from a previously decoded picture is performed using motion information.
움직임 벡터 정보와 관련한 전송량을 줄이기 위하여, 이전에 코딩된 블록들의 움직임 정보를 이용하여 움직임 벡터 예측자(mvp)를 획득하고, 이에 대한 차분값(mvd)만을 전송하는 방법을 이용할 수 있다. 즉, 디코더에서는 디코딩된 다른 블록들의 움직임 정보들을 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터 예측자를 구하고, 인코더로부터 전송된 차분값을 이용하여 현재 처리 블록에 대한 움직임 벡터값을 획득하게 된다. 움직임 벡터 예측자를 획득함에 있어서, 디코더는 이미 디코딩된 다른 블록들의 움직임 정보을 이용하여 다양한 움직임 벡터 후보 값들을 획득하고 그 중 하나를 움직임 벡터 예측자로 획득할 수 있다. In order to reduce the amount of transmission related to the motion vector information, a method of acquiring a motion vector predictor (mvp) using motion information of previously coded blocks and transmitting only a difference value (mvd) therebetween may be used. That is, the decoder obtains the motion vector predictor of the current block by using the motion information of the decoded other blocks, and obtains the motion vector value for the current processing block using the difference value transmitted from the encoder. In obtaining the motion vector predictor, the decoder may obtain various motion vector candidate values using the motion information of other decoded blocks and acquire one of the candidate motion vector predictors.
- 참조 픽쳐 세트 및 참조 픽쳐 리스트Reference picture set and reference picture list
다중의 참조 픽쳐를 관리하기 위하여, 이전에 디코딩된 픽쳐의 세트가 남은 픽쳐의 디코딩을 위해 복호 픽쳐 버퍼(DPB)내 저장된다. To manage multiple reference pictures, a set of previously decoded pictures is stored in the decoding picture buffer (DPB) for decoding of the remaining pictures.
DPB에 저장된 복원된 픽쳐 중 인터 예측에 이용되는 복원된 픽쳐를 참조 픽쳐(referece picture)로 지칭한다. 다시 말해, 참조 픽쳐(reference picture)는 디코딩 순서 상 다음의 픽쳐의 디코딩 프로세스에서 인터 예측을 위해 사용될 수 있는 샘플을 포함하는 픽쳐를 의미한다. The reconstructed picture used for inter prediction among reconstructed pictures stored in the DPB is referred to as a reference picture. In other words, a reference picture refers to a picture including samples that can be used for inter prediction in the decoding process of the next picture in the decoding order.
참조 픽쳐 세트(RPS: reference picture set)는 픽쳐와 연관된 참조 픽쳐의 세트를 의미하고, 디코딩 순서 상 이전에 연관된 모든 픽쳐로 구성된다. 참조 픽쳐 세트는 연관된 픽쳐 또는 디코딩 순서 상 연관된 픽쳐에 뒤따르는 픽쳐의 인터 예측에 이용될 수 있다. 즉, 복호 픽쳐 버퍼(DPB)에 유지되는 참조 픽쳐들은 참조 픽쳐 세트로 지칭될 수 있다. 인코더는 시퀀스 파라미터 세트(SPS: sequence parameter set)(즉, 신택스 요소로 구성되는 신택스 구조) 또는 각 슬라이스 헤더에서 참조 픽쳐 세트 정보를 디코더에게 제공할 수 있다. A reference picture set (RPS) refers to a set of reference pictures associated with a picture, and is composed of all the pictures previously associated in the decoding order. The reference picture set may be used for inter prediction of a picture following an associated picture or a picture associated with the decoding order. That is, the reference pictures held in the decoded picture buffer DPB may be referred to as a reference picture set. The encoder can provide the decoder with reference picture set information in a sequence parameter set (SPS) (i.e., a syntax structure composed of syntax elements) or in each slice header.
참조 픽쳐 리스트(reference picture list)는 P 픽쳐(또는 슬라이스) 또는 B 픽쳐(또는 슬라이스)의 인터 예측을 위해 이용되는 참조 픽쳐의 리스트를 의미한다. 여기서, 참조 픽쳐 리스트는 2개의 참조 픽쳐 리스트로 구분될 수 있으며, 각각 참조 픽쳐 리스트 0(또는 L0) 및 참조 픽쳐 리스트 1(또는 L1)로 지칭할 수 있다. 또한, 참조 픽쳐 리스트 0에 속한 참조 픽쳐를 참조 픽쳐 0(또는 L0 참조 픽쳐)로 지칭하고, 참조 픽쳐 리스트 1에 속한 참조 픽쳐를 참조 픽쳐 1(또는 L1 참조 픽쳐)로 지칭할 수 있다.A reference picture list refers to a list of reference pictures used for inter prediction of a P picture (or a slice) or a B picture (or a slice). Here, the reference picture list can be divided into two reference picture lists and can be referred to as a reference picture list 0 (or L0) and a reference picture list 1 (or L1), respectively. Further, the reference picture belonging to the reference picture list 0 can be referred to as a reference picture 0 (or L0 reference picture), and the reference picture belonging to the reference picture list 1 can be referred to as a reference picture 1 (or L1 reference picture).
P 픽쳐(또는 슬라이스)의 디코딩 프로세스에 있어서, 하나의 참조 픽쳐 리스트(즉, 참조 픽쳐 리스트 0)가 이용되고, B 픽쳐(또는 슬라이스)의 디코딩 프로세스에 있어서, 2개의 참조 픽쳐 리스트(즉, 참조 픽쳐 리스트 0 및 참조 픽쳐 리스트 1)가 이용될 수 있다. 이러한, 각 참조 픽쳐 별로 참조 픽쳐 리스트를 구분하기 위한 정보는 참조 픽쳐 세트 정보를 통해 디코더에게 제공될 수 있다. 디코더는 참조 픽쳐 세트(reference picture set) 정보를 기반으로 참조 픽쳐를 참조 픽쳐 리스트 0 또는 참조 픽쳐 리스트 1에 추가한다. In the decoding process of the P picture (or slice), one reference picture list (i.e., reference picture list 0) is used and in the decoding process of the B picture (or slice), two reference picture lists Picture list 0 and reference picture list 1) can be used. Information for identifying the reference picture list for each reference picture may be provided to the decoder through the reference picture set information. The decoder adds the reference picture to the reference picture list 0 or the reference picture list 1 based on the reference picture set information.
참조 픽쳐 리스트 내 어느 하나의 특정 참조 픽쳐를 식별하기 위하여 참조 픽쳐 인덱스(reference picture index)(또는 참조 인덱스)가 이용된다. A reference picture index (or a reference index) is used to identify any one specific reference picture in the reference picture list.
- 분수 샘플 보간(fractional sample interpolation)- fractional sample interpolation
인터 예측된 현재 블록에 대한 예측 블록의 샘플은 참조 픽쳐 인덱스(reference picture index)에 의해 식별되는 참조 픽쳐 내 해당 참조 영역의 샘플 값으로부터 획득된다. 여기서, 참조 픽쳐 내 해당 참조 영역은 움직임 벡터의 수평 요소(horizontal component) 및 수직 요소(vertical component)에 의해 지시되는 위치의 영역을 나타낸다. 움직임 벡터가 정수 값을 가지는 경우를 제외하고, 비정수(noninteger) 샘플 좌표를 위한 예측 샘플을 생성하기 위하여 분수 샘플 보간(fractional sample interpolation)이 사용된다. 예를 들어, 샘플 간의 거리의 1/4 단위의 움직임 벡터가 지원될 수 있다.  A sample of a prediction block for an inter-predicted current block is obtained from a sample value of a corresponding reference area in a reference picture identified by a reference picture index. Here, the corresponding reference area in the reference picture indicates a region of a position indicated by a horizontal component and a vertical component of a motion vector. Fractional sample interpolation is used to generate a prediction sample for noninteger sample coordinates, except when the motion vector has an integer value. For example, a motion vector of a quarter of the distance between samples may be supported.
HEVC의 경우, 휘도 성분의 분수 샘플 보간(fractional sample interpolation)은 8탭 필터를 가로 방향 및 세로 방향으로 각각 적용한다. 그리고, 색차 성분의 분수 샘플 보간(fractional sample interpolation)은 4탭 필터를 가로 방향 및 세로 방향으로 각각 적용한다.For HEVC, fractional sample interpolation of the luminance component applies the 8-tap filter in the horizontal and vertical directions, respectively. The fractional sample interpolation of the chrominance components applies the 4-tap filter in the horizontal direction and the vertical direction, respectively.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 1/4 샘플 보간을 위한 정수 및 분수 샘플 위치를 예시한다. Figure 6 illustrates integer and fractional sample locations for 1/4 sample interpolation as an embodiment to which the present invention may be applied.
도 6을 참조하면, 대문자(upper-case letter)(A_i,j)가 기재된 음영 블록은 정수 샘플 위치를 나타내고, 소문자(lower-case letter)(x_i,j)가 기재된 음영 없는 블록은 분수 샘플 위치를 나타낸다. Referring to Fig. 6, a shaded block in which an upper-case letter (A_i, j) is written represents an integer sample position and a shaded block in which a lower-case letter (x_i, j) .
분수 샘플은 수평 방향 및 수직 방향으로 각각 정수 샘플 값에 보간 필터가 적용되어 생성된다. 예를 들어, 수평 방향의 경우, 생성하려는 분수 샘플을 기준으로 좌측의 4개의 정수 샘플 값과 우측의 4개의 정수 샘플 값에 8탭 필터가 적용될 수 있다. A fractional sample is generated with interpolation filters applied to integer sample values in the horizontal and vertical directions, respectively. For example, in the horizontal direction, an 8-tap filter may be applied to the left four integer sample values and the right four integer sample values based on the fraction sample to be generated.
- 인터 예측 모드- Inter prediction mode
HEVC에서는 움직임 정보의 양을 줄이기 위하여 머지(Merge) 모드, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction)가 이용될 수 있다. In HEVC, a merge mode, AMVP (Advanced Motion Vector Prediction) can be used to reduce the amount of motion information.
1) 머지(Merge) 모드1) Merge mode
머지(Merge) 모드는 공간적(spatially) 또는 시간적(temporally)으로 이웃하는 블록으로부터 움직임 파라미터(또는 정보)를 도출하는 방법을 의미한다. The merge mode refers to a method of deriving a motion parameter (or information) from a neighboring block spatially or temporally.
머지 모드에서 이용 가능한 후보의 세트는 공간적으로 이웃하는 후보(spatial neighbor candidates), 시간적 후보(temporal candidates) 및 생성된 후보(generated candidates)로 구성된다. The set of candidates available in the merge mode consists of spatial neighbor candidates, temporal candidates, and generated candidates.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 공간적 후보의 위치를 예시한다. Figure 7 illustrates the location of spatial candidates as an embodiment to which the present invention may be applied.
도 7(a)를 참조하면, {A1, B1, B0, A0, B2}의 순서에 따라 각 공간적 후보 블록이 이용 가능한지 여부가 판단된다. 이때, 후보 블록이 인트라 예측 모드로 인코딩되어 움직임 정보가 존재하지 않는 경우 또는 후보 블록이 현재 픽쳐(또는 슬라이스)의 밖에 위치하는 경우에는 해당 후보 블록은 이용할 수 없다. Referring to FIG. 7A, it is determined whether or not each spatial candidate block is available according to the order of {A1, B1, B0, A0, B2}. At this time, if the candidate block is encoded in the intra-prediction mode and motion information does not exist, or if the candidate block is located outside the current picture (or slice), the candidate block can not be used.
공간적 후보의 유효성의 판단 후, 현재 블록의 후보 블록에서 불필요한 후보 블록을 제외함으로써 공간적 머지 후보가 구성될 수 있다. 예를 들어, 현재 예측 블록의 후보 블록이 동일 코딩 블록 내 첫 번째 예측 블록인 경우 해당 후보 블록을 제외하고 또한 동일한 움직임 정보를 가지는 후보 블록들을 제외할 수 있다. After determining the validity of the spatial candidate, the spatial merge candidate can be constructed by excluding unnecessary candidate blocks from the candidate block of the current block. For example, if the candidate block of the current prediction block is the first prediction block in the same coding block, the candidate blocks excluding the candidate block and the same motion information may be excluded.
공간적 머지 후보 구성이 완료되면, {T0, T1}의 순서에 따라 시간적 머지 후보 구성 과정이 진행된다. When the spatial merge candidate configuration is completed, the temporal merge candidate configuration process proceeds according to the order of {T0, T1}.
시간적 후보 구성에 있어서, 참조 픽쳐의 동일 위치(collocated) 블록의 우하단(right bottom) 블록(T0)이 이용 가능한 경우, 해당 블록을 시간적 머지 후보로 구성한다. 동일 위치(collocated) 블록은 선택된 참조 픽쳐에서 현재 블록에 대응되는 위치에 존재하는 블록을 의미한다. 반면, 그렇지 않은 경우, 동일 위치(collocated) 블록의 중앙(center)에 위치하는 블록(T1)을 시간적 머지 후보로 구성한다.In the temporal candidate configuration, if a right bottom block T0 of a collocated block of a reference picture is available, the block is configured as a temporal merge candidate. A collocated block refers to a block existing at a position corresponding to a current block in a selected reference picture. Otherwise, the block (T1) located at the center of the collocated block is constructed as a temporal merge candidate.
머지 후보의 최대 개수는 슬라이스 헤더에서 특정될 수 있다. 머지 후보의 개수가 최대 개수보다 큰 경우, 최대 개수 보다 작은 개수의 공간적 후보와 시간적 후보가 유지된다. 그렇지 않은 경우, 머지 후보의 개수는 후보 개수가 최대 개수가 될 때까지 현재까지 추가된 후보들을 조합하여 추가적인 머지 후보(즉, 조합된 쌍예측 머지 후보(combined bi-predictive merging candidates))가 생성된다. The maximum number of merge candidates can be specified in the slice header. If the number of merge candidates is greater than the maximum number, the spatial candidates and temporal candidates smaller than the maximum number are retained. Otherwise, additional merge candidates (i.e., combined bi-predictive merging candidates) are generated by combining the candidates added so far until the number of merge candidates reaches the maximum number of candidates .
인코더에서는 위와 같은 방법으로 머지 후보 리스트를 구성하고, 움직임 추정(Motion Estimation)을 수행함으로써 머지 후보 리스트에서 선택된 후보 블록 정보를 머지 인덱스(merge index)(예를 들어, merge_idx[x0][y0]')로써 디코더에게 시그널링한다. 도 7(b)에서는 머지 후보 리스트에서 B1 블록이 선택된 경우를 예시하고 있으며, 이 경우, 머지 인덱스(merge index)로 "인덱스 1(Index 1)"이 디코더로 시그널링될 수 있다. The encoder constructs a merge candidate list by performing the above-described method and performs motion estimation (Motion Estimation) to obtain a merge index (for example, merge_idx [x0] [y0] ) To signal the decoder. FIG. 7B illustrates a case where the B1 block is selected in the merge candidate list. In this case, "Index 1" can be signaled to the decoder as a merge index.
디코더에서는 인코더와 동일하게 머지 후보 리스트를 구성하고, 머지 후보 리스트에서 인코더로부터 수신한 머지 인덱스(merge index)에 해당하는 후보 블록의 움직임 정보로부터 현재 블록에 대한 움직임 정보를 도출한다. 그리고, 디코더는 도출한 움직임 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성한다(즉, 움직임 보상).The decoder constructs a merge candidate list in the same way as the encoder and derives the motion information for the current block from the motion information of the candidate block corresponding to the merge index received from the encoder in the merge candidate list. Then, the decoder generates a prediction block for the current block based on the derived motion information (i.e., motion compensation).
2) AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드2) Advanced Motion Vector Prediction (AMVP) mode
AMVP 모드는 주변 블록으로부터 움직임 벡터 예측 값을 유도하는 방법을 의미한다. 따라서, 수평 및 수직 움직임 벡터 차분 값(MVD: motion vector difference), 참조 인덱스 및 인터 예측 모드가 디코더로 시그널링된다. 수평 및 수직 움직임 벡터 값은 유도된 움직임 벡터 예측 값과 인코더로부터 제공된 움직임 벡터 차분 값(MVD: motion vector difference)를 이용하여 계산된다.The AMVP mode refers to a method of deriving motion vector prediction values from neighboring blocks. Thus, the horizontal and vertical motion vector difference (MVD), reference index, and inter prediction mode are signaled to the decoder. The horizontal and vertical motion vector values are calculated using the derived motion vector prediction value and the motion vector difference (MVD) provided from the encoder.
즉, 인코더에서는 움직임 벡터 예측자 후보 리스트를 구성하고, 움직임 추정(Motion Estimation)을 수행함으로써 움직임 벡터 예측자 후보 리스트에서 선택된 움직임 벡터 예측자 플래그(즉, 후보 블록 정보)(예를 들어, mvp_lX_flag[x0][y0]')를 디코더에게 시그널링한다. 디코더에서는 인코더와 동일하게 움직임 벡터 예측자 후보 리스트를 구성하고, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트에서 인코더로부터 수신한 움직임 벡터 예측자 플래그에서 지시된 후보 블록의 움직임 정보를 이용하여 현재 처리 블록의 움직임 벡터 예측자를 도출한다. 그리고, 디코더는 도출된 움직임 벡터 예측자와 인코더로부터 전송된 움직임 벡터 차분값을 이용하여 현재 처리 블록에 대한 움직임 벡터값을 획득하게 된다. 그리고, 디코더는 도출한 움직임 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측된 블록(즉, 예측된 샘플들의 배열)을 생성한다(즉, 움직임 보상). That is, the encoder constructs a motion vector predictor candidate list and performs motion estimation (Motion Estimation) to select a motion vector predictor flag (i.e., candidate block information) (e.g., mvp_lX_flag [ x0] [y0] ') to the decoder. The decoder constructs a motion vector predictor candidate list in the same way as the encoder. In the motion vector predictor candidate list, the motion vector prediction of the current processing block is performed using the motion information of the candidate block indicated in the motion vector predictor flag received from the encoder To derive a person. Then, the decoder obtains a motion vector value for the current processing block using the derived motion vector predictor and the motion vector difference value transmitted from the encoder. Then, the decoder generates a predicted block (i.e., an array of predicted samples) for the current block based on the derived motion information (i.e., motion compensation).
AMVP 모드의 경우, 앞서 도 7에서 5개의 이용 가능한 후보들 중에서 2개의 공간적 움직임 후보가 선택된다. 첫 번째 공간적 움직임 후보는 좌측에 위치한 {A0, A1} 세트로부터 선택되고, 두 번째 공간적 움직임 후보는 상위에 위치한 {B0, B1, B2} 세트로부터 선택된다. 이때, 이웃한 후보 블록의 참조 인덱스가 현재 예측 블록과 동일하지 않은 경우, 움직임 벡터가 스케일링된다. In the case of the AMVP mode, two spatial motion candidates are selected from among the five available candidates in Fig. The first spatial motion candidate is selected from the set {A0, A1} located on the left and the second spatial motion candidate is selected from the set {B0, B1, B2} located on the upper. At this time, if the reference index of the neighboring candidate block is not the same as the current prediction block, the motion vector is scaled.
공간적 움직임 후보의 탐색 결과 선택된 후보 개수가 2개라면 후보 구성을 종료하나, 2개 미만인 경우 시간적 움직임 후보가 추가된다.If the number of selected candidates is two, the candidate composition is terminated. If the number of selected candidates is less than two, temporal motion candidates are added.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인터 예측 방법을 예시하는 도면이다. 8 is a diagram illustrating an inter prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 8을 참조하면, 디코더(특히, 도 2에서 디코더의 인터 예측부(261))는 처리 블록(예를 들어, 예측 블록)에 대한 움직임 파라미터를 복호화한다(S801). Referring to FIG. 8, a decoder (specifically, the inter-prediction unit 261 of the decoder in FIG. 2) decodes a motion parameter for a processing block (for example, a prediction block) (S801).
예를 들어, 현재 블록에 머지 모드가 적용된 경우, 디코더는 인코더로부터 시그널링된 머지 인덱스를 복호화할 수 있다. 그리고, 디코더는 머지 인덱스에서 지시된 후보 블록의 움직임 파라미터로부터 현재 블록의 움직임 파라미터를 도출할 수 있다. For example, if a merge mode is applied to the current block, the decoder can decode the signaled merge index from the encoder. Then, the decoder can derive the motion parameter of the current block from the motion parameter of the candidate block indicated in the merge index.
또한, 현재 블록에 AMVP 모드가 적용된 경우, 디코더는 인코더로부터 시그널링된 수평 및 수직 움직임 벡터 차분 값(MVD: motion vector difference), 참조 인덱스 및 인터 예측 모드를 복호화할 수 있다. 그리고, 움직임 벡터 예측자 플래그로부터 지시된 후보 블록의 움직임 파라미터로부터 움직임 벡터 예측자를 도출하고, 움직임 벡터 예측자와 수신한 움직임 벡터 차분 값을 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터값을 도출할 수 있다. Further, when the AMVP mode is applied to the current block, the decoder can decode the horizontal and vertical motion vector difference (MVD) signaled from the encoder, the reference index and the inter prediction mode. The motion vector predictor is derived from the motion parameter of the candidate block indicated by the motion vector predictor flag, and the motion vector value of the current block can be derived using the motion vector predictor and the received motion vector difference value.
디코더는 복호화된 움직임 파라미터(또는 정보)를 이용하여 현재 블록에 대한 움직임 보상을 수행한다(S802).The decoder performs motion compensation on the current block using the decoded motion parameter (or information) (S802).
즉, 인코더/디코더에서는 복호화된 움직임 파라미터를 이용하여, 이전에 디코딩된 픽쳐로부터 현재 블록의 영상을 예측(즉, 현재 단위에 대한 예측 블록 생성)하는 움직임 보상(motion compensation)을 수행한다. 인코더/디코더에서는 다시 말해, 이전에 디코딩된 참조 픽쳐 내 현재 블록과 대응되는 영역의 샘플로부터 현재 블록의 예측된 블록(즉, 예측된 샘플들의 배열)을 도출할 수 있다.That is, the encoder / decoder performs motion compensation for predicting an image of a current block from a previously decoded picture (i.e., generating a prediction block for a current unit) using the decoded motion parameters. In other words, the encoder / decoder can derive a predicted block (i.e., an array of predicted samples) of the current block from a sample of the area corresponding to the current block in the previously decoded reference picture.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 움직임 보상 과정을 예시하는 도면이다. FIG. 9 is a diagram illustrating a motion compensation process according to an embodiment to which the present invention can be applied.
도 9에서는 현재 픽쳐(current picture)에서 부호화 하고자 하는 현재 블록(current block)을 위한 움직임 파라미터는 단방향 예측, LIST0, LIST0 내 두번 째 픽쳐(picture), 움직임 벡터 (-a, b) 인 경우를 예시한다.In FIG. 9, the motion parameters for the current block to be coded in the current picture are unidirectional prediction, the second picture in LIST0, the second picture in LIST0, and the motion vector (-a, b) do.
이 경우, 도 9와 같이 현재 블록은 LIST0의 두 번째 픽쳐에서 현재 블록과 (-a, b) 만큼 떨어져 있는 위치의 값(즉, 참조 블록(reference block)의 샘플값)들을 사용하여 예측된다. In this case, as shown in FIG. 9, the current block is predicted using the value of the position (-a, b) of the current block in the second picture of LIST0 (i.e., the sample value of the reference block).
양방향 예측의 경우는, 또다른 참조 리스트(예를 들어, LIST1)와 참조 인덱스, 움직임 벡터 차분값이 전송되어, 디코더는 두 개의 참조 블록을 도출하고, 이를 기반으로 현재 블록을 예측(즉, 현재 블록의 예측된 샘플을 생성)한다. In the case of bidirectional prediction, another reference list (e.g., LIST1), a reference index, and a motion vector difference value are transmitted, and the decoder derives two reference blocks and predicts the current block based on the two reference blocks To generate a predicted sample of the block).
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 적응적 루프 필터링의 적용 방법을 개략적으로 나타낸다.10 schematically illustrates a method of applying adaptive loop filtering, in accordance with an embodiment of the present invention.
적응적 루프 필터링(ALF: Adaptive loop filtering)은 복원된 픽쳐(reconstructed picture)에 예측과 양자화로 인한 에러를 보상하는 필터를 적용함으로써 원본 영상과 유사한 영상을 획득하기 위한 기술이다.Adaptive loop filtering (ALF) is a technique for acquiring an image similar to an original image by applying a filter to a reconstructed picture to compensate for errors due to prediction and quantization.
ALF가 적용되는 경우, 인코더는 원본 블록(original block)과 복원 블록(reconstructed block)을 이용하여 위너 필터(wiener filer)의 계수를 도출하고, 도출된 위너 필터의 계수를 복원 블록에 적용함으로써 필터링된 복원 블록(filtered reconstructed block)을 획득할 수 있다. When the ALF is applied, the encoder derives the coefficients of the Wiener filter using the original block and the reconstructed block, and applies the coefficients of the derived Wiener filter to the restoration block. A filtered reconstructed block may be obtained.
도 10을 참조하면, 먼저 예측 블록(prediction block)과 잔차 블록(residual block)이 더해짐으로써 복원 블록이 획득된다. 원형(circular) 기호 +(10010)는 덧셈을 나타낸다. 이후, 복원 블록과 원본 블록 간의 위너 필터의 계수가 획득(계산)된다. 원형 기호 M(10020)은 위너 필터의 계수가 계산됨(또는 위너 필터가 적용됨)을 나타낸다. 도 10의 필터 계수(filter coefficient)는 위너 필터 계수를 나타낸다. 즉, ALF 방식은 복원 블록과 원본 블록을 위너 필터 계수를 계산하기 위한 입력으로써 사용한다. 획득된 위너 필터의 계수는 복원 블록에 적용되고, 이로써 필터링된 복원 블록이 획득된다. 획득된 위너 필터의 계수는 디코더로 전송된다.Referring to FIG. 10, a restoration block is obtained by adding a prediction block and a residual block. A circular symbol + (10010) represents addition. Then, the coefficients of the Wiener filter between the restoration block and the original block are acquired (computed). The circular symbol M (10020) indicates that the coefficients of the Wiener filter are calculated (or the Wiener filter is applied). The filter coefficient of FIG. 10 represents the Wiener filter coefficient. In other words, the ALF method uses the restored block and the original block as inputs to calculate the Wiener filter coefficients. The coefficients of the obtained Wiener filter are applied to the reconstruction block, whereby the filtered reconstruction block is obtained. The coefficients of the obtained Wiener filter are transmitted to the decoder.
ALF 기술은 복원된 블록(픽쳐)에 필터를 적용함으로써 신호 대비 잡음 비(PSNR: peak signal-to-noise ratio)를 향상시킬 수 있다. ALF에서는 픽쳐 단위로 필터 계수가 계산되며, 인코더는 계산된 픽쳐 단위의 필터 계수를 디코더로 전송한다. ALF는 현재 블록의 복원 블록에 필터링을 수행하므로 현재 픽쳐의 잔차 신호(residual signal)의 데이터량을 줄임으로써 코딩 효율을 향상시킬 수는 없다. 대신, ALF는 필터링된 복원 픽쳐을 현재 픽쳐 이후에 디코딩되는 픽쳐(미래 픽쳐)의 향상된 참조 픽쳐로 사용함으로써 코딩 효율을 높일 수 있다.The ALF technique can improve the peak signal-to-noise ratio (PSNR) by applying a filter to the reconstructed block (picture). In ALF, the filter coefficient is calculated on a picture-by-picture basis, and the encoder transmits the calculated filter coefficient of the picture unit to the decoder. Since the ALF performs filtering on the reconstruction block of the current block, the coding efficiency can not be improved by reducing the data amount of the residual signal of the current picture. Instead, the ALF can improve the coding efficiency by using the filtered reconstruction picture as an enhanced reference picture of the picture (future picture) decoded after the current picture.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 예측 블록 필터링과 적응적 예측 블록 필터링의 적용 방법을 개략적으로 나타낸다.11 schematically shows a method of applying prediction block filtering and adaptive prediction block filtering according to an embodiment of the present invention.
도 11에서, (a)는 예측 블록 필터링(PBF: prediction block filtering) 기술에 관한 개략도이고, (b)는 적응적 예측 블록 필터링(APBF: adaptive prediction block filtering) 기술에 관한 개략도이다.In FIG. 11, (a) is a schematic diagram of a prediction block filtering (PBF) technique and (b) is a schematic diagram of an adaptive prediction block filtering (APBF) technique.
예측 블록 필터링(PBF)은 예측 블록에 예측과 양자화로 인한 에러를 보상하는 필터를 적용함으로써 예측의 정확도와 코딩 효율을 향상시키기 위한이다. PBF가 적용되는 경우, 인코더는 원본 블록과 예측 블록 간의 위너 필터 계수를 계산하고, 계산된 위너 필터의 계수를 예측 블록에 적용함으로써 예측 블록의 정확도와 코딩 효율을 향상시킨다.Predictive block filtering (PBF) is to improve prediction accuracy and coding efficiency by applying a filter to the prediction block to compensate for errors due to prediction and quantization. When PBF is applied, the encoder calculates the Wiener filter coefficients between the original block and the prediction block, and applies the calculated Wiener filter coefficients to the prediction block to improve the accuracy of the prediction block and the coding efficiency.
도 11(a)를 참조하면, 먼저 예측 블록과 원본 블록 간의 위너 필터의 계수가 획득(계산)된다. 원형 기호 M(11010)은 위너 필터의 계수가 계산됨(또는 위너 필터가 적용됨)을 나타낸다. 즉, PBF 방식은 예측 블록과 원본 블록을 위너 필터 계수를 계산하기 위한 입력으로써 사용한다. 도 11(a)에서 필터 계수는 위너 필터 계수를 나타낸다. 획득된 위너 필터 계수는 예측 블록에 적용되고, 이로써 필터링된 예측 블록이 획득된다. 이후, 필터링된 예측 블록과 수정된 잔차 블록(modified residual block)이 더해짐으로써 수정된 복원 블록(modified reconstructed block)이 획득된다. 수정된 잔차 블록이란, 예측 블록이 필터링(위너 필터의 적용)으로 인해 변경됨으로써 잔차 블록 또한 변경된 것을 나타낸다. 잔차 블록은 원본 블록에서 예측 블록을 뺌으로써 획득되기 때문이다. 원형 기호 +(11020)는 덧셈을 나타낸다. Referring to FIG. 11 (a), the coefficients of the Wiener filter between the prediction block and the original block are acquired (computed). The circular symbol M (11010) indicates that the coefficient of the Wiener filter is calculated (or the Wiener filter is applied). In other words, the PBF method uses the prediction block and the original block as inputs to calculate the Wiener filter coefficients. In Fig. 11 (a), the filter coefficient indicates the Wiener filter coefficient. The obtained Wiener filter coefficients are applied to the prediction block, whereby the filtered prediction block is obtained. Thereafter, a modified reconstructed block is obtained by adding the filtered residual block to the filtered residual block. The modified residual block indicates that the residual block has also changed because the prediction block is changed due to filtering (application of the Wiener filter). The residual block is obtained by subtracting the prediction block from the original block. The circular symbol + (11020) represents addition.
다만, PBF 방식에서는 블록 단위로 필터 계수가 계산되므로, PBF 방식은 블록 단위의 필터 계수를 디코더로 전송해야 하는 단점을 갖는다. 따라서, PBF 방식을 이용하면 필터 계수를 전송하기 위한 부가적인 정보량이 증가된다. 도 11(a)에서, 수정된 복원 블록 아래의 필터 계수에 표시된 "X"는, 전송되어야하는 부가 정보의 데이터량 증가로 인해 PBF 방식이 코딩 효율 향상에 적합하지 않음을 의미한다. However, since the PBF scheme calculates the filter coefficients in units of blocks, the PBF scheme has a disadvantage in that the filter coefficients in units of blocks must be transmitted to the decoder. Therefore, the use of the PBF scheme increases the amount of additional information for transmitting the filter coefficients. 11A, "X" indicated in the filter coefficient under the modified restoration block means that the PBF scheme is not suitable for improving the coding efficiency due to an increase in the data amount of the additional information to be transmitted.
부가 정보의 전송량을 줄이기 위해, 디코더가 필터 계수를 유도(derive)하는 방법으로 다음과 같은 적응적 예측 블록 필터링(APBF) 방식이 제안되었다.In order to reduce the amount of additional information, the following adaptive predictive block filtering (APBF) scheme has been proposed as a method of deriving a filter coefficient by a decoder.
적응적 예측 블록 필터링(APBF)은, 현재 블록이 아닌 현재 블록의 이웃 블록의 정보를 이용하여 필터 계수를 유도(derive)하고, 유도된 필터 계수를 예측 블록에 적용함으로써 예측의 정확도와 코딩 효율을 향상시키기 위한 기술이다. Adaptive Predictive Blocking (APBF) derives the filter coefficients using information of neighboring blocks of the current block rather than the current block, and applies the derived filter coefficients to the prediction blocks to improve the prediction accuracy and coding efficiency .
디코더는 필터 계수를 유도하기 위한 대상 블록인 원본 블록에 관한 정보가 존재하지 않는다. 따라서 원본 블록을 대체하기 위해, APBF 방식은 주변 블록의 복원 블록을 이용하여 주변 블록의 예측 블록의 정확도를 향상시킬 수 있는 필터 계수를 유도한다. 상기 방법으로 유도된 필터 계수가 현재 블록의 예측 블록을 위해 사용된다.The decoder does not have information on the original block, which is the target block for deriving the filter coefficients. Therefore, in order to replace the original block, the APBF method derives a filter coefficient that can improve the accuracy of a prediction block of a neighboring block by using a reconstruction block of a neighboring block. The filter coefficients derived in this way are used for the prediction block of the current block.
구체적으로 APBF가 적용되는 경우, 디코더는 현재 블록의 원본 블록과 현재 블록의 예측 블록 대신, 이웃 블록(또는 주변 블록)의 복원 블록과 이웃 블록의 예측 블록 간의 위너 필터 계수를 유도하고, 유도된 필터 계수를 현재 블록의 예측 블록에 적용한다. Specifically, when APBF is applied, the decoder derives the Wiener filter coefficients between the reconstructed block of the neighboring block (or neighboring block) and the predicted block of the neighboring block instead of the original block of the current block and the predicted block of the current block, The coefficient is applied to the prediction block of the current block.
도 11(b)를 참조하면, 먼저 이웃 블록의 예측 블록과 이웃 블록의 복원 블록 간에 위너 필터 계수가 획득(계산)된다. 원형 기호 M(11030)은 위너 필터의 계수가 계산됨(또는 위너 필터가 적용됨)을 나타낸다. 즉, APBF 방식은 이웃 블록의 예측 블록과 이웃 블록의 복원 블록을 위너 필터 계수를 계산하기 위한 입력으로써 사용한다. 도 11(b)에서 필터 계수는 위너 필터 계수를 나타낸다. 획득된 위너 필터 계수는 현재 블록의 예측 블록에 적용되고, 이로써 필터링된 예측 블록이 획득된다. 11 (b), a Wiener filter coefficient is obtained (calculated) between a prediction block of a neighboring block and a restoration block of a neighboring block. Circular symbol M (11030) indicates that the coefficients of the Wiener filter are calculated (or the Wiener filter is applied). That is, the APBF scheme uses the prediction block of the neighboring block and the restoration block of the neighboring block as an input for calculating the Wiener filter coefficient. 11 (b), the filter coefficient indicates the Wiener filter coefficient. The obtained Wiener filter coefficients are applied to the prediction block of the current block, whereby the filtered prediction block is obtained.
위너 필터는 입력을 희망하는(desired) 출력과 가능한 한 매우 근사하게 변환시켜주는 필터이다. 여기서 '가능한 한 매우 근사하게'의 의미는 필터 입력과 원하는 결과의 차의 제곱의 합이 최소화하는 것을 의미한다. 즉, 위너 필터는 입력과 희망 출력 간의 평균 제곱 오차(mean square error)를 최소화하는 필터이다. A Wiener filter is a filter that transforms the input as closely as possible to the desired output. Here, the meaning of 'as close as possible' means that the sum of squares of the difference between the filter input and the desired result is minimized. That is, the Wiener filter is a filter that minimizes the mean square error between the input and the desired output.
아래의 수학식 1은 위너 필터의 계수를 연산하는 식의 일 예이다.Equation (1) below is an example of an equation for calculating the coefficients of the Wiener filter.
Figure PCTKR2018007094-appb-M000001
Figure PCTKR2018007094-appb-M000001
수학식 1에서, C는 위너 필터 계수를 나타내고, x와 y는 블록 내의 샘플의 좌표를 나타낸다. i 및 j는 위너 필터 내 좌표를 나타낸다. c_(i,j)는 위너 필터 계수 중 (i,j) 좌표의 계수를 나타낸다. N은 필터 사이즈를 나타내며, 여기서 필터 탭 수는 2N+1이다. R은 복원 블록을 나타내고, P는 예측 블록을 나타낸다. 복원 블록(R)과 예측 블록(P)이 수학식 1의 입력에 해당한다. 즉, 수학식 1은 복원 블록(R)과 예측 블록(P) 간의 에러를 최소화하는 위너 필터 계수(C)를 구하는 식에 해당한다. In Equation (1), C represents the Wiener filter coefficient, and x and y represent the coordinates of the sample in the block. i and j denote the coordinates in the Wiener filter. c_ (i, j) represents the coefficient of the (i, j) coordinate in the winner filter coefficient. N represents the filter size, where the number of filter taps is 2N + 1. R denotes a reconstruction block, and P denotes a prediction block. The restoration block R and the prediction block P correspond to the inputs of Equation (1). That is, Equation (1) corresponds to a formula for obtaining a Wiener filter coefficient (C) that minimizes an error between a reconstruction block (R) and a prediction block (P).
수학식 1과 관련하여, 위너 필터의 계수(C) 연산에 사용되는 입력(input)은 필터링 방식에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, ALF(adaptive loop filter)는 복원 블록(R)과 예측 블록(P) 대신 원본 블록(O)과 복원 블록(R)이 입력(input)으로 사용함으로써 위너 필터 계수(C)를 계산한다(도 10에 관한 설명 참조). PBF(prediction block filtering)는 원본 블록(O)과 예측 블록(P)을 입력으로 사용한다(도 11(a)에 관한 설명 참조). APBF(adaptive prediction block filtering)는 복원 블록(R)과 예측 블록(P)을 입력으로 사용한다(도 11(b)에 관한 설명 참조). 본 명세서에서 제안하는 BPBF(bi-prediction block filtering)는 평균 블록(avg(P0,P1))과 예측 블록(P0/P1)을 입력으로 사용한다. BPBF에 관한 자세한 사항은 후술한다.With respect to Equation (1), the input used for the coefficient (C) calculation of the Wiener filter can be changed according to the filtering method. For example, an adaptive loop filter (ALF) computes a Wiener filter coefficient C by using an original block O and a reconstruction block R as inputs instead of a reconstruction block R and a prediction block P, (See Fig. 10). Prediction block filtering (PBF) uses the original block O and the prediction block P as inputs (see the description of FIG. 11 (a)). Adaptive prediction block filtering (APBF) uses a reconstruction block R and a prediction block P as inputs (see the description of FIG. 11 (b)). Bi-prediction block filtering (BPBF) proposed in this specification uses an average block (avg (P0, P1)) and a prediction block (P0 / P1) as inputs. Details of the BPBF will be described later.
BPF와 달리, APBF는 필터 계수 정보가 디코더로 전송되지 않고, 디코더가 필터 계수를 유도함으로써 부가 정보의 전송량을 줄인다. 그러나, APBF는 현재 블록의 정보가 아닌 인접 블록의 정보로부터 유도된 필터 계수를 사용하므로 예측 블록의 정확도를 높이는 데 한계점을 갖는다.Unlike the BPF, the APBF does not transmit the filter coefficient information to the decoder, and the decoder reduces the amount of additional information transmitted by deriving the filter coefficient. However, since the APBF uses a filter coefficient derived from the information of the adjacent block rather than the information of the current block, it has a limitation in increasing the accuracy of the prediction block.
예측의 정확도를 더욱 높이기 위해, 본 명세서에서는 인터 예측(inter-prediction)에서 현재 블록의 정보를 이용하여 필터 계수를 유도하는 방법으로써 다음과 같은 쌍예측 블록 필터링(BPBF: bi-prediction block filtering)을 제안한다. In order to further increase the accuracy of prediction, the following bi-prediction block filtering (BPBF) method is used as a method of deriving a filter coefficient using information of a current block in inter-prediction I suggest.
쌍예측Pair prediction 블록  block 필터링Filtering (( BPBFBPBF : bi-prediction block filtering): bi-prediction block filtering)
디코더는 양방향 예측(bi-directional prediction)으로 획득된 서로 다른 참조 픽쳐 리스트에서의 두 개의 예측 블록을 상기 두 예측 블록의 평균 블록과 유사하도록 필터링함으로써 예측의 정확도와 코딩 효율을 높일 수 있다. 이 방식은 쌍예측 블록 필터링 또는 쌍예측 기반 필터링 등으로 지칭될 수 있다. The decoder can improve prediction accuracy and coding efficiency by filtering two prediction blocks in different reference picture lists obtained by bidirectional prediction similar to the average blocks of the two prediction blocks. This approach can be referred to as bi-predictive block filtering or bi-predictive based filtering and the like.
쌍예측 블록 필터링(BPBF)은, 참조 픽쳐 리스트 0의 예측 블록(P0)과 참조 픽쳐 리스트 1(P1)의 예측 블록 각각을 상기 두 예측 블록의 평균 블록(avg(P0,P1))과 유사하도록 필터링함으로써 예측의 정확도과 코딩 효율을 높이기 위한 방법이다. Pair prediction block filtering (BPBF) is performed so that each of the prediction block P0 of the reference picture list 0 and the prediction block of the reference picture list P1 is similar to the average block avg (P0, P1) of the two prediction blocks Thereby improving the accuracy of prediction and the coding efficiency.
본 명세서에서, 양방향 예측에서의 참조 픽쳐 리스트 0을 기반으로 획득된 예측 블록은 P0(또는 P0 블록)으로 지칭될 수 있고, 참조 픽쳐 리스트 1을 기반으로 획득된 예측 블록은 P1 (또는 P1 블록)으로 지칭될 수 있다. 또한, P0 블록과 P1 블록의 평균값으로 구성된 하나의 예측 블록은 Avg(P0,P1)으로 지칭될 수 있다. Avg(P0,P1)은 P1 블록과 P0 블록의 평균값(또는 평균 블록)에 해당하며, 평균 예측 블록으로도 지칭될 수 있다. 또한 본 명세서에서, 두 블록의 평균값으로 하나의 블록이 생성되는 것(또는 두 블록의 평균 블록이 생성되는 연산)은 평균합(Average Sum)으로 지칭될 수 있다.In this specification, a prediction block obtained based on reference picture list 0 in bidirectional prediction may be referred to as P0 (or P0 block), and a prediction block obtained based on reference picture list 1 may be referred to as P1 (or P1 block) Lt; / RTI > One prediction block composed of the average values of the P0 block and the P1 block may be referred to as Avg (P0, P1). Avg (P0, P1) corresponds to an average value (or an average block) of the P1 block and the P0 block, and may also be referred to as an average prediction block. Also, in this specification, the generation of one block (or an operation in which an average block of two blocks is generated) as an average value of two blocks may be referred to as an average sum.
인터 예측 중 양방향 예측의 경우, P0 블록과 P1블록의 평균값으로 생성된 하나의 예측 블록(즉, Avg(P0,P1))이 현재 블록의 최선의 예측 블록으로써 사용된다. 즉, 두 예측 블록의 평균 블록(Avg(P0,P1))이 원본 블록과 가장 유사한 블록이라고 볼 수 있다. 따라서, 예측 성능과 코딩 효율은 P0 블록과 P1 블록을 평균 예측 블록(Avg(P0,P1))과 더욱 유사하게 되도록 정교화함으로써 더욱 향상될 수 있다.In the case of bidirectional prediction during inter prediction, one prediction block (i.e., Avg (P0, P1)) generated from the average values of the P0 block and the P1 block is used as the best prediction block of the current block. That is, the average block (Avg (P0, P1)) of the two prediction blocks can be regarded as a block most similar to the original block. Therefore, the prediction performance and the coding efficiency can be further improved by refining the P0 block and the P1 block to become more similar to the average prediction block (Avg (P0, P1)).
이를 위해, 제안하는 쌍예측 블록 필터링(BPBF)은 두 예측 블록(P0와 P1)을 평균 예측 블록(Avg(P0,P1))과 유사하도록 정교화(refinement)함으로써 예측 블록의 정확성을 더욱 향상시킬 수 있다. For this purpose, the proposed Prediction Block Filtering (BPBF) can further improve the accuracy of the prediction block by refinement such that the two prediction blocks P0 and P1 are similar to the average prediction block Avg (P0, P1) have.
구체적으로, 쌍예측 블록 필터링(BPBF)은 평균 예측 블록(Avg(P0,P1))과 P0 블록 간의 에러를 최소로 하는 위너 필터 계수를 유도하고, 유도된 필터 계수를 P0 블록에 적용함으로써 P0 블록을 정교화한다. 마찬가지로, 쌍예측 블록 필터링(BPBF)은 평균 예측 블록(Avg(P0,P1))과 P1 블록 간의 에러를 최소화 하는 위너 필터 계수를 유도하고, 유도된 필터 계수를 P1 블록에 적용함으로써 P1 블록을 정교화한다.Specifically, the pair prediction block filtering (BPBF) derives a Wiener filter coefficient that minimizes an error between the average prediction block (Avg (P0, P1)) and the P0 block, and applies the derived filter coefficient to the P0 block, . Similarly, the Pair Prediction Block Filtering (BPBF) derives Wiener filter coefficients that minimize errors between the average prediction block (Avg (P0, P1)) and the P1 block, and applies the derived filter coefficients to the P1 block to refine the P1 block do.
쌍예측 블록 필터링(BPBF)은 정교화된 예측 블록을 이용함으로써 예측의 정확도를 높일 수 있으며, 이로 인해 잔차 신호의 정보량을 줄일 수 있고 코딩 효율을 높일 수 있다. 또한, BPBF는 블록 또는 샘플 단위로 정교화(refinement) 적용 여부를 결정함으로써 다양한 시퀀스에 적응적으로 적용될 수 있다. Pair Prediction Block Filtering (BPBF) can increase the accuracy of prediction by using refined prediction blocks, thereby reducing the information amount of residual signals and improving coding efficiency. In addition, the BPBF can be adaptively applied to various sequences by determining whether refinement is applied in block or sample units.
이하에서는, 쌍예측 블록 필터링(BPBF)의 적용 여부를 블록 단위로 결정하기 위한 실시예를 먼저 설명한 후, 샘플 단위로 결정하기 위한 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment for determining whether or not to apply the bi-predictive block filtering (BPBF) on a block-by-block basis will be described first, and then an embodiment for determining on a sample-by-sample basis will be described.
실시예 1(embodiment 1)Example 1 (embodiment 1)
본 실시예에 의하면, 디코더는 블록 단위로 BPBF 적용 여부를 결정할 수 있다. According to the present embodiment, the decoder can determine whether to apply the BPBF on a block-by-block basis.
인코더는 BPBF 적용 여부를 나타내는 정보를 블록 단위로 디코더로 시그널링할 수 있다. BPBF 적용 여부를 나타내는 플래그는 BPBF 플래그(bpbf_flag)로 지칭될 수 있다. 인코더는 현재 블록의 인터 예측 모드가 AMVP 모드인지 또는 머지 모드인지에 따라 BPBF 플래그의 시그널링 여부를 다르게 결정할 수 있다.The encoder can signal information indicating whether the BPBF is applied to the decoder on a block-by-block basis. The flag indicating whether or not the BPBF is applied may be referred to as a BPBF flag (bpbf_flag). The encoder can determine whether to signal the BPBF flag depending on whether the inter prediction mode of the current block is the AMVP mode or the merge mode.
현재 블록에 AMVP 모드가 적용된 경우, BPBF 플래그(bpbf_flag)는 해당 블록의 예측 방향이 양방향 예측인 경우에만 디코더로 시그널링되며, 양방향 예측이 아닌 경우에는 시그널링되지 않는다. When the AMVP mode is applied to the current block, the BPBF flag (bpbf_flag) is signaled to the decoder only when the prediction direction of the corresponding block is bidirectional prediction, and is not signaled if it is not bidirectional prediction.
현재 블록에 머지 모드(Merge mode)가 적용된 경우, 선택된 후보 블록의'bpbf_flag'에 따라 현재 블록의 BPBF 적용 여부가 결정될 수 있다. When the merge mode is applied to the current block, whether to apply the BPBF of the current block can be determined according to 'bpbf_flag' of the selected candidate block.
예를 들어, 선택된 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor; MVP)가 조합된 쌍예측 머지 후보(combined bi-predictive merging candidates))로부터 유도되었거나, 선택된 움직임 벡터 예측자가 제로 벡터(zero vector) 이거나, 코딩 블록(또는 코딩 유닛)이 분할된 서브 블록 단위로 유도된 후보이거나, 또는, 시간 머지 후보자(temporal motion vector predictor; TMVP) 등에 해당하는 경우, 디코더는 현재 블록에 BPBF를 적용하지 않을 수 있다.(E.g., a combined motion vector predictor (MVP) combined bi-predictive merging candidates), or if the selected motion vector predictor is a zero vector, The decoder may not apply the BPBF to the current block if the block (or coding unit) is a candidate derived on a divided sub-block basis, or corresponds to a temporal motion vector predictor (TMVP) or the like.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 쌍예측 블록 필터링을 적용하기 위한 인터 예측 모드에서의 움직임 보상 과정의 순서도를 나타낸다.12 is a flowchart illustrating a motion compensation process in an inter-prediction mode for applying the bi-predictive block filtering according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 디코더는 현재 블록이 특정 조건을 만족하는지 여부에 따라 쌍예측 블록 필터링(BPBF)이 적용되는 경우와 적용되지 않는 경우의 서로 다른 움직임 보상(motion compensation) 과정을 수행할 수 있다. 이하의 과정은 디코더를 기준으로 설명되나, 인코더에 의해서도 동일하게 수행될 수 있다.Referring to FIG. 12, the decoder may perform different motion compensation processes when the current block does not satisfy the specific condition, or when the block prediction block filtering (BPBF) is applied or not. . The following procedure will be described with reference to a decoder, but it can also be performed by an encoder as well.
먼저, 디코더는 현재 블록이 미리 정의된 조건을 만족하는지 여부를 확인(또는 결정)한다(S12010). 이하에서 BPBF 적용 여부를 결정하기 위한 조건의 예들에 대해 설명한다.First, the decoder confirms (or determines) whether or not the current block satisfies a predefined condition (S12010). Examples of conditions for determining whether to apply the BPBF will be described below.
일 예로, 조건은 BPBF 플래그(bpbf_flag)가 현재 블록에 BPBF가 적용되었음을 지시하는지 여부일 수 있다(조건 1). 디코더는 획득된 'bpbf_flag'가 현재 블록에 BPBF가 적용되었음을 지시하면, 현재 블록에 BPBF를 적용하는 것으로 결정할 수 있다. BPBF를 위한 신택스(예를 들어,'bpbf_flag')가 존재하지 않는 경우, 이하의 조건들이 사용될 수 있다.As an example, the condition may be whether or not the BPBF flag (bpbf_flag) indicates that the BPBF is applied to the current block (condition 1). If the obtained 'bpbf_flag' indicates that the BPBF is applied to the current block, the decoder can decide to apply the BPBF to the current block. If no syntax for BPBF (e.g., 'bpbf_flag') is present, the following conditions may be used.
일 예로, 조건은 현재 블록이 쌍예측 모드(bi-prediction mode)로 예측되었는지 여부일 수 있다(조건 2). 디코더는 현재 블록이 쌍예측 모드로 예측된 경우 BPBF를 적용하는 것으로 결정할 수 있다.As an example, the condition may be whether or not the current block has been predicted in a bi-prediction mode (condition 2). The decoder can decide to apply the BPBF if the current block is predicted in the bi-prediction mode.
일 예로, 조건은 쌍예측 모드로 예측된 경우이면서 두 참조 픽쳐의 POC(picture order counter)가 현재 픽쳐를 기준으로 다른 방향에 있는지 여부일 수 있다(조건 3). POC는 디스플레이 순서(display order)와 같다. 다르게 말하면, 디코더는 두 개의 참조 픽쳐들이 현재 픽쳐의 시간 축을 기준으로 각각 과거의 픽쳐와 미래의 픽쳐이면 현재 블록에 BPBF를 적용하는 것으로 결정할 수 있다.For example, the condition may be predicted in the bi-predictive mode, and whether the picture order counter (POC) of the two reference pictures is in a different direction with respect to the current picture (Condition 3). The POC is the same as the display order. In other words, the decoder can decide to apply the BPBF to the current block if the two reference pictures are a past picture and a future picture, respectively, with respect to the time axis of the current picture.
일 예로, 특정 조건은 현재 블록의 크기일 수 있다(조건 4). BPBF의 적용 여부를 결정하기 위한 방법으로써, 블록의 특성이 고려될 수 있다. 예를 들어, 디코더는 현재 블록(일 예로, 코딩 유닛)의 크기가 8Х8보다 크면 BPBF를 적용하고 8Х8보다 작거나 작으면 BPBF를 적용하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 현재 블록의 크기가 작으면 움직임 예측 과정을 통해 상대적으로 최적의 예측 블록을 생성하는 것이 가능하므로, 디코더는 BPBF 플래그('bpbf_flag')로 인한 시그널링 오버헤드를 고려하여 BPBF를 적용하지 않을 수 있다.As an example, the specific condition may be the size of the current block (condition 4). As a method for determining whether to apply the BPBF, the characteristics of the block can be considered. For example, the decoder may decide to apply BPBF if the size of the current block (e.g., a coding unit) is greater than 8 占 8 and not BPBF if less than 8 占 8. If the current block size is small, it is possible to generate a relatively optimal prediction block through the motion estimation process, so that the decoder can not apply the BPBF considering the signaling overhead due to the BPBF flag ('bpbf_flag').
디코더는 현재 블록이 특정 조건을 만족하면(또는 조건이 참(true)이면) 현재 블록에 BPBF를 적용하는 것으로 결정하고, 이하의 S12020 내지 S12050 단계를 수행한다. The decoder decides to apply the BPBF to the current block if the current block satisfies a certain condition (or if the condition is true), and performs the following S12020 to S12050.
디코더는 각 참조 픽쳐 리스트 내의 (W + T_W) Х (H + T_H) 크기를 갖는 블록에 대해 보간(interpolation)을 수행한다(S12020). The decoder performs interpolation on a block having a size of (W + T_W) X (H + T_H) in each reference picture list (S12020).
보간이 수행되는 과정에서, 위너 필터의 모양이 고려된다. 예를 들어, 위너 필터의 모양은 MХ1, MХN, NХM 또는 MХM일 수 있고, 또한 5Х5 다이아몬드 모양(diamond shape), 7Х7 다이아몬드 모양 또는 9Х9 다이아몬드 모양 일 수도 있다.In the course of interpolation, the shape of the Wiener filter is taken into account. For example, the shape of the Wiener filter may be M xl, M x N, N x M or M x M, and may also be a 5 x 5 diamond shape, 7 x 7 diamond shape, or 9 x 9 diamond shape.
상기 S12020 단계에서, W는 현재 블록의 너비(width)를 나타내고, H는 현재 블록의 높이(height)를 나타낸다. T_W와 T_H는 각각 가로 필터 탭 수 및 세로 필터 탭 수로부터 유도된 값을 나타낸다. 하나의 예로써, 위너 필터가 5Х5이고 블록이 8Х8인 경우, (W + T_W)Х(H + T_H)는 (8+4)Х(8+4)에 해당하는 12Х12 이다. 즉, 이때 T_W와 T_H의 값은 4이다. 다른 예로써, 위너 필터가 7Х5이고 8Х8인 경우, (W + T_W)Х(H + T_H)는 (8+6)Х(8+4)에 해당하는 14Х12 이다. 즉, 이때 T_W의 값은 6이고 T_H의 값은 4이다. In step S12020, W represents the width of the current block, and H represents the height of the current block. T_W and T_H represent values derived from the number of horizontal filter taps and the number of vertical filter taps, respectively. As an example, (W + T_W) Х (H + T_H) is 12 Х12 corresponding to (8 + 4) Х (8 + 4) when the Wiener filter is 5 Х5 and the block is 8 Х8. That is, the value of T_W and T_H is 4 at this time. As another example, (W + T_W) Х (H + T_H) is 14 Х12 corresponding to (8 + 6) Х (8 + 4) when the Wiener filter is 7 Х5 and 8 Х8. That is, the value of T_W is 6 and the value of T_H is 4 at this time.
디코더는 S12020 과정을 참조 픽쳐 리스트 0(L0)과 참조 픽쳐 리스트 1(L1)에 각각 반복한다. 이 보간 과정을 통해 평균 예측 블록(Avg(P0,P1))의 생성에 사용되는 P0 블록과 P1 블록이 획득된다.The decoder repeats the process of S12020 in the reference picture list 0 (L0) and the reference picture list 1 (L1), respectively. Through this interpolation process, the P0 block and the P1 block used for generating the average prediction block (Avg (P0, P1)) are obtained.
이후, 디코더는 S12020 단계에서 획득된 두 예측 블록의 평균합(Average Sum)인 평균 예측 블록(Avg(P0,P1))을 생성한다(S12030). 즉, 디코더는 P0 블록과 P1 블록의 평균값(또는 평균 블록)을 평균 예측 블록(Avg(P0,P1))으로써 생성한다.Then, the decoder generates an average prediction block (Avg (P0, P1)) which is an average sum of the two prediction blocks obtained in step S12020 (S12030). That is, the decoder generates the average value (or average block) of the P0 block and the P1 block as an average prediction block (Avg (P0, P1)).
이후, 디코더는 각 방향의 예측 블록(P0 및 P1)과 평균 예측 블록(Avg(P0,P1)) 간의 위너 필터 계수를 계산하고, 계산된 필터 계수를 각 방향의 예측 블록(P0 및 P1)에 각각 적용한다(S12040). 구체적으로, 디코더는 P0 블록과 평균 예측 블록(Avg(P0,P1)) 간의 에러를 최소로 하는 필터 계수를 계산한 뒤 계산된 필터 계수를 P0 블록에 적용한다. 또한, 디코더는 P1 블록과 평균 예측 블록(Avg(P0,P1)) 간의 에러를 최소로 하는 필터 계수를 계산한 뒤 계산된 필터 계수를 P1 블록에 적용한다. 상술한 위너 필터의 계수를 연산하는 수학식 1을 참조하면, BPBF(bi-prediction block filtering)는 평균 예측 블록(Avg(P0,P1))과 예측 블록(P0,P1)을 수학식 1의 입력으로 사용한다.The decoder then calculates the Wiener filter coefficients between the prediction blocks P0 and P1 in the respective directions and the average prediction block Avg (P0, P1), and outputs the calculated filter coefficients to the prediction blocks P0 and P1 in each direction (S12040). Specifically, the decoder calculates a filter coefficient that minimizes the error between the P0 block and the average prediction block (Avg (P0, P1)), and then applies the calculated filter coefficient to the P0 block. Further, the decoder calculates the filter coefficient that minimizes the error between the P1 block and the average prediction block (Avg (P0, P1)), and then applies the calculated filter coefficient to the P1 block. Referring to Equation (1) for calculating the coefficients of the Wiener filter, bi-prediction block filtering (BPBF) is a method of calculating an average prediction block (Avg (P0, P1)) and a prediction block .
즉, S12040 단계에서, P0 블록과 P1 블록이 필터링된다. 디코더는 필터 계수의 계산 및 적용의 과정을 P0 블록과 P1 블록에 각각 수행함으로써 P0 블록과 P1 블록이 평균 예측 블록(Avg(P0,P1))과 유사해지도록 정교화(refinement)한다. That is, in step S12040, the P0 block and the P1 block are filtered. The decoder performs refinement so that the P0 block and the P1 block are similar to the average prediction block (Avg (P0, P1)) by performing the calculation and application of the filter coefficients in the P0 block and the P1 block, respectively.
이후, 디코더는 필터링된 예측 블록 P0 및 P1의 평균합(Average Sum)을 이차적으로 연산함으로써 최종 예측 블록을 생성한다(2nd Average sum)(S12050). Then, the decoder generates a final prediction block by calculating the average of the sum (Sum Average) of the filtered prediction block P0 and P1 to the secondary (2 nd Average sum) (S12050 ).
디코더는 현재 블록이 특정 조건을 만족하지 않으면(또는 조건이 거짓(false)이면) 현재 블록에 BPBF를 적용하지 않는 것으로 결정하고, S12060 내지 S12070 단계를 수행한다. The decoder determines not to apply the BPBF to the current block if the current block does not satisfy a certain condition (or if the condition is false), and performs steps S12060 to S12070.
S12060 및 S12070 단계는 기존의 인터 예측 과정과 동일하다. 디코더는 참조 픽쳐 리스트 0과 1의 각 참조 픽쳐에 대해 보간을 수행한다(S12060). 이후, 디코더는 보간된 참조 픽쳐에서 각각 선택된 두 참조 블록의 평균합(Average Sum)을 연산함으로써 예측 블록을 생성한다(S12070). 즉, 두 참조 예측의 평균값(평균 블록)이 최종 예측 블록으로써 생성된다.Steps S12060 and S12070 are the same as those of the existing inter prediction. The decoder performs interpolation for each reference picture in the reference picture lists 0 and 1 (S12060). Thereafter, the decoder generates a prediction block by calculating an average sum of two reference blocks selected from the interpolated reference pictures (S12070). That is, the average value (average block) of the two reference predictions is generated as the final prediction block.
실시예 2(embodiment 1)Example 2 (embodiment 1)
본 실시예에 의하면, 디코더는 샘플(또는 픽셀) 단위로 BPBF 적용 여부를 결정할 수 있다. 샘플 단위로 BPBF 적용 여부를 결정하는 두가지 방법을 제안한다. 이하의 과정은 디코더를 기준으로 설명되나, 인코더에 의해서도 동일하게 수행될 수 있다.According to this embodiment, the decoder can determine whether to apply BPBF in units of samples (or pixels). We propose two methods to decide whether to apply BPBF in sample units. The following procedure will be described with reference to a decoder, but it can also be performed by an encoder as well.
일 예로, BPBF의 적용 여부를 샘플 단위로 결정하기 위한 제1 방법으로써, 임의 구간 내 샘플의 변화량이 사용될 수 있다. 디코더는 하나의 블록 내 하나의 샘플 주변의 특정 영역(또는 윈도우) 내의 샘플의 변화량이 미리 정해진 임계값(threshold)보다 큰 경우, 해당 샘플에는 BPBF를 적용하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 일 예로, 특정 영역의 크기는 5Х5 영역일 수 있다.For example, as a first method for determining whether or not the BPBF is applied in units of samples, a variation amount of a sample within a certain interval may be used. The decoder can decide not to apply the BPBF to the sample if the amount of change in the sample in a particular region (or window) around one sample in one block is greater than a predetermined threshold. As an example, the size of the specific area may be 5 X 5 area.
특정한 영역 내 샘플값의 변화량에 대한 임계값은 양자화 파라미터(quantization parameter, QP)에 따라 서로 다른 값이 적용될 수 있다. QP에 따라 임계값이 조절되는 경우, QP가 클수록 임계값의 값은 작아지고 BPBF가 적용되지 않는 경우가 증가한다. 이때, 특정 영역 내의 변화량은 다음과 같은 방법으로 계산될 수 있다.The threshold value for the variation of the sample value within a specific region may be different depending on the quantization parameter (QP). When the threshold is adjusted according to the QP, the larger the QP, the smaller the threshold value and the more the BPBF is not applied. At this time, the amount of change in the specific region can be calculated by the following method.
일 예로, 특정 영역(윈도우) 내 샘플의 변화량을 계산하는 제1 계산 방법은, 윈도우 내 샘플값의 평균과 각 샘플값과의 차이값의 합을 샘플의 변화량으로써 계산하는 방식이다. 아래의 수학식 2는 제1 계산 방법을 이용하여 샘플의 변화량을 계산하는 수식의 일 예이다.For example, the first calculation method of calculating the variation of the sample in the specific region (window) is a method of calculating the sum of the difference between the average of the sample values in the window and the respective sample values as the variation amount of the sample. Equation (2) below is an example of a formula for calculating the amount of change of the sample using the first calculation method.
Figure PCTKR2018007094-appb-M000002
Figure PCTKR2018007094-appb-M000002
수학식 2에서, 괄호 안 우측의 (x-)는 윈도우 내의 평균값을 나타낸다. i 및 j는 윈도우 내의 위치를 나타낸다. 윈도우의 크기는 NХN 이다. (1/N2) 는 계산의 복잡도 및 Down-scale로 인한 정보량 손실을 고려하여 적용되지 않을 수 있다.In Equation (2), (x-) on the right side in parentheses represents an average value in the window. i and j represent positions in the window. The size of the window is NХN. (1 / N 2 ) may not be applied considering the computational complexity and loss of information due to down-scale.
일 예로, 특정 영역(윈도우) 내의 샘플의 변화량을 계산하는 제2 계산 방법은, 윈도우 내 중간 위치(대상 샘플)의 샘플값와 윈도우 내 다른 샘플값과의 차이값의 합을 샘플의 변화량으로써 계산하는 방식이다. 아래의 수학식 3은 제2 계산 방법을 이용하여 샘플의 변화량을 계산하는 수식의 일 예이다.For example, a second calculation method for calculating the amount of change of a sample in a specific area (window) is a method of calculating a sum of a difference value between a sample value of an intermediate position (target sample) in the window and another sample value in the window as a variation amount of the sample Method. Equation (3) below is an example of a formula for calculating the amount of change of a sample using the second calculation method.
Figure PCTKR2018007094-appb-M000003
Figure PCTKR2018007094-appb-M000003
수학식 2에서, i 및 j는 윈도우 내의 위치를 나타낸다. 또한, k, l는 윈도우 내의 중간 위치(또는 대상 샘플의 위치)를 나타낸다. 윈도우의 크기는 NХN이다. 1/N2는 계산의 복잡도 및 Down-scale로 인한 정보량 손실을 고려하여 적용되지 않을 수 있다.In Equation (2), i and j denote positions in the window. Also, k and l represent an intermediate position in the window (or the position of the target sample). The size of the window is NХN. 1 / N 2 may not be applied considering the computational complexity and loss of information due to down-scale.
더 나아가, 디코더는 윈도우 내 변화량을 가로축과 세로축으로 구분하여 계산할 수 있다. 이 경우 디코더는 각 방향의 변화량을 고려하여 위너 필터의 모양을 변경하고 변경된 위너 필터를 예측 블록에 적용할 수 있다. 즉, 디코더는 가로 또는 세로 방향의 샘플값 변화량에 따라 위너 필터의 모양을 결정할 수 있다.Further, the decoder can compute the amount of change in the window by dividing the horizontal axis and the vertical axis. In this case, the decoder can change the shape of the Wiener filter in consideration of the amount of change in each direction, and apply the changed Wiener filter to the prediction block. That is, the decoder can determine the shape of the Wiener filter according to the variation of the sample value in the horizontal or vertical direction.
예를 들어, 5Х5 윈도우가 사용될 때, 디코더는 가로축(또는 가로 방향)의 변화량이 큰 경우, 위너 필터의 모양이 5Х5에서 7Х5로 변경될 수 있다. 또한, 디코더는 세로축(또는 세로 방향)의 변화량이 큰 경우, 위너 필터의 모양이 5Х5 에서 5Х7로 변경될 수 있다. For example, when the 5 占 5 window is used, the shape of the Wiener filter may be changed from 5 占 5 to 7 占 5 when the decoder has a large variation in the horizontal axis (or in the horizontal direction). Further, when the variation of the vertical axis (or vertical direction) is large, the shape of the Wiener filter can be changed from 5 占 5 to 5 占 7.
또한, 위너 필터의 모양을 결정하기 위한 방법으로 움직임 벡터의 방향성이 고려될 수 있다. 예를 들어, 5Х5 윈도우가 사용되고 (x, y)를 갖는 움직임 벡터의 x 값이 큰 경우, 위너 필터의 모양이 5Х5 에서 7Х5 로 변경될 수 있다. 또한, 움직임 벡터의 y 값이 큰 경우, 위너 필터의 모양이 5Х5에서 5Х7로 변경될 수 있다. In addition, the directionality of the motion vector can be considered as a method for determining the shape of the Wiener filter. For example, if the 5X5 window is used and the x value of the motion vector having (x, y) is large, the shape of the Wiener filter may be changed from 5X5 to 7X5. When the y value of the motion vector is large, the shape of the Wiener filter can be changed from 5 占 5 to 5 占 7.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른, 인터 예측 기반 영상 처리 방법의 순서도를 나타낸다.13 shows a flowchart of an inter prediction based image processing method according to an embodiment of the present invention.
인코더/디코더는 현재 블록의 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 쌍예측 기반 필터링을 적용할지 여부를 결정한다(S13010). The encoder / decoder determines whether to apply the pair prediction based filtering to the first prediction block and the second prediction block of the current block (S13010).
여기서, 쌍예측 기반 필터링은 제1 예측 블록과 제2 예측 블록 각각을 제1 예측 블록과 제2 예측 블록을 기반으로 생성된 평균 블록으로 근사화하기 위한 필터링(즉, BPBF 필터링)에 해당한다. 쌍예측 기반 필터링에 관한 자세한 내용은 상술한 BPBF 필터링에 관한 설명을 참조한다. The prediction-based filtering corresponds to filtering (i.e., BPBF filtering) for approximating each of the first and second prediction blocks to an average block generated based on the first prediction block and the second prediction block. For more information on pair prediction-based filtering, see the description of BPBF filtering described above.
제1 예측 블록은 리스트 0 참조 픽쳐를 기반으로 인터 예측을 수행하여 생성되고, 상기 제2 예측 블록은 리스트 1 참조 픽쳐를 기반으로 인터 예측을 수행하여 생성된다.The first prediction block is generated by performing inter prediction on the basis of the list 0 reference picture, and the second prediction block is generated by performing inter prediction on the basis of the list 1 reference picture.
이후, 인코더/디코더는 쌍예측 기반 필터링을 수행하는 것으로 결정되면 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 쌍예측 기반 필터링을 적용한다(S13020). 쌍예측 기반 필터링(BPBF 필터링)이 적용되는 과정에 관한 구체적인 설명은 상술한 도 12에 관한 설명을 참조한다.After that, if the encoder / decoder determines to perform the bi-prediction-based filtering, the bi-prediction-based filtering is applied to the first and second prediction blocks (S13020). For a specific description on the process of applying the pair prediction-based filtering (BPBF filtering), refer to the description of FIG. 12 described above.
이후, 인코더/디코더는 필터링된 제1 예측 블록과 필터링된 제2 예측 블록을 이용하여 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성한다(S13030). 인코더 최종 예측 블록을 이용하여 잔차 블록을 생성할 수 있고, 디코더는 최종 예측 블록을 이용하여 복원 블록을 생성할 수 있다.Thereafter, the encoder / decoder generates a final predicted block of the current block using the filtered first predictive block and the filtered second predictive block (S13030). A residual block can be generated using an encoder final prediction block, and a decoder can generate a reconstruction block using a final prediction block.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른, 인터 예측부의 블록도를 나타낸다.14 shows a block diagram of an inter prediction unit according to an embodiment of the present invention.
도 14를 참조하면, 인터 예측부는 앞서 도 11 내지 13과 관련된 설명에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 인터 예측부는 필터링 결정부(14010), 필터링 적용부(14020), 예측 블록 생성부(14030)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to Fig. 14, the inter prediction unit implements the functions, processes and / or methods proposed in the description related to Figs. 11 to 13 above. Specifically, the inter prediction unit may include a filtering determination unit 14010, a filtering application unit 14020, and a prediction block generation unit 14030.
필터링 결정부(14010)는 현재 블록의 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 쌍예측 기반 필터링을 적용할지 여부를 결정할 수 있다. 쌍예측 기반 필터링은 제1 예측 블록과 제2 예측 블록 각각을 제1 예측 블록과 제2 예측 블록을 기반으로 생성된 평균 블록으로 근사화하기 위한 필터링(즉, BPBF 필터링)에 해당할 수 있다.The filtering determination unit 14010 may determine whether to apply the bi-prediction-based filtering to the first prediction block and the second prediction block of the current block. Pair prediction-based filtering may correspond to filtering (i.e., BPBF filtering) for approximating each of the first and second prediction blocks to an average block generated based on the first prediction block and the second prediction block.
필터링 적용부(14020)는 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 것으로 결정되면 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록 각각에 쌍예측 기반 필터링을 적용할 수 있다. 여기서, 제1 예측 블록은 리스트 0 참조 픽쳐를 기반으로 인터 예측을 적용하여 생성될 수 있고, 제2 예측 블록은 리스트 1 참조 픽쳐를 기반으로 인터 예측을 수행하여 생성될 수 있다.The filtering application unit 14020 may apply the pair prediction-based filtering to the first prediction block and the second prediction block, respectively, if it is determined that the bi-prediction-based filtering is applied. Here, the first prediction block may be generated by applying inter prediction on the basis of the list 0 reference picture, and the second prediction block may be generated by performing inter prediction on the basis of the list 1 reference picture.
예측 블록 생성부(14030)는 필터링된 제1 예측 블록과 필터링된 제2 예측 블록을 이용하여 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.The prediction block generator 14030 may generate a final prediction block of the current block using the filtered first predictive block and the filtered second predictive block.
필터링 적용부(14020)는 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록을 이용하여 상기 평균 블록을 생성하고, 제1 예측 블록 및 평균 블록 간의 차이를 최소화하는 제1 위너 필터 계수들을 유도하고, 제2 예측 블록 및 평균 블록 간의 차이를 최소화하는 제2 위너 필터 계수들을 유도하고, 유도된 제1 위너 필터 계수들을 이용하여 제1 예측 블록을 필터링하고, 및 유도된 제2 위너 필터 계수들을 이용하여 제2 예측 블록을 필터링할 수 있다.The filtering application unit 14020 generates the average block using the first prediction block and the second prediction block, derives first Wiener filter coefficients that minimize a difference between the first prediction block and the average block, Deriving second Wiener filter coefficients that minimize the difference between the prediction block and the average block, filtering the first prediction block using the derived first Wiener filter coefficients, and filtering the second predicted block using the derived second Wiener filter coefficients, The prediction block can be filtered.
또한, 필터링 적용부(14020)는 평균 블록을 생성하는데 있어서, 제1 예측 블록의 크기와 위너 필터의 탭수를 기반으로 제1 보간 블록을 생성하고, 제2 예측 블록의 크기와 위너 필터의 탭수를 기반으로 제2 보간 블록을 생성하고, 및 제1 보간 블록과 제2 보간 블록의 평균값을 평균 블록으로써 생성할 수 있다.In generating the average block, the filtering application unit 14020 generates a first interpolation block based on the size of the first prediction block and the number of taps of the Wiener filter, and the size of the second prediction block and the number of taps of the Wiener filter And a mean value of the first interpolation block and the second interpolation block may be generated as an average block.
필터링 결정부(14010)는 현재 블록에 AMVP 모드가 적용된 경우 쌍예측 기반 필터링 적용 여부를 지시하는 쌍예측 기반 필터링 플래그를 획득할 수 있다. 이후, 필터링 결정부(14010)는 쌍예측 기반 필터링 플래그에 따라 현재 블록에 쌍예측 기반 필터링이 적용되는 경우 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 대해 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 것으로 결정할 수 있다.The filtering decision unit 14010 can obtain a bi-prediction-based filtering flag indicating whether bi-prediction-based filtering is applied when the AMVP mode is applied to the current block. Then, the filtering decision unit 14010 can determine to apply the bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks when the bi-prediction-based filtering is applied to the current block according to the bi-prediction-based filtering flag.
일 실시예로, 필터링 결정부(14010)는 현재 블록에 머지 모드(merge mode)가 적용된 경우, 현재 블록의 이웃 블록들의 움직임 정보를 기반으로 머지 후보자 리스트를 구성할 수 있다. 이후, 필터링 결정부(14010)는 선택된 머지 후보자를 지시하는 머지 인덱스를 획득하고, 머지 인덱스가 지시하는 선택된 머지 후보자에 기반하여 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 쌍예측 기반 필터링을 적용할지 여부를 결정할 수 있다.In one embodiment, when the merge mode is applied to the current block, the filtering determination unit 14010 may construct a merge candidate list based on motion information of neighboring blocks of the current block. Thereafter, the filtering determination unit 14010 obtains a merge index indicating the selected merge candidate, and determines whether to apply pair prediction-based filtering to the first prediction block and the second prediction block based on the selected merge candidate indicated by the merge index Can be determined.
일 실시예로, 필터링 결정부(14010)는 선택된 머지 후보자가 다른 머지 후보자들을 조합하여 생성된 머지 후보자 이거나, 제로 움직임 벡터이거나, 서브 블록 단위로 유도된 후보이거나, 또는 시간적 머지 후보자인 경우, 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 쌍예측 기반 필터링을 적용하지 않는 것으로 결정할 수 있다.In one embodiment, if the selected merge candidate is a merge candidate generated by combining other merge candidates, a zero motion vector, a candidate derived in units of subblocks, or a temporal merge candidate, 1 prediction block and the second prediction block may not be applied.
일 실시예로, 필터링 결정부(14010)는 선택된 머지 후보자에 쌍예측 기반 필터링이 적용된 경우, 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 것으로 결정할 수 있다.In one embodiment, the filtering determination unit 14010 may determine to apply the bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks when the bi-prediction-based filtering is applied to the selected merge candidate.
일 실시예로, 필터링 결정부(14010)는 현재 블록이 쌍예측 모드(bi-prediction mode)로 예측된 경우, 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 것으로 결정할 수 있다.In one embodiment, the filtering determination unit 14010 may determine to apply bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks when the current block is predicted in a bi-prediction mode .
일 실시예로, 필터링 결정부(14010)는 리스트 0 참조 픽쳐와 리스트 1 참조 픽쳐가 시간적으로 현재 픽쳐 이전에 출력되는 참조 픽쳐와 현재 픽쳐 이후에 출력되는 참조 픽쳐에 대응되는 경우, 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 것으로 결정할 수 있다.In one embodiment, if the list 0 reference picture and the list 1 reference picture temporally correspond to the reference picture output before the current picture and the reference picture output after the current picture, the filtering determination unit 14010 determines that the first prediction block Prediction-based filtering on the first prediction block and the second prediction block.
일 실시예로, 필터링 결정부(14010)는 현재 블록의 크기가 미리 정해진 임계값보다 크면 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 것으로 결정할 수 있다.In one embodiment, the filtering determination unit 14010 may determine to apply the bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks if the size of the current block is greater than a predetermined threshold value.
일 실시예로, 필터링 결정부(14010)는 현재 샘플 주변의 특정 영역 내의 샘플값의 변화량에 기초하여 현재 샘플의 쌍예측 기반 필터링 적용 여부를 결정할 수 있다. 샘플값의 변화량은 특정 영역 내 가로방향 샘플값의 변화량과 세로 방향 샘플값의 변화량을 포함할 수 있다.In one embodiment, the filtering determination unit 14010 may determine whether to apply bi-prediction-based filtering of the current sample based on the amount of change of the sample value within a specific area around the current sample. The variation amount of the sample value may include a variation amount of the horizontal direction sample value in the specific region and a variation amount of the vertical direction sample value.
예를 들어, 필터링 결정부(14010)는 특정 영역 내 샘플값의 평균과 특정 영역 내 각 샘플값 간의 차이값의 합이 미리 정해진 임계값보다 크면, 현재 샘플에 쌍예측 기반 필터링을 적용하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 또한, 필터링 결정부(14020)는 특정 영역 내 중간 위치의 샘플값과 특정 영역 내 각 샘플값 간의 차이값 합이 미리 정해진 임계값보다 크면, 현재 샘플에 쌍예측 기반 필터링을 적용하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 여기서, 상기 임계값은 양자화 파라미터 값에 기초하여 결정될 수 있다.For example, the filtering determination unit 14010 does not apply the bi-prediction-based filtering to the current sample if the sum of the average of the sample values in the specific region and the difference values between the respective sample values in the specific region is greater than a predetermined threshold value You can decide. Further, the filtering decision unit 14020 can decide not to apply the bi-predictive based filtering to the current sample if the sum of the difference values between the sample value at the intermediate position in the specific area and each sample value within the specific area is greater than a predetermined threshold value have. Here, the threshold value may be determined based on the quantization parameter value.
일 실시예로, 필터링 결정부(14010)는 가로 방향의 샘플값의 변화량과 세로 방향의 샘플값의 변화량 중 더 큰 변화량을 갖는 방향에 따라 위너 필터의 모양을 변경할 수 있다.In one embodiment, the filtering determination unit 14010 can change the shape of the Wiener filter according to a direction having a larger amount of change in the horizontal direction sample value and the vertical direction sample value.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.15 shows a structure of a contents streaming system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 15를 살펴보면, 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 15, the content streaming system to which the present invention is applied may include an encoding server, a streaming server, a web server, a media repository, a user device, and a multimedia input device.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.The encoding server compresses content input from multimedia input devices such as a smart phone, a camera, and a camcorder into digital data to generate a bit stream and transmit the bit stream to the streaming server. As another example, when a multimedia input device such as a smart phone, a camera, a camcorder, or the like directly generates a bitstream, the encoding server may be omitted.
상기 비트스트림은 본 발명이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.The bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generating method to which the present invention is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.The streaming server transmits multimedia data to a user device based on a user request through the web server, and the web server serves as a medium for informing the user of what services are available. When a user requests a desired service to the web server, the web server delivers it to the streaming server, and the streaming server transmits the multimedia data to the user. At this time, the content streaming system may include a separate control server. In this case, the control server controls commands / responses among the devices in the content streaming system.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.The streaming server may receive content from a media repository and / or an encoding server. For example, when receiving the content from the encoding server, the content can be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server can store the bit stream for a predetermined time.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, a slate PC, Such as tablet PCs, ultrabooks, wearable devices (e.g., smartwatches, smart glass, HMDs (head mounted displays)), digital TVs, desktops Computers, and digital signage.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.Each of the servers in the content streaming system can be operated as a distributed server. In this case, data received at each server can be distributed.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.As described above, the embodiments described in the present invention can be implemented and executed on a processor, a microprocessor, a controller, or a chip. For example, the functional units depicted in the figures may be implemented and implemented on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.In addition, the decoder and encoder to which the present invention is applied can be applied to multimedia communication devices such as a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chatting device, (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices, and the like, which may be included in, for example, a storage medium, a camcorder, a video on demand (VoD) service provision device, an OTT video (Over the top video) And may be used to process video signals or data signals. For example, the OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet access TV, a home theater system, a smart phone, a tablet PC, a DVR (Digital Video Recorder)
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.Further, the processing method to which the present invention is applied may be produced in the form of a computer-executed program, and may be stored in a computer-readable recording medium. The multimedia data having the data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer-readable data is stored. The computer-readable recording medium may be, for example, a Blu-ray Disc (BD), a Universal Serial Bus (USB), a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a RAM, a CD- Data storage devices. In addition, the computer-readable recording medium includes media implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet). In addition, the bit stream generated by the encoding method can be stored in a computer-readable recording medium or transmitted over a wired or wireless communication network.
또한, 본 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.Further, an embodiment of the present invention may be embodied as a computer program product by program code, and the program code may be executed in a computer according to an embodiment of the present invention. The program code may be stored on a carrier readable by a computer.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.Embodiments in accordance with the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof. In the case of hardware implementation, an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) field programmable gate arrays, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of an implementation by firmware or software, an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, a function, or the like for performing the functions or operations described above. The software code can be stored in memory and driven by the processor. The memory is located inside or outside the processor and can exchange data with the processor by various means already known.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. , Substitution or addition, or the like.

Claims (11)

  1. 인터 예측 기반의 영상 처리 방법에 있어서, In an inter prediction-based image processing method,
    현재 블록의 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 쌍예측 기반 필터링을 적용할지 여부를 결정하는 단계;Determining whether to apply bi-prediction-based filtering to a first prediction block and a second prediction block of a current block;
    상기 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 것으로 결정되면 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 단계; 및Applying the bi-prediction-based filtering to the first prediction block and the second prediction block if it is determined to apply the bi-prediction-based filtering; And
    상기 필터링된 제1 예측 블록과 상기 필터링된 제2 예측 블록을 이용하여 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되,Generating a final predicted block of the current block using the filtered first predictive block and the filtered second predictive block,
    상기 쌍예측 기반 필터링은 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록 각각을 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록을 기반으로 생성된 평균 블록으로 근사화하기 위한 필터링이고, 상기 제1 예측 블록은 리스트 0 참조 픽쳐를 기반으로 인터 예측을 수행하여 생성되고, 상기 제2 예측 블록은 리스트 1 참조 픽쳐를 기반으로 인터 예측을 수행하여 생성되는 방법.Wherein the prediction-based filtering is filtering for approximating each of the first and second prediction blocks to an average block generated based on the first prediction block and the second prediction block, Wherein the second prediction block is generated by performing inter-prediction based on a list 0 reference picture, and the second prediction block is generated by performing inter-prediction based on a list 1 reference picture.
  2. 제1항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 단계는,Wherein the applying the bi-prediction-based filtering to the first prediction block and the second prediction block comprises:
    상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록을 이용하여 상기 평균 블록을 생성하는 단계;Generating the average block using the first prediction block and the second prediction block;
    상기 제1 예측 블록 및 상기 평균 블록 간의 차이를 최소화하는 제1 위너 필터 계수들을 유도하는 단계;Deriving first Wiener filter coefficients that minimize a difference between the first prediction block and the average block;
    상기 제2 예측 블록 및 상기 평균 블록 간의 차이를 최소화하는 제2 위너 필터 계수들을 유도하는 단계;Deriving second Wiener filter coefficients that minimize a difference between the second prediction block and the average block;
    상기 유도된 제1 위너 필터 계수들을 이용하여 상기 제1 예측 블록을 필터링하는 단계; 및Filtering the first prediction block using the derived first Wiener filter coefficients; And
    상기 유도된 제2 위너 필터 계수들을 이용하여 상기 제2 예측 블록을 필터링하는 단계를 더 포함하는 방법.And filtering the second prediction block using the derived second Wiener filter coefficients.
  3. 제2항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    상기 평균 블록을 생성하는 단계는,Wherein generating the average block comprises:
    상기 제1 예측 블록의 크기와 위너 필터의 탭수를 기반으로 제1 보간 블록을 생성하는 단계;Generating a first interpolation block based on the size of the first prediction block and the number of taps of the Wiener filter;
    상기 제2 예측 블록의 크기와 위너 필터의 탭수를 기반으로 제2 보간 블록을 생성하는 단계; 및Generating a second interpolation block based on the size of the second prediction block and the number of taps of the Wiener filter; And
    상기 제1 보간 블록과 상기 제2 보간 블록의 평균값을 상기 평균 블록으로써 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.And generating an average value of the first interpolation block and the second interpolation block as the average block.
  4. 제1항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 쌍예측 기반 필터링을 적용할지 여부를 결정하는 단계는,Wherein the step of determining whether to apply the bi-
    상기 현재 블록에 상기 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드가 적용된 경우 상기 쌍예측 기반 필터링 적용 여부를 지시하는 쌍예측 기반 필터링 플래그를 획득하는 단계, 여기서 상기 AMVP 모드는 상기 현재 블록의 주변 블록으로부터 상기 현재 블록의 움직임 벡터 예측값을 유도하는 모드임; 및Prediction-based filtering flag indicating whether to apply the bi-prediction-based filtering when the AMVP mode is applied to the current block, wherein the AMVP mode includes: A mode for deriving a motion vector prediction value of a block; And
    상기 쌍예측 기반 필터링 플래그에 따라 상기 현재 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용되는 경우, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 대해 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 것으로 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.Prediction-based filtering is applied to the current block according to the bi-prediction-based filtering flag, determining to apply the bi-prediction-based filtering to the first and second prediction blocks How to.
  5. 제1항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 쌍예측 기반 필터링을 적용할지 여부를 결정하는 단계는,Wherein the step of determining whether to apply the bi-
    상기 현재 블록에 머지 모드(merge mode)가 적용된 경우 상기 현재 블록의 이웃 블록들의 움직임 정보를 기반으로 머지 후보자 리스트를 구성하는 단계, 여기서 상기 머지 모드는 상기 현재 블록과 공간적 또는 시간적으로 이웃하는 블록들을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는 모드임;Constructing a merge candidate list based on motion information of neighboring blocks of the current block when a merge mode is applied to the current block, wherein the merge mode comprises: The motion information of the current block is derived using the motion information;
    선택된 머지 후보자를 지시하는 머지 인덱스를 획득하는 단계; 및Obtaining a merge index indicating the selected merge candidate; And
    상기 머지 인덱스가 지시하는 상기 선택된 머지 후보자에 기반하여 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.Further comprising determining whether to apply the pair prediction based filtering to the first and second prediction blocks based on the selected merge candidate indicated by the merge index.
  6. 제5항에 있어서, 6. The method of claim 5,
    상기 선택된 머지 후보자가 다른 머지 후보자들을 조합하여 생성된 머지 후보자 이거나, 제로 움직임 벡터이거나, 서브 블록 단위로 유도된 후보이거나, 또는 시간적 머지 후보자인 경우, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용되지 않는 방법.If the selected merge candidate is a merge candidate generated by combining other merge candidates, a zero motion vector, a candidate derived in units of subblocks, or a temporal merge candidate, the first and second prediction blocks Wherein the bi-prediction based filtering is not applied.
  7. 제5항에 있어서, 6. The method of claim 5,
    상기 선택된 머지 후보자에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용된 경우, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용되는 방법. Wherein the bi-prediction based filtering is applied to the first prediction block and the second prediction block when the bi-prediction based filtering is applied to the selected merge candidate.
  8. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 현재 블록이 쌍예측 모드(bi-prediction mode)로 예측된 경우, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용되는 방법.Wherein the bi-prediction-based filtering is applied to the first and second prediction blocks when the current block is predicted in a bi-prediction mode.
  9. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 리스트 0 참조 픽쳐와 상기 리스트 1 참조 픽쳐가 시간적으로 현재 픽쳐 이전에 출력되는 참조 픽쳐와 현재 픽쳐 이후에 출력되는 참조 픽쳐에 대응되는 경우, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용되는 방법.When the list 0 reference picture and the list 1 reference picture are temporally associated with a reference picture output before the current picture and a reference picture output after the current picture, How prediction-based filtering is applied.
  10. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 현재 블록의 크기가 미리 정해진 임계값보다 크면 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 상기 쌍예측 기반 필터링이 적용되는 방법.Wherein the bi-prediction-based filtering is applied to the first and second prediction blocks if the size of the current block is greater than a predetermined threshold.
  11. 인터 예측 기반의 영상 처리 장치에 있어서, In an inter prediction-based image processing apparatus,
    현재 블록의 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 쌍예측 기반 필터링을 적용할지 여부를 결정하는 필터링 결정부;A filtering determination unit for determining whether to apply a pair prediction based filtering to a first prediction block and a second prediction block of a current block;
    상기 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 것으로 결정되면 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록 각각에 상기 쌍예측 기반 필터링을 적용하는 필터링 적용부; 및Wherein the filtering unit applies the bi-prediction-based filtering to each of the first and second prediction blocks if it is determined to apply the bi-prediction-based filtering. And
    상기 필터링된 제1 예측 블록과 상기 필터링된 제2 예측 블록을 이용하여 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부를 포함하되,And a predictive block generator for generating a final predictive block of the current block using the filtered first predictive block and the filtered second predictive block,
    상기 쌍예측 기반 필터링은 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록 각각을 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록을 기반으로 생성된 평균 블록으로 근사화하기 위한 필터링이고, 상기 제1 예측 블록은 리스트 0 참조 픽쳐를 기반으로 인터 예측을 수행하여 생성되고, 상기 제2 예측 블록은 리스트 1 참조 픽쳐를 기반으로 인터 예측을 수행하여 생성되는 장치.Wherein the prediction-based filtering is filtering for approximating each of the first and second prediction blocks to an average block generated based on the first prediction block and the second prediction block, Wherein the second prediction block is generated by performing inter-prediction based on a list 0 reference picture, and the second prediction block is generated by performing inter-prediction based on a list 1 reference picture.
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