WO2019066523A1 - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 Download PDF

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WO2019066523A1
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motion information
prediction
current block
unit
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이하현
강정원
고현석
임성창
이진호
전동산
김휘용
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한국전자통신연구원
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    • H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/573—Motion compensation with multiple frame prediction using two or more reference frames in a given prediction direction

Definitions

  • the present invention relates to a video encoding / decoding method, an apparatus, and a recording medium storing a bitstream. Specifically, the present invention relates to a method and apparatus for encoding / decoding an image on a block basis using a bi-directional light flow.
  • HD image and ultra high definition (UHD) image are increasing in various applications.
  • UHD image data has high resolution and high quality, the amount of data increases relative to the existing image data. Therefore, when the image data is transmitted using a medium such as a wired / wireless broadband line or stored using an existing storage medium, The storage cost is increased.
  • a high-efficiency image encoding / decoding technique for an image having higher resolution and image quality is required.
  • An inter picture prediction technique for predicting a pixel value included in a current picture from a previous or a subsequent picture of a current picture by an image compression technique an intra picture prediction technique for predicting a pixel value included in a current picture using pixel information in a current picture
  • There are various techniques such as a transformation and quantization technique for compressing the energy of the residual signal, an entropy coding technique for assigning a short code to a value having a high appearance frequency, and a long code to a value having a low appearance frequency.
  • the image data can be effectively compressed and transmitted or stored.
  • bi-directional optical flow can be applied only when two motion information are included. Therefore, for a block having one motion information, BIO could not be applied.
  • the present invention can provide a method and an apparatus for applying a BIO by deriving a second motion information when the current block to be decoded has only one motion information under a condition capable of bi-directional prediction.
  • a method / apparatus capable of variably providing a unit size of a subgroup for obtaining a BIO offset for reducing complexity, a method / apparatus for calculating a BIO offset in units of subgroups, A method / apparatus capable of selecting / adding / decrypting data can be provided.
  • a method of decoding an image comprising: a determination step of determining whether to derive a second motion information if the current block is bi-directionally predictable and has only first motion information; And a prediction step of generating a prediction block for the current block by performing BIO prediction based on the first motion information and the second motion information.
  • the determining step may be performed based on the first motion information.
  • the determining step may determine to derive the second motion information if the first motion vector included in the first motion information is smaller than a predetermined threshold value.
  • the threshold value may be determined based on at least one of a size and a shape of a current block.
  • the step of deriving may derive the second motion information based on a time distance between a current picture including the current block and a reference picture.
  • the second motion information in the deriving step, may be derived such that a prediction direction of a reference picture referred to by the first motion information is different from a prediction direction of a reference picture referred to by the second motion information.
  • the prediction step may include a motion correction vector calculation step of calculating a BIO offset of the current block, and the motion correction vector calculation may be performed in units of pixels or subgroups .
  • the size of the subgroup unit may be determined based on at least one of the size and the shape of the current block.
  • the current block is subjected to BIO prediction for the subgroup, at least one of deblocking filtering and inverse transform of the current block may be performed for each subgroup.
  • a method of encoding an image comprising: a determination step of determining whether to derive a second motion information if the current block is bidirectional predictive and has only first motion information; And a prediction step of generating a prediction block for the current block by performing BIO prediction based on the first motion information and the second motion information.
  • the determining step may be performed based on the first motion information.
  • the determining step may determine to derive the second motion information if the first motion vector included in the first motion information is smaller than a predetermined threshold value.
  • the threshold value may be determined based on at least one of a size and a shape of a current block.
  • the step of deriving may derive the second motion information based on a time distance between a current picture including the current block and a reference picture.
  • the second motion information may be derived such that a reference picture referred to by the first motion information is different from a reference picture referred to by the second motion information.
  • the prediction step may include a motion correction vector calculation step of calculating a BIO offset of the current block, and the motion correction vector calculation may be performed in units of pixels or subgroups .
  • the size of the subgroup unit may be determined based on at least one of the size and the shape of the current block.
  • the BIO prediction when the BIO prediction is performed for the current block in units of subgroups, at least one of deblocking filtering, conversion and inverse transform of the current block may be performed for each subgroup have.
  • the computer-readable recording medium may store a bitstream generated by the image encoding method and / or apparatus according to the present invention.
  • a video encoding / decoding method and apparatus with improved compression efficiency can be provided.
  • a method and an apparatus capable of applying BIO by deriving second motion information when the current block to be decoded has only one motion information under a condition that bidirectional prediction is possible.
  • a method / apparatus capable of variably providing a unit size of a subgroup for obtaining a BIO offset for reducing complexity, a method / apparatus for calculating a BIO offset in units of subgroups, a BIO A method / apparatus for selecting whether to add / decode data can be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a division structure of an image when coding and decoding an image.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of an inter picture prediction process.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining various embodiments for deriving the second motion information based on the first motion information.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of calculating a gradient value.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining various embodiments of subgroups in which BIO offset is calculated.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a weight that can be applied to each S value in a subgroup to obtain a subgroup S group .
  • FIG. 9 is a view for explaining an embodiment in which only the S value at a specific position in a subgroup is weighted to obtain a subgroup S group .
  • 10 is a diagram for explaining an embodiment for calculating the S value.
  • 11 is a view for explaining an embodiment for calculating S group when the size of the subgroup is 4x4.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an embodiment for deriving a motion vector of a chrominance component based on a luminance component.
  • FIG. 13 is an exemplary diagram for explaining a motion compensation process for a chrominance component.
  • first, second, etc. in the present invention may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
  • / or < / RTI &gt includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • each component shown in the embodiments of the present invention are shown separately to represent different characteristic functions and do not mean that each component is composed of separate hardware or software constituent units. That is, each constituent unit is included in each constituent unit for convenience of explanation, and at least two constituent units of the constituent units may be combined to form one constituent unit, or one constituent unit may be divided into a plurality of constituent units to perform a function.
  • the integrated embodiments and separate embodiments of the components are also included within the scope of the present invention, unless they depart from the essence of the present invention.
  • Some of the elements of the present invention are not essential elements that perform essential functions in the present invention, but may be optional elements only for improving performance.
  • the present invention can be implemented only with components essential for realizing the essence of the present invention, except for the components used for the performance improvement, and can be implemented by only including the essential components except the optional components used for performance improvement Are also included in the scope of the present invention.
  • an image may denote a picture constituting a video, or may represent a moving image itself.
  • " encoding and / or decoding of an image may mean “ encoding and / or decoding of moving image ", which means “ encoding and / or decoding of one of images constituting a moving image " It is possible.
  • moving image and “video” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • the target image may be a coding target image to be coded and / or a decoding target image to be decoded.
  • the target image may be an input image input to the encoding device or an input image input to the decoding device.
  • the target image may have the same meaning as the current image.
  • image image
  • picture picture
  • frame and “screen” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • the target block may be a current block to be coded and / or a current block to be decoded.
  • the target block may be the current block that is the current encoding and / or decoding target.
  • the terms "object block” and "current block” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • block and “unit” may be used interchangeably and may be used interchangeably. Or “ block " may represent a particular unit.
  • a specific signal may be a signal indicating a specific block.
  • an original signal may be a signal representing a target block.
  • the prediction signal may be a signal representing a prediction block.
  • the residual signal may be a signal representing a residual block.
  • each of the specified information, data, flag, index and element, attribute, etc. may have a value.
  • a value of " 0 " such as information, data, flags, indexes and elements, attributes may represent a logical false or a first predefined value. That is to say, the values " 0 ", False, Logical False, and First Default values can be used interchangeably.
  • a value of " 1 " such as information, data, flags, indexes and elements, attributes may represent a logical true or a second predetermined value. That is to say, the values " 1 ", " true ", " logical "
  • i When a variable such as i or j is used to represent a row, column or index, the value of i may be an integer greater than or equal to 0 and may be an integer greater than or equal to one. In other words, in embodiments, rows, columns, indexes, etc. may be counted from zero and counted from one.
  • Encoder An apparatus that performs encoding. That is, it may mean a coding apparatus.
  • Decoder An apparatus that performs decoding. That is, it may mean a decoding apparatus.
  • a block may mean a unit.
  • the current block may be a current block to be encoded at the time of encoding or a current block to be decoded at the time of decoding. Also, the current block may be at least one of a coding block, a prediction block, a residual block, and a transform block.
  • Sample It is the basic unit that constitutes a block. It can be expressed as a value from 0 to 2 Bd - 1 according to the bit depth (B d ).
  • a sample may be used in the same sense as a pixel or a pixel. That is, the samples, pixels, and pixels may have the same meaning.
  • Unit It can mean unit of image encoding and decoding.
  • a unit may be an area obtained by dividing one image.
  • a unit may mean a divided unit when an image is divided into subdivided units and then encoded or decoded. That is, one image can be divided into a plurality of units.
  • predetermined processing can be performed for each unit.
  • One unit may be further subdivided into smaller units having a smaller size than the unit.
  • the unit may be a block, a macroblock, a coding tree unit, a coding tree block, a coding unit, a coding block, A Prediction Unit, a Prediction Block, a Residual Unit, a Residual Block, a Transform Unit, a Transform Block, and the like.
  • the unit may also include a Luma component block, a corresponding chroma component block, and a syntax element for each block in order to be distinguished from the block.
  • the unit may have various sizes and shapes, and in particular the shape of the unit may include not only squares but also geometric figures that can be expressed in two dimensions, such as rectangles, trapezoids, triangles, pentagons.
  • the unit information may include at least one of a unit type indicating a coding unit, a prediction unit, a residual unit, a conversion unit, etc., a unit size, a unit depth, a unit encoding and decoding order,
  • Coding Tree Unit It is composed of two chrominance component (Cb, Cr) coded tree blocks related to one luminance component (Y) coded tree block. It may also include the blocks and the syntax elements for each block.
  • Each coding tree unit may be divided into a plurality of subunits such as a quad tree, a binary tree, a ternary tree, or the like in order to configure a lower unit such as a coding unit, a prediction unit, Can be divided. It can be used as a term to refer to a sample block which is a processing unit in the process of image encoding / decoding like an input image.
  • the quadtree may mean a quarternary tree.
  • Coding Tree Block It can be used as a term for designating any one of a Y encoded tree block, a Cb encoded tree block, and a Cr encoded tree block.
  • Neighbor block It can mean a block adjacent to the current block.
  • a block adjacent to the current block may refer to a block that is bordered by the current block or a block located within a predetermined distance from the current block.
  • the neighboring block may mean a block adjacent to the vertex of the current block.
  • a block adjacent to the vertex of the current block may be a block vertically adjacent to a neighboring block that is adjacent to the current block, or a block that is laterally adjacent to a neighboring block vertically adjacent to the current block.
  • a neighboring block may mean a restored neighboring block.
  • Reconstructed Neighbor Block may refer to a neighboring block that has already been encoded or decoded in a spatial / temporal manner around the current block.
  • the restored neighboring block may mean the restored neighboring unit.
  • the reconstructed spatial neighboring block may be a block already in the current picture and reconstructed through encoding and / or decoding.
  • the reconstructed temporal neighboring block may be a restored block at a position corresponding to the current block of the current picture in the reference picture or a neighboring block thereof.
  • Unit Depth This can mean the degree to which the unit is divided.
  • the root node can correspond to the first unit that has not been divided.
  • the superordinate node may be referred to as a root node.
  • the uppermost node may have a minimum depth value. At this time, the uppermost node may have a depth of Level 0.
  • a node with a depth of level 1 can represent a unit created as the first unit is once partitioned.
  • a node with a depth of level 2 may represent a unit created as the first unit is divided twice.
  • a node with a depth of level n may represent a unit created as the first unit is divided n times.
  • a leaf node may be the lowest node, and may be a node that can not be further divided.
  • the depth of the leaf node may be the maximum level.
  • the default value of the maximum level may be three.
  • the root node has the shallower depth and the leaf node has the deepest depth.
  • the level at which the unit exists may denote unit depth.
  • Bitstream may mean a bit string containing encoded image information.
  • Parameter Set Corresponds to header information in the structure in the bitstream. At least one of a video parameter set, a sequence parameter set, a picture parameter set and an adaptation parameter set may be included in the parameter set.
  • the set of parameters may also include a slice header and tile header information.
  • Parsing means to determine the value of a syntax element by entropy decoding the bitstream, or it may mean entropy decoding itself.
  • Symbol It can mean at least one of a syntax element of a unit to be encoded / decoded, a coding parameter, a value of a transform coefficient, and the like.
  • the symbol may mean a target of entropy encoding or a result of entropy decoding.
  • Prediction Mode It may be a mode to be encoded / decoded by intra prediction or a mode to be coded / decoded by inter prediction.
  • Prediction Unit It can mean a basic unit for performing prediction such as inter-picture prediction, intra-picture prediction, inter-picture compensation, in-picture compensation, and motion compensation.
  • One prediction unit may be divided into a plurality of smaller partitions or a plurality of lower prediction units.
  • the plurality of partitions may also be a base unit in performing prediction or compensation.
  • the partition generated by the division of the prediction unit may also be a prediction unit.
  • Prediction Unit Partition It can mean a prediction unit divided form.
  • Reference Picture List may refer to a list including one or more reference pictures used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • the types of the reference image list may be LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) Lists can be used.
  • Interprediction Indicator It can mean inter-picture prediction direction (unidirectional prediction, bidirectional / positive / bidirectional prediction, etc.) of the current block. Or the number of reference images used in generating a prediction block of the current block. Or the number of prediction blocks used when inter-picture prediction or motion compensation is performed on the current block.
  • Prediction list utilization flag indicates whether to generate a prediction block using at least one reference image in a specific reference image list.
  • the inter-picture prediction indicator can be derived using the prediction list utilization flag, and conversely, the inter prediction prediction indicator can be used to derive the prediction list utilization flag. For example, when the prediction list utilization flag indicates a first value of 0, it can be indicated that a prediction block is not generated using the reference image in the reference image list, and when indicating a second value of 1, It can be shown that a prediction block can be generated using the image list.
  • Reference Picture Index It can refer to an index indicating a specific reference image in a reference image list.
  • Reference picture refers to an image referred to by a specific block for inter-picture prediction or motion compensation.
  • the reference image may be an image including a reference block referred to by the current block for intra-picture prediction or motion compensation.
  • reference picture and “reference picture” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • Motion Vector It can be a two-dimensional vector used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • the motion vector may mean an offset between a block to be encoded / decoded and a reference block.
  • (mvX, mvY) may represent a motion vector.
  • mvX may represent a horizontal component
  • mvY may represent a vertical component.
  • the search region may be a two-dimensional region for searching for a motion vector during inter-picture prediction.
  • the size of the search area may be MxN.
  • M and N may be positive integers, respectively.
  • Motion Vector Candidate It can be a block that is a candidate for prediction or a motion vector of the block when the motion vector is predicted.
  • the motion vector candidate may be included in the motion vector candidate list.
  • Motion Vector Candidate List may refer to a list constructed using one or more motion vector candidates.
  • Motion Vector Candidate Index Indicates an indicator indicating a motion vector candidate in a motion vector candidate list. And may be an index of a motion vector predictor.
  • Motion Information At least one of a motion vector, a reference image index, an inter-picture prediction indicator, a prediction list utilization flag, a reference image list information, a reference image, a motion vector candidate, a motion vector candidate index, a merge candidate, Can mean information including one.
  • Merge Candidate List It can mean a list composed of one or more merge candidates.
  • the merge candidate may include motion information such as an inter-picture prediction indicator, a reference picture index for each list, a motion vector, a prediction list utilization flag, and an inter-picture prediction indicator.
  • merge Index This can be an indicator that points to a merge candidate in the merge candidate list.
  • the merge index may indicate a block from which the merge candidate is derived, among the restored blocks spatially / temporally adjacent to the current block. Further, the merge index may indicate at least one of the motion information of the merge candidate.
  • Transform Unit It can mean a basic unit for performing residual signal encoding / decoding such as transform, inverse transform, quantization, inverse quantization, and transform coefficient encoding / decoding.
  • One conversion unit may be divided and divided into a plurality of lower conversion units having a smaller size.
  • the transform / inverse transform may include at least one of a first transform / inverse transform and a second transform / inverse transform.
  • Scaling can be a process of multiplying a quantized level by an argument.
  • a transform coefficient can be generated as a result of scaling to a quantized level.
  • Scaling can also be referred to as dequantization.
  • Quantization Parameter This value can be used to generate a quantized level using a transform coefficient in quantization. Alternatively, it may mean a value used in generating a transform coefficient by scaling the quantized level in the inverse quantization.
  • the quantization parameter may be a value mapped to a quantization step size.
  • Residual Quantization Parameter It can mean the difference value between the predicted quantization parameter and the quantization parameter of the unit to be encoded / decoded.
  • Scan may mean a method of arranging the order of coefficients in a unit, block, or matrix. For example, arranging a two-dimensional array in a one-dimensional array is called a scan. Alternatively, arranging the one-dimensional arrays in the form of a two-dimensional array may be called scanning or inverse scanning.
  • Transform Coefficient It can mean the coefficient value generated after the conversion in the encoder. Alternatively, it may mean a coefficient value generated after performing at least one of entropy decoding and inverse quantization in a decoder. The quantized level or the quantized transform coefficient level to which the quantization is applied to the transform coefficient or the residual signal may be included in the meaning of the transform coefficient.
  • Quantized Level It means a value generated by performing quantization on a transform coefficient or a residual signal in an encoder. Alternatively, it may mean a value to be subjected to inverse quantization before performing inverse quantization in the decoder. Similarly, quantized transform coefficient levels that are the result of transform and quantization can also be included in the meaning of the quantized levels.
  • Non-zero Transform Coefficient A non-zero transform coefficient or a non-zero transform coefficient level or a quantized level.
  • Quantization Matrix It can mean a matrix used in the quantization or inverse quantization process to improve the subjective image quality or the objective image quality of the image.
  • the quantization matrix may also be referred to as a scaling list.
  • Quantization Matrix Coefficient It can mean each element in the quantization matrix.
  • the quantization matrix coefficient may be referred to as a matrix coefficient.
  • Default Matrix It can mean a predetermined quantization matrix predefined in the encoder and decoder.
  • Non-default Matrix It can mean a quantization matrix that is not predefined in the encoder and the decoder but is signaled by the user.
  • Statistic value Statistical value for at least one of variables having specific values that can be computed, coding parameters, constants, and the like can be calculated by averaging, weighted average, weighted sum, minimum value, maximum value, Value. ≪ / RTI >
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus to which the present invention is applied.
  • the encoding apparatus 100 may be an encoder, a video encoding apparatus, or an image encoding apparatus.
  • the video may include one or more images.
  • the encoding apparatus 100 may sequentially encode one or more images.
  • an encoding apparatus 100 includes a motion prediction unit 111, a motion compensation unit 112, an intra prediction unit 120, a switch 115, a subtractor 125, a transform unit 130, An inverse quantization unit 170, an adder 175, a filter unit 180, and a reference picture buffer 190.
  • the entropy encoding unit 150 may include an inverse quantization unit 140, an entropy encoding unit 150, an inverse quantization unit 160,
  • the encoding apparatus 100 may perform encoding in an intra mode and / or an inter mode on an input image. Also, the encoding apparatus 100 can generate a bitstream including information encoded through encoding of an input image, and output the generated bitstream. The generated bit stream may be stored in a computer-readable recording medium or may be streamed through a wired / wireless transmission medium.
  • the switch 115 can be switched to intra, and when the inter mode is used in the prediction mode, the switch 115 can be switched to the inter.
  • the intra mode may mean intra prediction mode
  • the inter mode may mean inter prediction mode.
  • the encoding apparatus 100 may generate a prediction block for an input block of an input image.
  • the encoding apparatus 100 may code the residual block using a residual of the input block and the prediction block.
  • the input image can be referred to as the current image which is the object of the current encoding.
  • the input block may be referred to as the current block or the current block to be coded.
  • the intra predictor 120 can use a sample of a block already encoded / decoded around the current block as a reference sample.
  • the intra predictor 120 can perform spatial prediction of a current block using a reference sample and generate prediction samples of an input block through spatial prediction.
  • intra prediction may mean intra prediction.
  • the motion predicting unit 111 can search the reference image for the best match with the input block in the motion estimation process, and derive the motion vector using the searched region .
  • the search area may be used as the area.
  • the reference picture may be stored in the reference picture buffer 190.
  • it when encoding / decoding of the reference image has been processed, it can be stored in the reference picture buffer 190.
  • the motion compensation unit 112 may generate a prediction block for a current block by performing motion compensation using a motion vector.
  • the inter prediction may mean inter picture prediction or motion compensation.
  • the motion estimator 111 and the motion compensator 112 may generate a prediction block by applying an interpolation filter to a part of a reference image when the motion vector does not have an integer value .
  • a motion prediction and a motion compensation method of a prediction unit included in a corresponding encoding unit based on an encoding unit is performed using a skip mode, a merge mode, Advanced Motion Vector Prediction (AMVP) mode, and current picture reference mode, and performs inter-picture prediction or motion compensation according to each mode.
  • AMVP Advanced Motion Vector Prediction
  • the subtractor 125 may generate a residual block using the difference between the input block and the prediction block.
  • the residual block may be referred to as a residual signal.
  • the residual signal may mean a difference between the original signal and the prediction signal.
  • the residual signal may be a signal generated by transforming, quantizing, or transforming and quantizing the difference between the original signal and the prediction signal.
  • the residual block may be a residual signal in a block unit.
  • the transforming unit 130 may perform a transform on the residual block to generate a transform coefficient, and output the generated transforming coefficient.
  • the transform coefficient may be a coefficient value generated by performing a transform on the residual block.
  • the transforming unit 130 may skip transforming the residual block.
  • a quantized level can be generated by applying quantization to the transform coefficients or residual signals.
  • the quantized level may also be referred to as a transform coefficient.
  • the quantization unit 140 can generate a quantized level by quantizing the transform coefficient or the residual signal according to the quantization parameter, and output the generated quantized level. At this time, the quantization unit 140 can quantize the transform coefficient using the quantization matrix.
  • the entropy encoding unit 150 can generate a bitstream by performing entropy encoding based on the values calculated by the quantization unit 140 or the coding parameters calculated in the encoding process according to the probability distribution And can output a bit stream.
  • the entropy encoding unit 150 may perform entropy encoding of information on a sample of an image and information for decoding an image.
  • the information for decoding the image may include a syntax element or the like.
  • the entropy encoding unit 150 may use an encoding method such as exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) for entropy encoding.
  • CAVLC Context-Adaptive Variable Length Coding
  • CABAC Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the entropy encoding unit 150 may perform entropy encoding using a Variable Length Coding / Code (VLC) table.
  • VLC Variable Length Coding / Code
  • the entropy encoding unit 150 derives a binarization method of a target symbol and a probability model of a target symbol / bin and then outputs a derived binarization method, a probability model, a context model, May be used to perform arithmetic coding.
  • the entropy encoding unit 150 may change a two-dimensional block form coefficient into a one-dimensional vector form through a transform coefficient scanning method to encode a transform coefficient level (a quantized level).
  • the coding parameter may include not only information (flag, index, etc.) signaled by the encoder and signaled to the decoder, but also information derived from the coding or decoding process, such as a syntax element, and may be encoded or decoded It can mean the necessary information when.
  • Signaling a flag or an index may mean that the encoder encodes the flag or index into entropy encoding and includes the bitstream in the bitstream.
  • the decoder decodes the corresponding flag or index from the bitstream. It may mean entropy decoding (Entropy Decoding).
  • the encoded current image can be used as a reference image for another image to be processed later. Accordingly, the encoding apparatus 100 can reconstruct or decode the encoded current image, and store the reconstructed or decoded image in the reference picture buffer 190 as a reference image.
  • the quantized level can be dequantized in the inverse quantization unit 160, And may be inverse transformed by the inverse transform unit 170.
  • the dequantized and / or inverse transformed coefficients may be combined with a prediction block through an adder 175.
  • a reconstructed block may be generated by summing the dequantized and / or inverse transformed coefficients and the prediction block.
  • the dequantized and / or inverse transformed coefficient means a coefficient in which at least one of inverse quantization and inverse transform is performed, and may mean a restored residual block.
  • the restoration block may pass through the filter unit 180.
  • the filter unit 180 may include at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), and an adaptive loop filter (ALF) Can be applied.
  • the filter unit 180 may be referred to as an in-loop filter.
  • the deblocking filter can remove block distortion occurring at the boundary between the blocks. It may be determined whether to apply a deblocking filter to the current block based on a number of columns included in the block or a sample included in the row to determine whether to perform the deblocking filter. When a deblocking filter is applied to a block, different filters can be applied according to the deblocking filtering strength required.
  • a sample offset value may be added to the sample value to compensate for encoding errors using a sample adaptive offset.
  • the sample adaptive offset can correct the offset from the original image in units of samples for the deblocked image.
  • a method of dividing a sample included in an image into a predetermined number of regions and determining an offset to be performed and applying an offset to the corresponding region or applying an offset considering edge information of each sample may be used.
  • the adaptive loop filter can perform filtering based on the comparison between the reconstructed image and the original image. After dividing the samples included in the image into predetermined groups, a filter to be applied to the group may be determined, and different filtering may be performed for each group. Information relating to whether to apply the adaptive loop filter can be signaled by a coding unit (CU), and the shape and filter coefficient of the adaptive loop filter to be applied according to each block can be changed.
  • CU coding unit
  • the reconstructed block or reconstructed image obtained through the filter unit 180 may be stored in the reference picture buffer 190.
  • the reconstruction block through the filter 180 may be part of the reference image.
  • the reference image may be a restored image composed of restoration blocks that have passed through the filter unit 180.
  • the stored reference picture can then be used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • the decoding apparatus 200 may be a decoder, a video decoding apparatus, or an image decoding apparatus.
  • the decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an intra prediction unit 240, a motion compensation unit 250, an adder 255, A filter unit 260, and a reference picture buffer 270.
  • the decoding apparatus 200 can receive the bit stream output from the encoding apparatus 100.
  • the decoding apparatus 200 may receive a bitstream stored in a computer-readable recording medium or a bitstream streamed through a wired / wireless transmission medium.
  • the decoding apparatus 200 can perform decoding in an intra mode or an inter mode with respect to a bit stream. Also, the decoding apparatus 200 can generate a reconstructed image or a decoded image through decoding, and output a reconstructed image or a decoded image.
  • the switch When the prediction mode used for decoding is the intra mode, the switch can be switched to intra.
  • the prediction mode used for decoding is the inter mode, the switch can be switched to the inter.
  • the decoding apparatus 200 can obtain a reconstructed residual block by decoding the input bitstream, and can generate a prediction block. Once the restored residual block and the prediction block are obtained, the decoding apparatus 200 can generate a reconstruction block to be decoded by adding the restored residual block and the prediction block.
  • the block to be decoded can be referred to as a current block.
  • the entropy decoding unit 210 may generate the symbols by performing entropy decoding according to the probability distribution of the bitstream.
  • the generated symbols may include symbols in the form of quantized levels.
  • the entropy decoding method may be a reversal of the above-described entropy encoding method.
  • the entropy decoding unit 210 may change the one-dimensional vector form factor into a two-dimensional block form through a transform coefficient scanning method to decode a transform coefficient level (quantized level).
  • the quantized level may be inversely quantized in the inverse quantization unit 220 and inversely transformed in the inverse transformation unit 230.
  • the quantized level can be generated as a reconstructed residual block as a result of performing inverse quantization and / or inverse transform.
  • the inverse quantization unit 220 may apply the quantization matrix to the quantized level.
  • the intraprediction unit 240 can generate a prediction block by performing spatial prediction on the current block using the sample value of the already decoded block around the current block to be decoded.
  • the motion compensation unit 250 can generate a prediction block by performing motion compensation on the current block using the motion vector and the reference image stored in the reference picture buffer 270.
  • the motion compensation unit 250 may generate a prediction block by applying an interpolation filter to a part of the reference image when the value of the motion vector does not have an integer value. It is possible to determine whether the motion compensation method of the prediction unit included in the encoding unit is based on the encoding unit in order to perform motion compensation, such as a skip mode, merge mode, AMVP mode, or current picture reference mode, To perform motion compensation.
  • the adder 255 may add the restored residual block and the predicted block to generate a restored block.
  • the filter unit 260 may apply at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset, and an adaptive loop filter to a restoration block or a restored image.
  • the filter unit 260 may output a restored image.
  • the restored block or reconstructed image may be stored in the reference picture buffer 270 and used for inter prediction.
  • the reconstruction block through the filter unit 260 may be part of the reference image. In other words, the reference image may be a reconstructed image including reconstruction blocks through the filter unit 260.
  • the stored reference picture can then be used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a division structure of an image when coding and decoding an image.
  • Figure 3 schematically shows an embodiment in which one unit is divided into a plurality of lower units.
  • a coding unit can be used for coding and decoding.
  • An encoding unit can be used as a basic unit of image encoding / decoding.
  • the encoding unit can be used in a unit in which the intra-frame prediction mode and the inter-frame prediction mode are distinguished during image encoding / decoding.
  • the encoding unit may be a basic unit used for a process of prediction, conversion, quantization, inverse transform, inverse quantization, or encoding / decoding of transform coefficients.
  • an image 300 is sequentially divided in units of a Largest Coding Unit (LCU), and a divided structure is determined in LCU units.
  • the LCU can be used with the same meaning as a coding tree unit (CTU).
  • the division of a unit may mean division of a block corresponding to the unit.
  • the block division information may include information about the depth of the unit.
  • the depth information may indicate the number and / or the number of times the unit is divided.
  • One unit may be divided hierarchically into a plurality of subunits with depth information based on a tree structure. That is to say, the unit and the lower unit generated by the division of the unit can correspond to the node and the child node of the node, respectively.
  • Each divided subunit may have depth information.
  • the depth information may be information indicating the size of the CU and may be stored for each CU. Since the unit depth indicates the number and / or degree of division of the unit, the division information of the lower unit may include information on the size of the lower unit.
  • the divided structure may mean the distribution of a coding unit (CU) in the CTU 310.
  • This distribution can be determined according to whether or not to divide one CU into CUs of two or more positive integers (including 2, 4, 8, 16, etc.).
  • the horizontal size and the vertical size of the CU generated by the division are respectively one half of the horizontal size and the vertical size of the CU before the division, or a size smaller than the horizontal size of the CU before the division according to the divided number and a size smaller than the vertical size Lt; / RTI >
  • the CU may be recursively partitioned into a plurality of CUs.
  • the size of at least one of the horizontal and vertical sizes of the partitioned CUs can be reduced compared to at least one of the horizontal and vertical sizes of the CUs before partitioning.
  • the partitioning of the CU can be done recursively up to a predetermined depth or a predetermined size.
  • the depth of the CTU may be zero
  • the depth of the Smallest Coding Unit (SCU) may be a predetermined maximum depth.
  • the CTU may be an encoding unit having a maximum encoding unit size as described above
  • the SCU may be an encoding unit having a minimum encoding unit size.
  • the division starts from the CTU 310, and the depth of the CU increases by one every time the horizontal size and / or the vertical size of the CU is reduced by the division.
  • the unpartitioned CU may have a size of 2Nx2N.
  • a CU having a size of 2Nx2N can be divided into four CUs having an NxN size. The size of N can be reduced by half each time the depth is increased by one.
  • information on whether or not the CU is divided can be expressed through division information of the CU.
  • the division information may be 1-bit information. All CUs except SCU can contain partition information. For example, if the value of the division information is the first value, the CU may not be divided, and if the value of the division information is the second value, the CU may be divided.
  • a CTU having a depth of 0 may be a 64x64 block. 0 may be the minimum depth.
  • An SCU with a depth of 3 may be an 8x8 block. 3 may be the maximum depth.
  • the CUs of the 32x32 block and the 16x16 block can be represented by depth 1 and depth 2, respectively.
  • the horizontal and vertical sizes of the divided four encoding units can be respectively half as large as the horizontal and vertical sizes of the encoding units before being divided have.
  • each of the 4 divided encoding units may have a size of 16x16.
  • the encoding unit is divided into a quad-tree type (quad-tree partition).
  • the horizontal or vertical size of the two divided encoding units may be half the size of the horizontal or vertical size of the encoding unit before being divided .
  • the two divided encoding units may each have a size of 16x32.
  • the two divided encoding units may each have a size of 8x16.
  • the coding unit can be divided into three coding units by dividing the horizontal or vertical size of the coding unit before division into a ratio of 1: 2: 1.
  • the three divided encoding units may have sizes of 16x8, 16x16 and 16x8 from the upper side, respectively.
  • the three divided encoding units may have sizes of 8x32, 16x32, and 8x32 from the left side, respectively.
  • the CTU 320 of FIG. 3 is an example of a CTU to which a quad tree partition, a binary tree partition, and a triple partition tree are all applied.
  • a quadtree division in order to divide the CTU, at least one of a quadtree division, a binary tree division, and a triple division tree division may be applied.
  • Each partition may be applied based on a predetermined priority.
  • quadtree partitioning may be applied to CTU preferentially.
  • An encoding unit, which can no longer be quad-tree partitioned, can correspond to a leaf node of a quadtree.
  • An encoding unit corresponding to a leaf node of a quad tree may be a root node of a binary tree and / or a triplet tree. That is, the encoding unit corresponding to the leaf node of the quadtree may be binary tree divided, triple divided tree divided, or no longer divided.
  • the encoding unit corresponding to the leaf node of the quad tree is subjected to binary tree division or triple tree division so that the encoding unit generated is not subjected to the quad tree division again, so that the division of the block and / Can be effectively performed.
  • the division of the encoding unit corresponding to each node of the quadtree can be signaled using the quad partition information.
  • the quad partition information having the first value (e.g., '1') may indicate that the encoding unit is quad-tree partitioned.
  • Quad partition information having a second value (e.g., '0') may indicate that the encoding unit is not quad-tree partitioned.
  • the quad partition information may be a flag having a predetermined length (e.g., 1 bit).
  • the encoding unit corresponding to the leaf node of the quadtree can be binary tree divided or triple divided tree.
  • the encoding unit generated by the binary tree division or the triple division tree division may be again binary tree division or triple division tree division or may not be further divided.
  • the partition where there is no priority between the binary tree partition and the triple partition tree partition may be referred to as a multi-type tree partition. That is, the encoding unit corresponding to the leaf node of the quadtree may be the root node of the multi-type tree.
  • the division of the encoding unit corresponding to each node of the hybrid type tree may be signaled using at least one of the division type information of the hybrid type tree, the division direction information, and the division tree information. Division information, division direction information, and division tree information may be sequentially signaled for division of an encoding unit corresponding to each node of the hybrid type tree.
  • the division information of the hybrid type tree having the first value may indicate that the encoding unit is a hybrid type tree.
  • Information indicating whether the hybrid type tree has the second value e.g., '0'
  • the encoding unit may further include the division direction information.
  • the dividing direction information can indicate the dividing direction of the composite type tree division.
  • the division direction information having the first value (e.g., '1') may indicate that the encoding unit is divided in the vertical direction.
  • the division direction information having the second value (e.g., '0') may indicate that the encoding unit is divided in the horizontal direction.
  • the encoding unit may further include segmentation tree information.
  • the partition tree information can indicate the tree used for the complex tree partition.
  • the segmentation tree information having the first value (e.g., '1') may indicate that the encoding unit is binary tree segmented.
  • the segmentation tree information having the second value (e.g., '0') may indicate that the encoding unit is divided into three segments.
  • the division information, the division tree information, and the division direction information may each be a flag having a predetermined length (e.g., 1 bit).
  • At least one of quad partition information, partition information of the hybrid type tree, partition direction information, and partition tree information may be entropy-encoded / decoded.
  • information of a neighboring encoding unit adjacent to the current encoding unit may be used.
  • the context information for entropy encoding / decoding of the information of the current encoding unit can be derived based on the information of the surrounding encoding unit.
  • the information of the surrounding encoding unit may include at least one of the quad division information of the encoding unit, the division type information of the hybrid type tree, the division direction information, and the division tree information.
  • binary tree partitioning may be performed preferentially. That is, the binary tree segmentation is applied first, and the encoding unit corresponding to the leaf node of the binary tree can be set as the root node of the triplet tree. In this case, the quad tree segmentation and the binary tree segmentation may not be performed for the encoding unit corresponding to the node of the triple segment tree.
  • An encoding unit that is no longer segmented by a quadtree segmentation, a binary tree segmentation and / or a tri-segment tree segmentation may be a unit of encoding, prediction and / or conversion. That is, the encoding unit may not be further divided for prediction and / or conversion. Therefore, a division structure for dividing an encoding unit into a prediction unit and / or a conversion unit, division information, and the like may not exist in the bitstream.
  • the encoding unit can be recursively divided until the size becomes equal to or smaller than the size of the maximum conversion block. For example, when the size of the encoding unit is 64x64 and the size of the maximum conversion block is 32x32, the encoding unit can be divided into four 32x32 blocks for conversion. For example, when the size of the encoding unit is 32x64 and the size of the maximum conversion block is 32x32, the encoding unit can be divided into two 32x32 blocks for conversion.
  • whether or not the division of the encoding unit for conversion is not signaled separately, but may be determined by comparing the width or height of the encoding unit or the width or height of the maximum conversion block. For example, when the width of the encoding unit is larger than the width of the maximum conversion block, the encoding unit can be bisected vertically. Further, when the vertical length of the encoding unit is larger than the vertical length of the maximum conversion block, the encoding unit can be bisected horizontally.
  • Information on the maximum and / or minimum size of the encoding unit information on the maximum and / or minimum size of the conversion block may be signaled or determined at a higher level of the encoding unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, or the like.
  • the minimum size of the encoding unit may be determined to be 4x4.
  • the maximum size of the transform block may be determined to be 64x64.
  • the minimum size of the transform block may be determined to be 4x4.
  • Information on the minimum size (quadtree minimum size) of the encoding unit corresponding to the leaf node of the quad tree and / or information on the maximum depth (hybrid tree maximum depth) from the root node to the leaf node of the hybrid tree, May be signaled or determined at a higher level of the unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, or the like.
  • Information about the quadtree minimum size and / or information about the hybrid tree maximum depth may be signaled or determined for each of the on-screen slice and the on-screen slice.
  • the difference information between the size of the CTU and the maximum size of the transform block may be signaled or determined at a higher level of the encoding unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, or the like.
  • Information on the maximum size (binary tree maximum size) of the encoding unit corresponding to each node of the binary tree can be determined based on the size of the encoding tree unit and the difference information.
  • the maximum size of the encoding unit corresponding to each node of the triplet tree may have different values depending on the type of the slice. For example, in the case of an in-screen slice, the maximum size of the triplet tree may be 32x32.
  • the maximum size of the triplet tree may be 128x128.
  • the minimum size (minimum tree size of the binary tree) of the encoding unit corresponding to each node of the binary tree and / or the minimum size of the encoding unit corresponding to each node of the triplet tree Size can be set.
  • the binary tree maximum size and / or the triplet tree maximum size may be signaled or determined at the slice level.
  • the binary tree minimum size and / or triplet tree minimum size may be signaled or determined at the slice level.
  • the quad partition information, the partition information of the hybrid type tree, the partition tree information and / or the partition direction information may or may not exist in the bit stream.
  • the encoding unit does not include the quad-partition information, and the quad-partition information can be inferred as the second value.
  • the size (horizontal and vertical) of the encoding unit corresponding to a node of the hybrid tree is larger than the binary tree maximum size (horizontal and vertical) and / or the triplet tree maximum size (horizontal and vertical) Binary tree segmentation and / or triple segmentation tree segmentation. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the encoding unit may not be binary tree segmented and / or tri-segmented tree segmented. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value. This is because, when the encoding unit is subjected to binary tree segmentation and / or triple segmentation, encoding units smaller than the minimum size of the binary tree and / or the minimum size of the triplet tree are generated.
  • the encoding unit may not be binary tree segmented and / or tri-segmented tree segmented. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the encoding unit corresponding to the node of the hybrid tree It is possible to signal whether the tree is divided or not. Otherwise, the encoding unit may not be binary tree segmented and / or tri-segmented tree segmented. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the dividing direction information can be signaled. Otherwise, the division direction information is not signaled and can be inferred as a value indicating a direction in which division is possible.
  • the partitioning tree information is not signaled and can be inferred as a value indicating a partitionable tree.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of an inter picture prediction process.
  • the rectangle shown in FIG. 4 may represent an image.
  • arrows may indicate the prediction direction.
  • Each image can be classified into an I picture (Intra Picture), a P picture (Predictive Picture), a B picture (Bi-predictive Picture) or the like according to a coding type.
  • An I-picture can be encoded / decoded through intra-picture prediction without inter-picture prediction.
  • the P picture can be encoded / decoded through inter-picture prediction using only reference pictures existing in unidirectional (e.g., forward or backward).
  • the B picture can be encoded / decoded through inter-picture prediction using reference pictures existing in both directions (e.g., forward and backward).
  • it can be encoded / decoded by inter-picture prediction using reference pictures existing bidirectionally or inter-picture prediction using reference pictures existing in one direction of forward and backward directions.
  • the bi-directional may be forward and reverse.
  • the encoder can perform inter picture prediction or motion compensation
  • the decoder can perform motion compensation corresponding thereto.
  • the inter-picture prediction according to the embodiment will be described in detail below.
  • Inter-view prediction or motion compensation may be performed using a reference image and motion information.
  • the motion information on the current block can be derived during inter-picture prediction by the encoding apparatus 100 and the decoding apparatus 200, respectively.
  • the motion information may be derived using motion information of the restored neighboring block, motion information of a collocated block (col block), and / or blocks adjacent to the call block.
  • the call block may be a block corresponding to the spatial position of the current block in a collocated picture (col picture).
  • the call picture may be one picture among at least one reference picture included in the reference picture list.
  • the derivation method of the motion information may be different depending on the prediction mode of the current block.
  • the prediction mode may be an AMVP mode, a merge mode, a skip mode, a current picture reference mode, and the like as prediction modes to be applied for inter-picture prediction.
  • the merge mode may be referred to as a motion merge mode.
  • a candidate motion vector candidate list can be generated.
  • the motion vector candidate can be derived using the generated motion vector candidate list.
  • the motion information of the current block can be determined based on the derived motion vector candidate.
  • a motion vector of a call block or a block adjacent to a call block may be referred to as a temporal motion vector candidate, and a motion vector of a restored neighboring block may be referred to as a spatial motion vector candidate ).
  • the encoding apparatus 100 can calculate a motion vector difference (MVD) between a motion vector of a current block and a motion vector candidate, and entropy-encode the MVD.
  • the encoding apparatus 100 can generate a bitstream by entropy encoding a motion vector candidate index.
  • the motion vector candidate index may indicate an optimal motion vector candidate selected from the motion vector candidates included in the motion vector candidate list.
  • the decoding apparatus 200 can entropy-decode the motion vector candidate index from the bitstream and select the motion vector candidate of the decoding target block from the motion vector candidates included in the motion vector candidate list using the entropy-decoded motion vector candidate index .
  • the decoding apparatus 200 can derive the motion vector of the current block to be decoded through the sum of the entropy-decoded MVD and the motion vector candidates.
  • the bitstream may include a reference image index indicating a reference image.
  • the reference image index may be entropy encoded and signaled from the encoding device 100 to the decoding device 200 through a bitstream.
  • the decoding apparatus 200 may generate a prediction block for a current block to be decoded based on the derived motion vector and reference image index information.
  • the merge mode may mean the merging of movements for a plurality of blocks.
  • the merge mode may be a mode for deriving motion information of a current block from motion information of a neighboring block.
  • a merge candidate list can be generated using the motion information of the restored neighboring block and / or the motion information of the call block.
  • the motion information may include at least one of 1) a motion vector, 2) a reference picture index, and 3) an inter-picture prediction indicator.
  • the prediction indicator may be unidirectional (L0 prediction, L1 prediction) or bidirectional.
  • the merge candidate list may represent a list in which motion information is stored.
  • the motion information stored in the merge candidate list includes motion information (a spatial merge candidate) of a neighboring block adjacent to the current block and motion information (a temporal merge candidate) of a block collocated with the current block in the reference image temporal merge candidate), new motion information generated by a combination of motion information existing in the existing candidate list, and zero-merge candidate.
  • the encoding apparatus 100 may entropy-encode at least one of a merge flag and a merge index to generate a bitstream and then signal to the decoding apparatus 200.
  • the merge flag may be information indicating whether to perform the merge mode on a block-by-block basis
  • the merge index may be information on which of neighboring blocks adjacent to the current block to merge with.
  • the neighboring blocks of the current block may include at least one of the left adjacent block, the upper adjacent block, and the temporal adjacent block of the current block.
  • the skip mode may be a mode in which motion information of a neighboring block is directly applied to a current block.
  • the encoding apparatus 100 can entropy-encode information on which block motion information is to be used as motion information of the current block, and signal the motion information to the decoding apparatus 200 through the bitstream.
  • the encoding apparatus 100 may not signal the syntax element related to at least one of the motion vector difference information, the encoding block flag, and the transform coefficient level (quantized level) to the decoding apparatus 200.
  • the current picture reference mode may refer to a prediction mode using the preexisting reconstructed region in the current picture to which the current block belongs. At this time, a vector may be defined to specify the pre-reconstructed region. Whether or not the current block is coded in the current picture reference mode can be encoded using the reference picture index of the current block. A flag or index indicating whether the current block is a block coded in the current picture reference mode may be signaled or may be inferred through a reference picture index of the current block. If the current block is coded in the current picture reference mode, the current picture may be added to the fixed position or any position within the reference picture list for the current block. The fixed position may be, for example, a position where the reference picture index is zero or the last position. If the current picture is added to any position within the reference picture list, a separate reference picture index indicating the arbitrary position may be signaled.
  • the bi-directional optical flow may refer to a motion compensation technique on a pixel or sub-block basis based on block-based motion compensation.
  • equation (1) can be found through the first Taylor expansion.
  • Equation 3 can be derived from Equation (1).
  • Equation (6) can be derived from Equation (5).
  • Equation (6) May correspond to general bi-directional prediction. Also, May refer to a BIO offset.
  • the motion compensation vectors V x and V y can be obtained by using the following Equation (7) in the encoder and decoder.
  • s 1 , s 2 , s 3 , s 5 , s 6 can be calculated using the pixel values at time t 0 , t 1 and G x0 , G y0 , G x1 , and G y1 .
  • s 1 , s 2 , s 3 , s 5 , s 6 can be expressed as s.
  • a prediction signal at time t can be calculated by taking the time distance between the current picture and the reference pictures into account, as shown in equation (8).
  • the first motion information in the present invention may indicate motion information in the L0 direction or motion information in the L1 direction of the current block.
  • the second motion information can be derived and then applied / decoded by applying the BIO.
  • the second motion information may be derived based on the first motion information of the current block.
  • BIO can be applied to the current block using the first motion information and the derived second motion information.
  • the threshold value Th for determining whether or not to derive the second motion information can be transmitted using a predefined predetermined value or included in the bitstream.
  • the threshold value may be adaptively determined based on the encoding parameters of the current block, such as the size and / or type of the current block.
  • the threshold value may be transmitted as syntax parameters, picture parameters, slice header, or block level syntax data.
  • the second motion information may be derived based on the time distance between the current picture and the reference pictures.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining various embodiments for deriving the second motion information based on the first motion information.
  • a temporal distance equal to the time distance TD 0 between the current picture CurPic and the first reference picture Ref 0 indicated by the first motion information MV 0 of the current block It is possible to derive the second motion information MV 1 using the picture as the second reference picture Ref1 only when the picture having the POC different from the first reference picture Ref0 exists in the second reference picture list.
  • the second motion vector can be derived from the first motion vector as shown in Equation (10) below.
  • TD 0 a temporal distance between the current picture (CurPic) and the first reference picture (Ref 0 ) indicated by the first motion information
  • a picture having the shortest time distance from the current picture (CurPic) and having a different POC from the first reference picture (Ref0) is regarded as a second reference picture Ref1, 1 ) can be derived.
  • the second motion vector MV 1 includes the first motion vector MV 0 , the time distance TD 0 between the current picture CurPic and the first reference picture Ref 0 , the current picture CurPic and the second reference picture using the time distance (TD 1) between Ref1) can be derived as shown in equation 11 below.
  • the current picture (CurPic) can be derived by using a picture having the shortest time distance and the POC different from the first reference picture Ref 0 as the second reference picture Ref 1 .
  • the second motion vector MV 1 includes the first motion vector MV 0 , the time distance TD 0 between the current picture CurPic and the first reference picture Ref 0 , the current picture CurPic and the second reference picture using the time distance (TD 1) between Ref1) can be derived as shown in equation 12 below.
  • reference pictures in the reference picture list (P 0 ) can be found.
  • (0, 0) motion vector indicating the same position corresponding to the current block may be used as the initial motion vector for the motion search, and the first motion vector ( MV 0 ) is used as an initial motion vector to find a block that minimizes a distortion value in a predetermined search area.
  • the second motion information of the current block can be derived as shown in Equation (13) below. It is also possible to use the reference picture index of reference picture (Ref1), which contains the prediction block (P min) as a reference picture index of the second motion information.
  • the motion information of the current block may be expressed in units of pixels or in units of pixels using the first reference picture Ref 0 , the first motion information, the second reference picture Ref 1 ,
  • the final prediction signal can be generated by applying the BIO in units of subblocks.
  • the first reference picture (Ref 0 ) indicated by the first motion information and the second reference picture (Ref 1 ) indicated by the second motion information are transmitted at time t (TD 0 ) between the current picture and the first reference picture and the temporal distance (TD 1 ) between the current picture and the second reference picture are different from each other, And the time distance between the reference pictures, the BIO offset can be calculated.
  • the final prediction signal of the current block can be obtained by calculating the BIO offset as shown in Equation (14) below, taking into account the time distance between the current picture and the reference pictures.
  • the BIO In applying the BIO to the current block using the first motion information and the second motion information, the first reference picture Ref0 indicated by the first motion information and the second reference picture Ref1 indicated by the second motion information are stored in the current When the motion vector of the first motion information is (0, 0) and the motion vector of the second motion information is (0, 0), the BIO is not applied to the current block .
  • the gradients (G x0 , G y0 , G x1 , and G y1 ) used in the BIO offset calculation process can be calculated using the first motion information and the second motion information.
  • the gradient values of the vertical and horizontal components at the subpixel position can be calculated by applying filters using values of the surrounding integer pixel positions.
  • Tables 1 and 2 below show the filter coefficients of the interpolation filter.
  • Pixel position Interpolation filter for gradient calculations 0 8 -39 -3 46 -17 5 1/16 8 -32 -13 50 -18 5 1/8 7 -27 -20 54 -19 5 3/16 6 -21 -29 57 -18 5 1/4 4 -17 -36 60 -15 4 5/16 3 -9 -44 61 -15 4 3/8 One -4 -48 61 -13 3 7/16 0 One -54 60 -9 2 1/2 One 4 -57 57 -4 One
  • Pixel position Interpolation filter for prediction signal 0 0 0 64 0 0 0 1/16 One -3 64 4 -2 0 1/8 One -6 62 9 -3 One 3/16 2 -8 60 14 -5 One 1/4 2 -9 57 19 -7 2 5/16 3 -10 53 24 -8 2 3/8 3 -11 50 29 -9 2 7/16 3 -11 44 35 -10 3 1/2 3 -10 35 44 -11 3
  • the motion vector indicates a subpixel position
  • rounding is performed to an integer pixel position close to the subpixel position
  • the gradient values of the vertical and horizontal components can be calculated using surrounding integer pixel values.
  • the gradient values of the vertical and horizontal direction components can be calculated only by the filter coefficient at the pixel position 0 in Table 1.
  • the motion vectors 16 and 16 are rounded as shown in the following Equation (15)
  • the gradient value of the horizontal direction component can be calculated using the pixel values of the posterior integer pixel positions and the filter coefficients 8, -39, -3, 46, -17, and 5.
  • shift is 4, and in case of 1/8 motion vector precision, shift can have a value of 3.
  • the interpolated pixel values at the subpixel position are generated, and the gradient values of the vertical and horizontal components at the corresponding subpixel position can be calculated using the interpolated pixel values.
  • the gradient at the corresponding subpixel position can be calculated using the [-1, 0, 1] filter for the interpolated pixel values.
  • FIG. 6 is a view for explaining an example of generating interpolated pixel values at the sub-pixel position and then calculating gradient values of the vertical and horizontal direction components using the interpolated pixel values.
  • the embodiment shown in FIG. 6A is an embodiment in the case where a gradient is obtained at all pixel positions for a 4x4 block, that is, a pixel value for a pattern-filled region is required.
  • a gradient is obtained at all pixel positions for a 4x4 block, that is, a pixel value for a pattern-filled region is required.
  • the [-1, 0, 1] filter is applied to calculate the gradient value at each position in the 4x4 block, for example, the gradients in the horizontal direction (G 0, 0 )
  • a pixel value at the (-1, 0) position outside the 4x4 block is required.
  • the pixel value at the (4, 0) position outside the 4x4 block is required.
  • a (W + 7) x (H + 7) pixel value is required from the reference picture (W + 7 + 2) x (H + 7 + 2) pixel values, each of which is increased by 2 pixels in the horizontal and vertical directions, in order to further calculate the gradient value.
  • the BIO offset by calculating the gradient value only at the inner position of the 4x4 block as shown in Fig. 6 (b).
  • the gradient can be calculated and used only in the positions (1, 1), (2, 1), (1, 2), and (2, 2) inside the block.
  • 6 (c) shows an embodiment in which a gradient is obtained only at an inner position of an 8x8 block.
  • FIG. 6D shows an embodiment in which the gradients calculated in the block are copied and used.
  • a gradient value at an adjacent position can be used as a gradient value at the position where the gradient value is not calculated.
  • the motion compensation vector V x , Y y for calculating the BIO offset of the current block may be calculated in units of pixels or at least one or more subgroups.
  • the size of the subgroup may be determined based on the ratio between the width and the height of the current block, or information on the size of the subgroup may be entropy encoded / decoded. Also, a pre-defined sub-group unit of fixed size may be used according to the size and / or type of the current block.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining various embodiments of subgroups that are units for calculating BIO offsets.
  • 4x2 can be calculated V x, V y to the sub-group.
  • the size of the current block to 8x16 as shown in (d) of Figure 7, it can be calculated for a single 8x8 sub-group, two 4x4 sub-groups and 8 V x, V y as a 2x2 sub-group basis .
  • the horizontal and vertical sizes of the current block, V x , V y Group size can be defined using at least one of the minimum depth information value for deriving the sub-group information and the pre-defined minimum sub-group size.
  • the minimum depth information value may be entropy encoded and transmitted.
  • the size of the subgroup unit is determined as 8x8 by the following expression (16) .
  • the subgroup unit size may be determined as 8x8 by the following equation (17) have.
  • deblocking filtering for the current target block can be performed after determining whether to apply deblocking filtering for each subgroup.
  • deblocking filtering can be performed.
  • the conversion and inverse conversion can be performed in units of subgroups.
  • conversion and inverse conversion can be performed in units of 4x4.
  • the motion compensation vectors V x and V y of the sub group unit can be calculated from the S group values calculated in units of subgroups.
  • the S group represents a set of s 1 , s 2 , s 3 , s 5 , s 6 calculated for each subgroup.
  • Each of s 1 , s 2 , s 3 , s 5 , s 6 can be expressed as S.
  • Subgroup unit S group The process of calculating the value can be calculated from the S value obtained by using only the gradient values (G x , G y ) at each pixel position without expansion of the current block.
  • the extension of the block may mean that the S value at the current position is calculated by considering the S value of the surrounding pixels by applying the NxN window based on the pixel to be sought.
  • the motion compensation vector for each subgroup is calculated by summing up the 16 S values obtained by using only the gradient value at each pixel position without expanding the block, 18, and so on.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a weight that can be applied to each S value in a subgroup to obtain a subgroup S group .
  • Subgroup unit S group In the process of obtaining the value, a value obtained by applying the same weight to each S value in the subgroup as shown in FIG. 8A is added to the S group of the subgroup Can be used as a value. 6 (b), when the gradient is calculated only at the position inside the subgroup, the S value calculated by weighting the S value calculated using the gradient can be used as the S group value of the subgroup.
  • the gradients of the outer position are calculated by weighting the S values calculated only by the gradient values at the inner position and the S values Can be used as the S group value of the subgroup
  • the S values calculated from the gradation values at all positions in the subgroup are weighted
  • the combined S value can be used as the S group value of the subgroup.
  • a value obtained by adding different weights to the respective S values in the subgroup as shown in FIG. 8B may be used as the S group value of the subgroup
  • the S value of a specific position in a subgroup may be divided into S group Can be used as a value.
  • the S value at the S 10 position is divided into S group Can be used.
  • the information on the specific position can be predetermined by the subdecoder. Or may be signaled via a bitstream, or may be derived based on the encoding parameters (size, shape, etc.) of the current block.
  • FIG. 9 is a view for explaining an embodiment in which only the S value at a specific position in a subgroup is weighted to obtain a subgroup S group .
  • Group basis motion correction vectors V x and V y can be obtained using Equation (7) using the S group value of the sub group unit determined by the above method.
  • the BIO offset value can be calculated. In calculating the BIO offset value, it is possible to copy the gradient value calculated inside the block as shown in (d) of FIG. 6 for the pixel position where the gradient is not calculated, and use it for the calculation.
  • a BIO offset is calculated in units of subgroups using a motion compensation vector derived in units of subgroups and a representative value of gradient values at each pixel position in the subgroup so that the same BIO offset is applied to each pixel position in the subgroup can do.
  • the representative value of the gradient values in the subgroup may mean at least one of a minimum value, a maximum value, an average value, a weighted average value, a mode value, an interpolation value, and a median value of the gradient values.
  • a representative value of the BIO offset values obtained at each pixel position in the subgroup may be obtained and the same BIO offset value may be applied at each pixel position in the subgroup.
  • the representative value may mean at least one of a minimum value, a maximum value, an average value, a weighted average value, a mode value, an interpolation value, and an intermediate value of the BIO offset values.
  • the motion compensation vectors V x and V y of the sub group unit can be calculated using the motion compensation vectors V x and V y calculated in pixel units in the subgroup.
  • the size of the subgroup to calculate the V x, V y of subgroups such as, the following equation (19) if the 2x2.
  • V x , V y in the subgroup unit Can be determined based on the size of the current block.
  • the subgroup unit may be determined based on a comparison of the size of the current block with a predetermined threshold value.
  • Predetermined threshold value V x, V y May refer to a reference magnitude that determines the derived unit of. It can be expressed in the form of at least one of a minimum value and a maximum value.
  • the predetermined threshold may be a fixed value predefined in the encoder / decoder, or may be variably derived based on the encoding parameters (e.g., motion vector magnitude, etc.) of the current block. Or may be signaled via a bitstream (e.g., sequence, picture, slice, block level, etc.).
  • a block having a product of a width and a vertical length of 256 or more may calculate V x and V y in units of subgroups, and the other blocks may be calculated in units of pixels.
  • a block having a length of 8 or more, which is the smallest among the horizontal and vertical lengths, can calculate V x and V y in units of subgroups, and the other blocks can be calculated in units of pixels
  • the subgroup unit S group value can be calculated from the S values calculated in pixel units by considering the gradient values of the neighboring pixel positions with respect to the current block.
  • 10 is a diagram for explaining an embodiment for calculating the S value.
  • the S value at the upper left position (0, 0) in the current block can be calculated by considering the gradient value of the neighboring pixel positions and the gradient value at the current position by applying a 5x5 window to the corresponding position.
  • the gradient value at the position outside the current block can be used by directly calculating or using the gradient value in the current block as shown in FIG. 10 (a).
  • the S value at another position in the current block can be similarly calculated.
  • the S group value of the subgroup unit in the current block can be calculated by applying different weights according to the positions. At this time, only the gradient value in the current block can be used without expanding the block.
  • a 6x6 weighting table is applied to the S values calculated by considering the gradient values of neighboring pixel positions when a 5x5 window is applied at each pixel position as shown in FIG. 10 (b)
  • the S group value of the subgroup can be calculated.
  • an 8x8 weighting table is applied to the S values calculated by considering the gradient values of neighboring pixel positions when a 5x5 window is applied at each pixel position as shown in FIG. 10 (c)
  • the S group value of the subgroup can be calculated.
  • a 12x12 weighting table is applied to the S values calculated by considering the gradient values of neighboring pixel positions when a 5x5 window is applied at each pixel position as shown in FIG. 10 (d)
  • the S group value of the subgroup can be calculated.
  • 11 is a view for explaining an embodiment for calculating S group when the size of the subgroup is 4x4.
  • 11A is a diagram showing a gradient at a pixel position in a 4x4 block and a surrounding pixel position.
  • 11 (b) is a diagram showing the pixel position in the 4x4 block and the S value at the surrounding pixel position.
  • the sum of all the S values at the positions obtained from the gradients obtained at the surrounding pixel positions as well as the current block pixel positions is S group Can be calculated.
  • the weight at each position may be equal to a predetermined value (for example, 1), and different weights may be applied. If the S value at the surrounding pixel position is not available, only the available surrounding S value is added to the S values in the current subgroup, and S group Can be calculated.
  • the size and the weight of the weight table may vary depending on the size of the MxN window applied to each pixel position.
  • M and N are natural numbers greater than 0, and M and N may be the same or different.
  • the motion information of the current block After saving the update the motion information of the current block into sub-group units reflecting the V x, V y calculated by the sub-unit group on the first motion information, and second motion information it can be used for the next block. It can only be updated by the motion information of a current block used when updating the motion vector in units of the sub-group, group motion compensation vector (V x, V y) of the predetermined positions defined subgroups. 7A, when the target block is 16x16 and the size of the subgroup is 4x4, a motion vector reflecting only the motion compensation vector of the first subgroup in the upper left of the current block and the motion vector of the current block It can be stored as a motion vector.
  • the motion compensation vector (V x , V y ) calculated in units of subgroups from the luminance component may be reflected in the motion vector of the chrominance component and used in the motion compensation process for the chrominance component.
  • a motion vector in which a motion compensation vector of a sub group of a predefined relative position is reflected on the first and second motion vectors of the current block may be used as a motion vector of a chrominance component.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an embodiment for deriving a motion vector of a chrominance component based on a luminance component.
  • the size of the current block to 8x8 as shown in Figure 12 is the first sub-case, the size of a group of 4x4, the color difference block motion vectors subblock 4 motion compensation vector (V x, V y) to the current block to the May be a motion vector that is reflected on the motion vectors (MV 0x , MV 0y ) and the second motion vectors (MV 1x , MV 1y ). That is, the motion vector of the chrominance component can be derived as shown in Equation (21) below.
  • a motion compensation vector of another sub-block may be used instead of the motion compensation vector of the sub-block (4).
  • a minimum value, an intermediate value, an average value, a weighted average value, and a mode value of motion compensation vectors of two or more sub-blocks among the sub-blocks 1 to 4 may be used.
  • the motion compensation vectors V x and V y calculated in units of subgroups from the luminance components may be reflected in the chrominance components Cb and Cr to be used in the motion compensation process for the chrominance components.
  • FIG. 13 is an exemplary diagram for explaining a motion compensation process for a chrominance component.
  • the motion compensation vector of each subgroup in the color difference block Can use the motion compensation vector of the subgroup of the corresponding luminance block.
  • the first sub-group of motion compensation vector (V cx1, V cy1) is the first sub-group of the corresponding luminance block motion compensation vector (V x1, V y1) of .
  • G cx and? G cy can be obtained from restored pixels of reference pictures of chrominance components (Cb, Cr).
  • G cx and G cy at pixel value positions in the second subgroup of chrominance components shown in FIG. 13 can be obtained as follows.
  • the G c of the x component at the P2 position can be calculated through the difference between the pixel value at the P 1 position and the pixel value at the P 3 position.
  • G c of the x component at the P 3 position can be calculated through the difference between the pixel value at the P 2 position and the pixel value at the P 3 position.
  • G c of the y component at the P2 position can be calculated through the difference between the pixel value at the P 6 position and the pixel value at the P 2 position.
  • the Gc of the y component at the P6 position can be calculated through the difference between the pixel value at the P2 position and the pixel value at the P10 position.
  • the encoder may encode (e.g., entropy-encode) information indicating whether to perform the current block. Whether or not to perform the BIO can be determined by comparing the distortion value between the prediction signal and the post-application prediction signal before applying the BIO.
  • the decoder may perform BIO according to the received information by decoding (e.g., entropy decoding) information indicating whether to perform the BIO from the bitstream.
  • the information indicating whether to perform the BIO can be entropy-encoded / decoded based on the encoding parameters of the current block. Or the information indicating whether to perform the BIO may be skipped based on the encoding parameters of the current block.
  • the coding parameters include a prediction mode, an accuracy of motion compensation, a size of a current block, a shape, a division type (whether it is a quad tree division, a binary tree division or a triple division tree division), a global motion compensation mode, And a motion correction mode.
  • the accuracy of motion compensation can be determined using a prediction signal generated by performing motion compensation based on the first motion information of the current block and a prediction signal generated by performing motion compensation based on the second motion information .
  • the accuracy of motion compensation can be determined based on the difference signal between the two prediction signals, and it can be determined based on a comparison between the difference signal and a predetermined threshold value.
  • the predetermined threshold value is a reference value for determining whether to perform the BIO by determining the accuracy of the difference signal. It can be expressed in the form of at least one of a minimum value and a maximum value.
  • the predetermined threshold value may be a fixed value predefined in the encoder / decoder, a value determined by a coding parameter such as a size, a type, and a bit depth of a current block, and may be a SPS, a PPS, a slice header, Tile, CTU, CU level.
  • a coding parameter such as a size, a type, and a bit depth of a current block
  • the predetermined threshold used in the sub-block unit may be the same or may be different from the threshold used in the block unit.
  • a minimum value, and a maximum value may be a fixed value predefined by the encoder / decoder, a value determined by a coding parameter such as the size, type, and bit depth of the current block, SPS, PPS, Slice header, Tile, CTU, CU level.
  • BIO when the current block is in the merge mode, BIO can be always applied without entropy encoding / decoding information indicating whether to perform the BIO.
  • the current block is an AMVP mode (AMVP mode)
  • AMVP mode AMVP mode
  • information indicating whether or not the BIO is performed can be entropy-encoded / decoded to perform BIO according to the information.
  • BIO when the current block is in the AMVP mode (AMVP mode), BIO can always be applied without entropy encoding / decoding information indicating whether to perform BIO.
  • information indicating whether to perform the BIO can be entropy-encoded / decoded and the BIO can be performed according to the information.
  • the BIO when the current block is the AMVP mode and quarter-by-quarter motion compensation is performed, the BIO can be always applied without entropy / decode information indicating whether to perform the BIO.
  • the current block when the current block is the AMVP mode and motion compensation is performed in units of integer pixels (1 pixel or 4 pixels), information indicating whether to perform the BIO can be entropy / decoded and the BIO can be performed according to the information.
  • BIO can always be applied without entropy coding / decoding, / 4 pixels per unit of motion compensation, the information indicating whether or not the BIO is performed can be entropy / decoded and the BIO can be performed according to the information.
  • BIO can be always performed.
  • the BIO may not be performed.
  • the BIO may not be performed if the size of the current block is less than the predefined size, and if the block is divided into binary trees, the BIO may not be performed.
  • the BIO may not be performed.
  • the current block is an illumination compensation mode or an affine mode, or a mode for correcting motion information in a decoder (for example, PMMVD (Pattern matched motion vector derivation), DMVR Decoder-side motion vector refinement), and current picture referencing (CPR) mode in which interpolation is performed referring to a current image including a current block.
  • PMMVD Pattern matched motion vector derivation
  • DMVR Decoder-side motion vector refinement DMVR Decoder-side motion vector refinement
  • CPR current picture referencing
  • the subunit may include at least one of a subunit, a CU unit, and a PU unit of the CTU.
  • the CTU block size is 128x128 and the information about the BIO is entropy-decoded in units of 32x32 blocks, which is a sub-unit of the CTU, entropy decoding is performed on 32x32 block units belonging to 32x32 blocks and blocks smaller than 32x32 block units BIO can be performed based on information related to BIO.
  • BIO when the information on the BIO is entropy-decoded in the lower unit of the CTU where the block depth of the CTU is 0 and the block depth is 1, it is included in the lower unit of the corresponding CTU, BIO can be performed based on entropy-decoded BIO-related information in a sub-unit of a CTU having a depth of 1.
  • the final predicted sample signal of the current block can be generated using a weighted sum of the predicted sample signal P conventional bi-prediction obtained through the existing bidirectional prediction and the predicted sample signal P optical flow obtained through BIO.
  • the following expression (23) can be used.
  • the weights (? Or 1-?) Applied to each block may be equal to each other or may be differently determined according to the encoding parameters of the current block.
  • the coding parameters include a prediction mode, an accuracy of motion compensation, a size of a current block, a type, a division type (whether it is a quad tree division, a binary tree division or a triple division tree division), a global motion compensation mode, A correction mode, and a layer of the current picture to which the current block belongs.
  • the weight (?) May vary depending on whether the current block is in the merge mode or the AMVP mode.
  • the weight value? May vary depending on whether it has a quarter-unit motion vector difference MVD or an integer motion vector difference MVD.
  • the weight (?) is calculated according to an affine mode, an illumination compensation mode, and a mode for correcting motion information in the decoder (for example, PMMVD and DMVR) It can be different.
  • the weight () may vary depending on the size and / or shape of the current block.
  • the weight (?) May vary depending on the temporal layer of the current picture to which the current block belongs.
  • the weight (?) May be changed in units of subgroups.
  • the order of applying the embodiment may be different between the encoder and the decoder, and the order of applying the embodiment may be the same in the encoder and the decoder.
  • the embodiment can be performed for each of the luminance and chrominance signals, and the embodiments of the luminance and chrominance signals can be performed in the same manner.
  • the shape of the block to which the embodiments of the present invention are applied may have a square shape or a non-square shape.
  • the embodiments of the present invention can be applied to at least one of a size of at least one of an encoding block, a prediction block, a transform block, a block, a current block, an encoding unit, a prediction unit, a conversion unit,
  • the size may be defined as a minimum size and / or a maximum size for applying the embodiments, or may be defined as a fixed size to which the embodiment is applied.
  • the first embodiment may be applied to the first embodiment at the first size
  • the second embodiment may be applied at the second size. That is, the embodiments can be applied in combination according to the size.
  • the above embodiments of the present invention may be applied only when the minimum size is larger than the maximum size. That is, the embodiments may be applied only when the block size is within a certain range.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 8x8 or more.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 4x4.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 16x16 or less.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 16x16 or more and 64x64 or less.
  • the embodiments of the present invention may be applied according to a temporal layer.
  • a separate identifier may be signaled to identify the temporal hierarchy to which the embodiments are applicable and the embodiments may be applied to the temporal hierarchy specified by the identifier.
  • the identifier may be defined as a lowest hierarchical layer and / or a highest hierarchical layer to which the embodiment is applicable, or may be defined as indicating a specific hierarchical layer to which the embodiment is applied.
  • a fixed temporal layer to which the above embodiment is applied may be defined.
  • the embodiments may be applied only when the temporal layer of the current image is the lowest layer.
  • the embodiments may be applied only when the temporal layer identifier of the current image is 1 or more.
  • the embodiments may be applied only when the temporal layer of the current image is the highest layer.
  • the slice type to which the embodiments of the present invention are applied is defined and the embodiments of the present invention can be applied according to the slice type.
  • a motion vector is divided into a 16-pel unit, an 8-pel unit, a 4-pel unit, an integer-pel unit, (1/8-pel), 1/16-pixel (1/16-pel)
  • the embodiments of the present invention can also be applied to the case of having at least one of a 1/32-pel unit and a 1/64-pel unit.
  • the motion vector may be selectively used for each pixel unit.
  • the embodiments of the present invention described above can be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program commands, data files, data structures, and the like, alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be those known and used by those skilled in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • program instructions include machine language code such as those generated by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules for performing the processing according to the present invention, and vice versa.
  • the present invention can be used to encode / decode an image.

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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

영상 부호화/복호화 방법이 개시된다. 본 발명의 영상 복호화 방법은 현재 블록이 양방향 예측이 가능하고, 첫번째 움직임 정보만 가지는 경우, 두번째 움직임 정보를 유도할지 여부를 결정하는 결정 단계, 상기 첫번째 움직임 정보에 기초하여 두번째 움직임 정보를 유도하는 유도 단계, 및 상기 첫번째 움직임 정보와 두번째 움직임 정보에 기초하여, BIO 예측을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예측 단계를 포함할 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 양-방향 광흐름을 이용하여 블록 기반으로 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 더 높은 해상도 및 화질을 갖는 영상에 대한 고효율 영상 부호화(encoding)/복호화(decoding) 기술이 요구된다.
영상 압축 기술로 현재 픽처의 이전 또는 이후 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 잔여 신호의 에너지를 압축하기 위한 변환 및 양자화 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
종래의 양-방향 광흐름을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에서는 두 개의 움직임 정보를 가지는 경우에만, BIO(bi-directional optical flow)를 적용할 수 있었기 때문에 한 개의 움직임 정보를 가지는 블록에 대해서는 BIO를 적용할 수 없었다.
본 발명은 부호화/복호화 대상 블록이 양방향 예측이 가능한 조건에서 한 개의 움직임 정보만을 가진 경우, 두번째 움직임 정보를 유도하여 BIO를 적용할 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한 복잡도를 감소시키기 위한 BIO 오프셋(offset)을 구하기 위한 서브 그룹의 단위 크기를 가변적으로 제공할 수 있는 방법/장치, 서브 그룹 단위로 BIO 오프셋을 계산하는 방법/장치, 블록 단위로 BIO 적용 여부를 선택하여 부/복호화할 수 있는 방법/장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록이 양방향 예측이 가능하고, 첫번째 움직임 정보만 가지는 경우, 두번째 움직임 정보를 유도할지 여부를 결정하는 결정 단계, 상기 첫번째 움직임 정보에 기초하여 두번째 움직임 정보를 유도하는 유도 단계, 및 상기 첫번째 움직임 정보와 두번째 움직임 정보에 기초하여, BIO 예측을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예측 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 결정 단계는, 상기 첫번째 움직임 정보에 기초하여 수행될 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 결정 단계는, 상기 첫번째 움직임 정보에 포함된 첫번째 움직임 벡터가 소정의 임계값보다 작은 경우, 상기 두번째 움직임 정보를 유도하는 것으로 결정할 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 임계값은 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 유도 단계는, 상기 현재 블록이 포함된 현재 픽처와 참조 픽처들 간의 시간 거리를 기반으로 상기 두번째 움직임 정보를 유도할 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 유도 단계는, 상기 첫번째 움직임 정보가 참조하는 참조 픽처와 상기 두번째 움직임 정보가 참조하는 참조 픽처의 예측 방향은 상이하도록 상기 두번째 움직임 정보를 유도할 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 예측 단계는, 상기 현재 블록의 BIO 오프셋을 계산하기 위한 움직임 보정 벡터 계산 단계를 포함하고, 상기 움직임 보정 벡터 계산은 픽셀 단위 또는 서브 그룹 단위로 계산될 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 서브 그룹 단위의 크기는 상기 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록에 대해 상기 서브 그룹 단위의 BIO 예측이 수행된 경우, 상기 현재 블록에 대한 디블록킹 필터링 및 역변환 중 적어도 하나는 상기 서브 그룹 단위로 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록이 양방향 예측이 가능하고, 첫번째 움직임 정보만 가지는 경우, 두번째 움직임 정보를 유도할지 여부를 결정하는 결정 단계, 상기 첫번째 움직임 정보에 기초하여 두번째 움직임 정보를 유도하는 유도 단계, 및 상기 첫번째 움직임 정보와 두번째 움직임 정보에 기초하여, BIO 예측을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예측 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 결정 단계는, 상기 첫번째 움직임 정보에 기초하여 수행될 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 결정 단계는, 상기 첫번째 움직임 정보에 포함된 첫번째 움직임 벡터가 소정의 임계값보다 작은 경우, 상기 두번째 움직임 정보를 유도하는 것으로 결정할 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 임계값은 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 유도 단계는, 상기 현재 블록이 포함된 현재 픽처와 참조 픽처들 간의 시간 거리를 기반으로 상기 두번째 움직임 정보를 유도할 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 유도 단계는, 상기 첫번째 움직임 정보가 참조하는 참조 픽처와 상기 두번째 움직임 정보가 참조하는 참조 픽처의 예측 방향은 상이하도록 상기 두번째 움직임 정보를 유도할 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 예측 단계는, 상기 현재 블록의 BIO 오프셋을 계산하기 위한 움직임 보정 벡터 계산 단계를 포함하고, 상기 움직임 보정 벡터 계산은 픽셀 단위 또는 서브 그룹 단위로 계산될 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 서브 그룹 단위의 크기는 상기 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록에 대해 상기 서브 그룹 단위의 BIO 예측이 수행된 경우, 상기 현재 블록에 대한 디블록킹 필터링, 변환 및 역변환 중 적어도 하나는 상기 서브 그룹 단위로 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 발명에 따른 영상 부호화 방법 및/또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, 부호화/복호화 대상 블록이 양방향 예측이 가능한 조건에서 한 개의 움직임 정보만을 가진 경우, 두번째 움직임 정보를 유도하여 BIO를 적용할 수 있는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 복잡도를 감소시키기 위한 BIO 오프셋을 구하기 위한 서브 그룹의 단위 크기를 가변적으로 제공할 수 있는 방법/장치, 서브 그룹 단위로 BIO 오프셋을 계산하는 방법/장치, 블록 단위로 BIO 적용 여부를 선택하여 부/복호화할 수 있는 방법/장치 등이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 첫번째 움직임 정보에 기초하여 두번째 움직임 정보를 유도하는 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 그레디언트 값을 계산하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 BIO 오프셋을 계산의 단위가 되는 서브 그룹의 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 서브 그룹 Sgroup을 구하기 위해, 서브 그룹 내의 각각의 S 값에 적용될 수 있는 가중치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 서브 그룹 Sgroup을 구하기 위해, 서브 그룹 내 특정 위치에서의 S 값만을 가중합하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 S 값을 계산하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 서브 그룹의 크기가 4x4인 경우의 Sgroup을 계산하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 휘도 성분에 기초하여 색차 성분의 움직임 벡터를 유도하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 색차 성분을 위한 움직임 보상 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 발명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하에서 영상은 동영상(video)을 구성하는 하나의 픽처(picture)를 의미할 수 있으며, 동영상 자체를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, "영상의 부호화 및/또는 복호화"는 "동영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수 있으며, "동영상을 구성하는 영상들 중 하나의 영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수도 있다.
이하에서, 용어들 "동영상" 및 "비디오"는 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 영상은 부호화의 대상인 부호화 대상 영상 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 영상일 수 있다. 또한, 대상 영상은 부호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있고, 복호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있다. 여기서, 대상 영상은 현재 영상과 동일한 의미를 가질 수 있다.
이하에서, 용어들 "영상", "픽처", "프레임(frame)" 및 "스크린(screen)"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 블록은 부호화의 대상인 부호화 대상 블록 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 블록일 수 있다. 또한, 대상 블록은 현재 부호화 및/또는 복호화의 대상인 현재 블록일 수 있다. 예를 들면, 용어들 "대상 블록" 및 "현재 블록"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 용어들 "블록" 및 "유닛"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다. 또는 "블록"은 특정한 유닛을 나타낼 수 있다.
이하에서, 용어들 "영역(region)" 및 "세그먼트(segment)"는 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 특정한 신호는 특정한 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예를 들면, 원(original) 신호는 대상 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예측(prediction) 신호는 예측 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 잔여(residual) 신호는 잔여 블록(residual block)을 나타내는 신호일 수 있다.
실시예들에서, 특정된 정보, 데이터, 플래그(flag), 색인(index) 및 요소(element), 속성(attribute) 등의 각각은 값을 가질 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "0"은 논리 거짓(logical false) 또는 제1 기정의된(predefined) 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "0", 거짓, 논리 거짓 및 제1 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "1"은 논리 참(logical true) 또는 제2 기정의된 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "1", 참, 논리 참 및 제2 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다.
행, 열 또는 색인(index)을 나타내기 위해 i 또는 j 등의 변수가 사용될 때, i의 값은 0 이상의 정수일 수 있으며, 1 이상의 정수일 수도 있다. 말하자면, 실시예들에서 행, 열 및 색인 등은 0에서부터 카운트될 수 있으며, 1에서부터 카운트될 수 있다.
용어 설명
부호화기(Encoder): 부호화(Encoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 부호화 장치를 의미할 수 있다.
복호화기(Decoder): 복호화(Decoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 복호화 장치를 의미할 수 있다.
블록(Block): 샘플(Sample)의 MxN 배열이다. 여기서 M과 N은 양의 정수 값을 의미할 수 있으며, 블록은 흔히 2차원 형태의 샘플 배열을 의미할 수 있다. 블록은 유닛을 의미할 수 있다. 현재 블록은 부호화 시 부호화의 대상이 되는 부호화 대상 블록, 복호화 시 복호화의 대상이 되는 복호화 대상 블록을 의미할 수 있다. 또한, 현재 블록은 부호화 블록, 예측 블록, 잔여 블록, 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다.
샘플(Sample): 블록을 구성하는 기본 단위이다. 비트 깊이 (bit depth, Bd)에 따라 0부터 2Bd - 1까지의 값으로 표현될 수 있다. 본 발명에서 샘플은 화소 또는 픽셀과 같은 의미로 사용될 수 있다. 즉, 샘플, 화소, 픽셀은 서로 같은 의미를 가질 수 있다.
유닛(Unit): 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛은 하나의 영상을 분할한 영역일 수 있다. 또한, 유닛은 하나의 영상을 세분화 된 유닛으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미할 수 있다. 즉, 하나의 영상은 복수의 유닛들로 분할될 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛 별로 기정의된 처리가 수행될 수 있다. 하나의 유닛은 유닛에 비해 더 작은 크기를 갖는 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다. 기능에 따라서, 유닛은 블록(Block), 매크로블록(Macroblock), 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit), 부호화 트리 블록(Coding Tree Block), 부호화 유닛(Coding Unit), 부호화 블록(Coding Block), 예측 유닛(Prediction Unit), 예측 블록(Prediction Block), 잔여 유닛(Residual Unit), 잔여 블록(Residual Block), 변환 유닛(Transform Unit), 변환 블록(Transform Block) 등을 의미할 수 있다. 또한, 유닛은 블록과 구분하여 지칭하기 위해 휘도(Luma) 성분 블록과 그에 대응하는 색차(Chroma) 성분 블록 그리고 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수 있다. 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 유닛의 형태는 정사각형뿐만 아니라 직사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현될 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다. 또한, 유닛 정보는 부호화 유닛, 예측 유닛, 잔여 유닛, 변환 유닛 등을 가리키는 유닛의 타입, 유닛의 크기, 유닛의 깊이, 유닛의 부호화 및 복호화 순서 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit): 하나의 휘도 성분(Y) 부호화 트리 블록과 관련된 두 색차 성분(Cb, Cr) 부호화 트리 블록들로 구성된다. 또한, 상기 블록들과 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수도 있다. 각 부호화 트리 유닛은 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등의 하위 유닛을 구성하기 위하여 쿼드트리(quad tree), 이진트리(binary tree), 3분할트리(ternary tree) 등 하나 이상의 분할 방식을 이용하여 분할될 수 있다. 입력 영상의 분할처럼 영상의 복/부호화 과정에서 처리 단위가 되는 샘플 블록을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다. 여기서, 쿼드트리는 4분할트리(quarternary tree)를 의미할 수 있다.
부호화 트리 블록(Coding Tree Block): Y 부호화 트리 블록, Cb 부호화 트리 블록, Cr 부호화 트리 블록 중 어느 하나를 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
주변 블록(Neighbor block): 현재 블록에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 현재 블록에 인접한 블록은 현재 블록에 경계가 맞닿은 블록 또는 현재 블록으로부터 소정의 거리 내에 위치한 블록을 의미할 수 있다. 주변 블록은 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 여기에서, 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록이란, 현재 블록에 가로로 인접한 이웃 블록에 세로로 인접한 블록 또는 현재 블록에 세로로 인접한 이웃 블록에 가로로 인접한 블록일 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록을 의미할 수도 있다.
복원된 주변 블록(Reconstructed Neighbor Block): 현재 블록 주변에 공간적(Spatial)/시간적(Temporal)으로 이미 부호화 혹은 복호화된 주변 블록을 의미할 수 있다. 이때, 복원된 주변 블록은 복원된 주변 유닛을 의미할 수 있다. 복원된 공간적 주변 블록은 현재 픽처 내의 블록이면서 부호화 및/또는 복호화를 통해 이미 복원된 블록일 수 있다. 복원된 시간적 주변 블록은 참조 영상 내에서 현재 픽처의 현재 블록과 대응하는 위치의 복원된 블록 또는 그 주변 블록일 수 있다.
유닛 깊이(Depth): 유닛이 분할된 정도를 의미할 수 있다. 트리 구조(Tree Structure)에서 가장 상위 노드(Root Node)는 분할되지 않은 최초의 유닛에 대응할 수 있다. 가장 상위 노드는 루트 노드로 칭해질 수 있다. 또한, 가장 상위 노드는 최소의 깊이 값을 가질 수 있다. 이 때, 가장 상위 노드는 레벨(Level) 0의 깊이를 가질 수 있다. 레벨 1의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 한 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 2의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 두 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 n의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 n번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 리프 노드(Leaf Node)는 가장 하위의 노드일 수 있으며, 더 분할될 수 없는 노드일 수 있다. 리프 노드의 깊이는 최대 레벨일 수 있다. 예를 들면, 최대 레벨의 기정의된 값은 3일 수 있다. 루트 노드는 깊이가 가장 얕고, 리프 노드는 깊이가 가장 깊다고 할 수 있다. 또한, 유닛을 트리 구조로 표현했을 때 유닛이 존재하는 레벨이 유닛 깊이를 의미할 수 있다.
비트스트림(Bitstream): 부호화된 영상 정보를 포함하는 비트의 열을 의미할 수 있다.
파라미터 세트(Parameter Set): 비트스트림 내의 구조 중 헤더(header) 정보에 해당한다. 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set) 중 적어도 하나가 파라미터 세트에 포함될 수 있다. 또한, 파라미터 세트는 슬라이스(slice) 헤더 및 타일(tile) 헤더 정보를 포함할 수도 있다.
파싱(Parsing): 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 구문 요소(Syntax Element)의 값을 결정하는 것을 의미하거나, 엔트로피 복호화 자체를 의미할 수 있다.
심볼(Symbol): 부호화/복호화 대상 유닛의 구문 요소, 부호화 파라미터(coding parameter), 변환 계수(Transform Coefficient)의 값 등 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 심볼은 엔트로피 부호화의 대상 혹은 엔트로피 복호화의 결과를 의미할 수 있다.
예측 모드(Prediction Mode): 화면 내 예측으로 부호화/복호화되는 모드 또는 화면 간 예측으로 부호화/복호화되는 모드를 지시하는 정보일 수 있다.
예측 유닛(Prediction Unit): 화면 간 예측, 화면 내 예측, 화면 간 보상, 화면 내 보상, 움직임 보상 등 예측을 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 예측 유닛은 더 작은 크기를 가지는 복수의 파티션(Partition) 또는 복수의 하위 예측 유닛들로 분할 될 수도 있다. 복수의 파티션들 또한 예측 또는 보상의 수행에 있어서의 기본 단위일 수 있다. 예측 유닛의 분할에 의해 생성된 파티션 또한 예측 유닛일 수 있다.
예측 유닛 파티션(Prediction Unit Partition): 예측 유닛이 분할된 형태를 의미할 수 있다.
참조 영상 리스트(Reference Picture List): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 하나 이상의 참조 영상들을 포함하는 리스트를 의미할 수 있다. 참조 영상 리스트의 종류는 LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) 등이 있을 수 있으며, 화면 간 예측에는 1개 이상의 참조 영상 리스트들이 사용될 수 있다.
화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator): 현재 블록의 화면 간 예측 방향(단방향 예측, 쌍방향/양예측/양방향 예측 등)을 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때 사용되는 참조 영상의 개수를 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록에 대해 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 때 사용되는 예측 블록의 개수를 의미할 수 있다.
예측 리스트 활용 플래그(prediction list utilization flag): 특정 참조 영상 리스트 내 적어도 하나의 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하는지 여부를 나타낸다. 예측 리스트 활용 플래그를 이용하여 화면 간 예측 지시자를 도출할 수 있고, 반대로 화면 간 예측 지시자를 이용하여 예측 리스트 활용 플래그를 도출할 수 있다. 예를 들어, 예측 리스트 활용 플래그가 제1 값인 0을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트 내 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하지 않는 것을 나타낼 수 있고, 제2 값인 1을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있는 것을 나타낼 수 있다.
참조 영상 색인(Reference Picture Index): 참조 영상 리스트에서 특정 참조 영상을 지시하는 색인을 의미할 수 있다.
참조 영상(Reference Picture): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 위해서 특정 블록이 참조하는 영상을 의미할 수 있다. 또는, 참조 영상은 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 위해 현재 블록이 참조하는 참조 블록을 포함하는 영상일 수 있다. 이하, 용어 "참조 픽처" 및 "참조 영상"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
움직임 벡터(Motion Vector): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 2차원 벡터일 수 있다. 움직임 벡터는 부호화/복호화 대상 블록과 참조 블록 사이의 오프셋을 의미할 수 있다. 예를 들어, (mvX, mvY)는 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. mvX는 수평(horizontal) 성분, mvY는 수직(vertical) 성분을 나타낼 수 있다.
탐색 영역(Search Range): 탐색 영역은 화면 간 예측 중 움직임 벡터에 대한 탐색이 이루어지는 2차원의 영역일 수 있다. 예를 들면, 탐색 영역의 크기는 MxN일 수 있다. M 및 N은 각각 양의 정수일 수 있다.
움직임 벡터 후보(Motion Vector Candidate): 움직임 벡터를 예측할 때 예측 후보가 되는 블록 혹은 그 블록의 움직임 벡터를 의미할 수 있다. 또한, 움직임 벡터 후보는 움직임 벡터 후보 리스트에 포함될 수 있다.
움직임 벡터 후보 리스트(Motion Vector Candidate List): 하나 이상의 움직임 벡터 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
움직임 벡터 후보 색인(Motion Vector Candidate Index): 움직임 벡터 후보 리스트 내의 움직임 벡터 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 움직임 벡터 예측기(Motion Vector Predictor)의 색인(index)일 수 있다.
움직임 정보(Motion Information): 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 지시자 뿐만 아니라 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트 정보, 참조 영상, 움직임 벡터 후보, 움직임 벡터 후보 색인, 머지 후보, 머지 색인 등 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.
머지 후보 리스트(Merge Candidate List): 하나 이상의 머지 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
머지 후보(Merge Candidate): 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보, 조합된 머지 후보, 조합 양예측 머지 후보, 제로 머지 후보 등을 의미할 수 있다. 머지 후보는 화면 간 예측 지시자, 각 리스트에 대한 참조 영상 색인, 움직임 벡터, 예측 리스트 활용 플래그, 화면 간 예측 지시자 등의 움직임 정보를 포함할 수 있다.
머지 색인(Merge Index): 머지 후보 리스트 내 머지 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 또한, 머지 색인은 공간적/시간적으로 현재 블록과 인접하게 복원된 블록들 중 머지 후보를 유도한 블록을 지시할 수 있다. 또한, 머지 색인은 머지 후보가 가지는 움직임 정보 중 적어도 하나를 지시할 수 있다.
변환 유닛(Transform Unit): 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화와 같이 잔여 신호(residual signal) 부호화/복호화를 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 변환 유닛은 분할되어 더 작은 크기를 가지는 복수의 하위 변환 유닛들로 분할될 수 있다. 여기서, 변환/역변환은 1차 변환/역변환 및 2차 변환/역변환 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
스케일링(Scaling): 양자화된 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미할 수 있다. 양자화된 레벨에 대한 스케일링의 결과로 변환 계수를 생성할 수 있다. 스케일링을 역양자화(dequantization)라고도 부를 수 있다.
양자화 매개변수(Quantization Parameter): 양자화에서 변환 계수를 이용하여 양자화된 레벨(quantized level)을 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수 있다. 또는, 역양자화에서 양자화된 레벨을 스케일링하여 변환 계수를 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수도 있다. 양자화 매개변수는 양자화 스텝 크기(step size)에 매핑된 값일 수 있다.
잔여 양자화 매개변수(Delta Quantization Parameter): 예측된 양자화 매개변수와 부호화/복호화 대상 유닛의 양자화 매개변수의 차분(difference) 값을 의미할 수 있다.
스캔(Scan): 유닛, 블록 혹은 행렬 내 계수의 순서를 정렬하는 방법을 의미할 수 있다. 예를 들어, 2차원 배열을 1차원 배열 형태로 정렬하는 것을 스캔이라고 한다. 또는, 1차원 배열을 2차원 배열 형태로 정렬하는 것도 스캔 혹은 역 스캔(Inverse Scan)이라고 부를 수 있다.
변환 계수(Transform Coefficient): 부호화기에서 변환을 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 엔트로피 복호화 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수도 있다. 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용한 양자화된 레벨 또는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수의 의미에 포함될 수 있다.
양자화된 레벨(Quantized Level): 부호화기에서 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 생성된 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 역양자화를 수행하기 전 역양자화의 대상이 되는 값을 의미할 수도 있다. 유사하게, 변환 및 양자화의 결과인 양자화된 변환 계수 레벨도 양자화된 레벨의 의미에 포함될 수 있다.
넌제로 변환 계수(Non-zero Transform Coefficient): 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 혹은 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 레벨 혹은 양자화된 레벨을 의미할 수 있다.
양자화 행렬(Quantization Matrix): 영상의 주관적 화질 혹은 객관적 화질을 향상시키기 위해서 양자화 혹은 역양자화 과정에서 이용하는 행렬을 의미할 수 있다. 양자화 행렬을 스케일링 리스트(scaling list)라고도 부를 수 있다.
양자화 행렬 계수(Quantization Matrix Coefficient): 양자화 행렬 내의 각 원소(element)를 의미할 수 있다. 양자화 행렬 계수를 행렬 계수(matrix coefficient)라고도 할 수 있다.
기본 행렬(Default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되어 있는 소정의 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
비 기본 행렬(Non-default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되지 않고, 사용자에 의해서 시그널링되는 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
통계값(statistic value): 연산 가능한 특정 값들을 가지는 변수, 부호화 파라미터, 상수 등 적어도 하나에 대한 통계값은 해당 특정 값들의 평균값, 가중평균값, 가중합값, 최소값, 최대값, 최빈값, 중간값, 보간값 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
부호화 장치(100)는 인코더, 비디오 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치일 수 있다. 비디오는 하나 이상의 영상들을 포함할 수 있다. 부호화 장치(100)는 하나 이상의 영상들을 순차적으로 부호화할 수 있다.
도 1을 참조하면, 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽처 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라 모드 및/또는 인터 모드로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 부호화된 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 수 있다. 생성된 비트스트림은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장될 수 있거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍될 수 있다. 예측 모드로 인트라 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인트라로 전환될 수 있고, 예측 모드로 인터 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인터로 전환될 수 있다. 여기서 인트라 모드는 화면 내 예측 모드를 의미할 수 있으며, 인터 모드는 화면 간 예측 모드를 의미할 수 있다. 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 예측 블록이 생성된 후, 입력 블록 및 예측 블록의 차분(residual)을 사용하여 잔여 블록을 부호화할 수 있다. 입력 영상은 현재 부호화의 대상인 현재 영상으로 칭해질 수 있다. 입력 블록은 현재 부호화의 대상인 현재 블록 혹은 부호화 대상 블록으로 칭해질 수 있다.
예측 모드가 인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화/복호화된 블록의 샘플을 참조 샘플로서 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 공간적 예측을 수행할 수 있고, 공간적 예측을 통해 입력 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측은 화면 내 예측을 의미할 수 있다.
예측 모드가 인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상으로부터 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 검색할 수 있고, 검색된 영역을 이용하여 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 이때, 상기 영역으로 탐색 영역을 사용할 수 있다. 참조 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 여기서, 참조 영상에 대한 부호화/복호화가 처리되었을 때 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측은 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 의미할 수 있다.
상기 움직임 예측부(111)과 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터(Interpolation Filter)를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 예측 및 움직임 보상 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge Mode), 향상된 움직임 벡터 예측(Advanced Motion Vector Prediction; AMVP) 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다. 잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이(difference)를 의미할 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환(transform)하거나, 양자화하거나, 또는 변환 및 양자화함으로써 생성된 신호일 수 있다. 잔여 블록은 블록 단위의 잔여 신호일 수 있다.
변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 생성된 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔여 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용함으로써 양자화된 레벨(quantized level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.
양자화부(140)는 변환 계수 또는 잔여 신호를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 레벨을 생성할 수 있고, 생성된 양자화된 레벨을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(Coding Parameter) 값들 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림(bitstream)을 생성할 수 있고, 비트스트림을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 샘플에 관한 정보 및 영상의 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상의 복호화를 위한 정보는 구문 요소(syntax element) 등을 포함할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(Variable Length Coding/Code; VLC) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법, 확률 모델, 문맥 모델(Context Model)을 사용하여 산술 부호화를 수행할 수도 있다.
엔트로피 부호화부(150)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 부호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태(form) 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다.
부호화 파라미터(Coding Parameter)는 구문 요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 시그널링되는 정보(플래그, 색인 등)뿐만 아니라, 부호화 과정 혹은 복호화 과정에서 유도되는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 복호화할 때 필요한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 유닛/블록 크기, 유닛/블록 깊이, 유닛/블록 분할 정보, 유닛/블록 형태, 유닛/블록 분할 구조, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 이진트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 3분할트리 형태의 분할 여부, 3분할트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 3분할트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 여부, 복합형트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 복합형트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 트리(이진트리 혹은 3분할 트리), 예측 모드(화면 내 예측 또는 화면 간 예측), 화면 내 휘도 예측 모드/방향, 화면 내 색차 예측 모드/방향, 화면 내 분할 정보, 화면 간 분할 정보, 부호화 블록 분할 플래그, 예측 블록 분할 플래그, 변환 블록 분할 플래그, 참조 샘플 필터링 방법, 참조 샘플 필터 탭, 참조 샘플 필터 계수, 예측 블록 필터링 방법, 예측 블록 필터 탭, 예측 블록 필터 계수, 예측 블록 경계 필터링 방법, 예측 블록 경계 필터 탭, 예측 블록 경계 필터 계수, 화면 내 예측 모드, 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차분, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트, 참조 영상, 움직임 벡터 예측 색인, 움직임 벡터 예측 후보, 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 모드 사용 여부, 머지 색인, 머지 후보, 머지 후보 리스트, 스킵(skip) 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 보간 필터 탭, 보간 필터 계수, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도, 변환 종류, 변환 크기, 1차 변환 사용 여부 정보, 2차 변환 사용 여부 정보, 1차 변환 색인, 2차 변환 색인, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴(Coded Block Pattern), 부호화 블록 플래그(Coded Block Flag), 양자화 매개변수, 잔여 양자화 매개변수, 양자화 행렬, 화면 내 루프 필터 적용 여부, 화면 내 루프 필터 계수, 화면 내 루프 필터 탭, 화면 내 루프 필터 모양/형태, 디블록킹 필터 적용 여부, 디블록킹 필터 계수, 디블록킹 필터 탭, 디블록킹 필터 강도, 디블록킹 필터 모양/형태, 적응적 샘플 오프셋 적용 여부, 적응적 샘플 오프셋 값, 적응적 샘플 오프셋 카테고리, 적응적 샘플 오프셋 종류, 적응적 루프 필터 적용 여부, 적응적 루프 필터 계수, 적응적 루프 필터 탭, 적응적 루프 필터 모양/형태, 이진화/역이진화 방법, 문맥 모델 결정 방법, 문맥 모델 업데이트 방법, 레귤러 모드 수행 여부, 바이패스 모드 수행 여부, 문맥 빈, 바이패스 빈, 중요 계수 플래그, 마지막 중요 계수 플래그, 계수 그룹 단위 부호화 플래그, 마지막 중요 계수 위치, 계수 값이 1보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 2보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 3보다 큰지에 대한 플래그, 나머지 계수 값 정보, 부호(sign) 정보, 복원된 휘도 샘플, 복원된 색차 샘플, 잔여 휘도 샘플, 잔여 색차 샘플, 휘도 변환 계수, 색차 변환 계수, 휘도 양자화된 레벨, 색차 양자화된 레벨, 변환 계수 레벨 스캐닝 방법, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 크기, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 형태, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 횟수, CTU 크기 정보, 최소 블록 크기 정보, 최대 블록 크기 정보, 최대 블록 깊이 정보, 최소 블록 깊이 정보, 영상 디스플레이/출력 순서, 슬라이스 식별 정보, 슬라이스 타입, 슬라이스 분할 정보, 타일 식별 정보, 타일 타입, 타일 분할 정보, 픽처 타입, 입력 샘플 비트 심도, 복원 샘플 비트 심도, 잔여 샘플 비트 심도, 변환 계수 비트 심도, 양자화된 레벨 비트 심도, 휘도 신호에 대한 정보, 색차 신호에 대한 정보 중 적어도 하나의 값 또는 조합된 형태가 부호화 파라미터에 포함될 수 있다.
여기서, 플래그 혹은 색인을 시그널링(signaling)한다는 것은 인코더에서는 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 부호화(Entropy Encoding)하여 비트스트림(Bitstream)에 포함하는 것을 의미할 수 있고, 디코더에서는 비트스트림으로부터 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 복호화(Entropy Decoding)하는 것을 의미할 수 있다.
부호화 장치(100)가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상에 대한 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화 장치(100)는 부호화된 현재 영상을 다시 복원 또는 복호화할 수 있고, 복원 또는 복호화된 영상을 참조 영상으로 참조 픽처 버퍼(190)에 저장할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다, 역양자화 및/또는 역변환된 계수와 예측 블록을 합함으로써 복원 블록(reconstructed block)이 생성될 수 있다. 여기서, 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 역양자화 및 역변환 중 적어도 하나 이상이 수행된 계수를 의미하며, 복원된 잔여 블록을 의미할 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거칠 수 있다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset; SAO), 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter; ALF) 등 적어도 하나를 복원 샘플, 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 루프내 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.
디블록킹 필터는 블록들 간의 경계에서 발생한 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 샘플을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 서로 다른 필터를 적용할 수 있다.
샘플 적응적 오프셋을 이용하여 부호화 에러를 보상하기 위해 샘플 값에 적정 오프셋(offset) 값을 더할 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 디블록킹을 수행한 영상에 대해 샘플 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 샘플의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
적응적 루프 필터는 복원 영상 및 원래의 영상을 비교한 값에 기반하여 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 부호화 유닛(Coding Unit, CU) 별로 시그널링될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응적 루프 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다.
필터부(180)를 거친 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(180)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
복호화 장치(200)는 디코더, 비디오 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함할 수 있다.
복호화 장치(200)는 부호화 장치(100)에서 출력된 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장된 비트스트림을 수신하거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍되는 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 복호화를 통해 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 생성할 수 있고, 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 출력할 수 있다.
복호화에 사용되는 예측 모드가 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환될 수 있다. 복호화에 사용되는 예측 모드가 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
복호화 장치(200)는 입력된 비트스트림을 복호화하여 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 획득할 수 있고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 획득되면, 복호화 장치(200)는 복원된 잔여 블록과 및 예측 블록을 더함으로써 복호화 대상이 되는 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은 양자화된 레벨 형태의 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 역변환될 수 있다. 양자화된 레벨은 역양자화 및/또는 역변환이 수행된 결과로서, 복원된 잔여 블록으로 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 샘플 값을 이용하는 공간적 예측을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드가 사용되는 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하는 움직임 보상을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 보상 방법이 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 움직임 보상을 수행할 수 있다.
가산기(255)는 복원된 잔여 블록 및 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 생성할 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 등 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다. 필터부(260)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(260)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 실시예를 개략적으로 나타낸다.
영상을 효율적으로 분할하기 위해, 부호화 및 복호화에 있어서, 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 영상 부호화/복호화의 기본 단위로서 부호화 유닛이 사용될 수 있다. 또한, 영상 부호화/복호화 시 화면 내 예측 모드 및 화면 간 예측 모드가 구분되는 단위로 부호화 유닛을 사용할 수 있다. 부호화 유닛은 예측, 변환, 양자화, 역변환, 역양자화, 또는 변환 계수의 부호화/복호화의 과정을 위해 사용되는 기본 단위일 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상(300)은 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU) 단위로 순차적으로 분할되고, LCU 단위로 분할 구조가 결정된다. 여기서, LCU는 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit; CTU)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 유닛의 분할은 유닛에 해당하는 블록의 분할을 의미할 수 있다. 블록 분할 정보에는 유닛의 깊이(depth)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 깊이 정보는 유닛이 분할되는 회수 및/또는 정도를 나타낼 수 있다. 하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)를 기초로 깊이 정보를 가지고 계층적으로 복수의 하위 유닛들로 분할될 수 있다. 말하자면, 유닛 및 상기의 유닛의 분할에 의해 생성된 하위 유닛은 노드 및 상기의 노드의 자식 노드에 각각 대응할 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보일 수 있고, 각 CU마다 저장될 수 있다. 유닛 깊이는 유닛이 분할된 회수 및/또는 정도를 나타내므로, 하위 유닛의 분할 정보는 하위 유닛의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
분할 구조는 CTU(310) 내에서의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 분포를 의미할 수 있다. 이러한 분포는 하나의 CU를 복수(2, 4, 8, 16 등을 포함하는 2 이상의 양의 정수)의 CU들로 분할할지 여부에 따라 결정할 수 있다. 분할에 의해 생성된 CU의 가로 크기 및 세로 크기는 각각 분할 전의 CU의 가로 크기의 절반 및 세로 크기의 절반이거나, 분할된 개수에 따라 분할 전의 CU의 가로 크기보다 작은 크기 및 세로 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. CU는 복수의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다. 재귀적 분할에 의해, 분할된 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나의 크기가 분할 전의 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나에 비해 감소될 수 있다. CU의 분할은 기정의된 깊이 또는 기정의된 크기까지 재귀적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, CTU의 깊이는 0일 수 있고, 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)의 깊이는 기정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, CTU는 상술된 것과 같이 최대의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있고, SCU는 최소의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있다. CTU(310)로부터 분할이 시작되고, 분할에 의해 CU의 가로 크기 및/또는 세로 크기가 줄어들 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 예를 들면, 각각의 깊이 별로, 분할되지 않는 CU는 2Nx2N 크기를 가질 수 있다. 또한, 분할되는 CU의 경우, 2Nx2N 크기의 CU가 NxN 크기를 가지는 4개의 CU들로 분할될 수 있다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소할 수 있다.
또한, CU가 분할되는지 여부에 대한 정보는 CU의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 분할 정보는 1비트의 정보일 수 있다. SCU를 제외한 모든 CU는 분할 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 분할 정보의 값이 제1 값이면, CU가 분할되지 않을 수 있고, 분할 정보의 값이 제2 값이면, CU가 분할될 수 있다.
도 3을 참조하면, 깊이가 0인 CTU는 64x64 블록일 수 있다. 0은 최소 깊이일 수 있다. 깊이가 3인 SCU는 8x8 블록일 수 있다. 3은 최대 깊이일 수 있다. 32x32 블록 및 16x16 블록의 CU는 각각 깊이 1 및 깊이 2로 표현될 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할(쿼드트리 분할, quad-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 8x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 8x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할(이진트리 분할, binary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기를 1:2:1의 비율로 분할함으로써, 3개의 부호화 유닛으로 분할 할 수 있다. 일 예로, 16x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 상측부터 각각 16x8, 16x16 및 16x8의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 좌측부터 각각 8x32, 16x32 및 8x32의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 3분할트리(ternary-tree) 형태로 분할(3분할트리 분할, ternary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
도 3의 CTU(320)는 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할이 모두 적용된 CTU의 일 예이다.
전술한 바와 같이, CTU를 분할하기 위해, 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 각각의 분할은 소정의 우선 순위에 기초하여 적용될 수 있다. 예컨대, CTU에 대해 쿼드트리 분할이 우선적으로 적용될 수 있다. 더 이상 쿼드트리 분할될 수 없는 부호화 유닛은 쿼드트리의 리프 노드에 해당될 수 있다. 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 및/또는 3분할트리의 루트 노드가 될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 이 때, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 이진트리 분할하거나 3분할트리 분할하여 생성된 부호화 유닛에 대해서는 다시 쿼드트리 분할이 수행되지 않도록 함으로써, 블록의 분할 및/또는 분할 정보의 시그널링을 효과적으로 수행할 수 있다.
쿼드트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 쿼드 분할 정보를 이용하여 시그널링될 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다. 쿼드 분할 정보는 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에는 우선순위가 존재하지 않을 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할될 수 있다. 또한, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할에 의해 생성된 부호화 유닛은 다시 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에 우선순위가 존재하지 않는 경우의 분할은 복합형트리 분할(multi-type tree partition)이라고 호칭할 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 복합형트리(multi-type tree)의 루트 노드가 될 수 있다. 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나를 이용하여 시그널링될 수 있다. 상기 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할을 위해 순차적으로 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보가 시그널링될 수도 있다.
제1값(예컨대, '1')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 방향 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 방향 정보는 복합형트리 분할의 분할 방향을 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 세로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 가로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 트리 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 트리 정보는 복합형트리 분할을 위해 사용된 트리를 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 이진트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 3분할트리 분할됨을 지시할 수 있다.
분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및 분할 방향 정보는 각각 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나는 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 상기 정보들의 엔트로피 부호화/복호화를 위해, 현재 부호화 유닛에 인접한 주변 부호화 유닛의 정보가 이용될 수 있다. 예컨대, 좌측 부호화 유닛 및/또는 상측 부호화 유닛의 분할 형태(분할 여부, 분할 트리 및/또는 분할 방향)는 현재 부호화 유닛의 분할 형태와 유사할 확률이 높다. 따라서, 주변 부호화 유닛의 정보에 기초하여, 현재 부호화 유닛의 정보의 엔트로피 부호화/복호화를 위한 컨텍스트 정보를 유도할 수 있다. 이때, 주변 부호화 유닛의 정보에는 해당 부호화 유닛의 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
다른 실시예로서, 이진트리 분할과 3분할트리 분할 중, 이진트리 분할이 우선적으로 수행될 수 있다. 즉, 이진트리 분할이 먼저 적용되고, 이진트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 3분할트리의 루트 노드로 설정할 수도 있다. 이 경우, 3분할트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해서는 쿼드트리 분할 및 이진트리 분할이 수행되지 않을 수 있다.
쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할에 의해 더 이상 분할되지 않는 부호화 유닛은 부호화, 예측 및/또는 변환의 단위가 될 수 있다. 즉, 예측 및/또는 변환을 위해 부호화 유닛이 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 따라서, 부호화 유닛을 예측 유닛 및/또는 변환 유닛으로 분할하기 위한 분할 구조, 분할 정보 등이 비트스트림에 존재하지 않을 수 있다.
다만, 분할의 단위가 되는 부호화 유닛의 크기가 최대 변환 블록의 크기보다 큰 경우, 해당 부호화 유닛은 최대 변환 블록의 크기와 같거나 또는 작은 크기가 될 때까지 재귀적으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 64x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 4개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 32x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 2개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 이 경우, 변환을 위한 부호화 유닛의 분할 여부는 별도로 시그널링되지 않고, 상기 부호화 유닛의 가로 또는 세로와 최대 변환 블록의 가로 또는 세로의 비교에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 가로가 최대 변환 블록의 가로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 세로로 2등분 될 수 있다. 또한, 부호화 유닛의 세로가 최대 변환 블록의 세로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 가로로 2등분 될 수 있다.
부호화 유닛의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보, 변환 블록의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최대 크기는 64x64로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다.
쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(쿼드트리 최소 크기)에 관한 정보 및/또는 복합형트리의 루트 노드에서 리프 노드에 이르는 최대 깊이(복합형트리 최대 깊이)에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 상기 쿼드트리 최소 크기에 관한 정보 및/또는 상기 복합형트리 최대 깊이에 관한 정보는 화면 내 슬라이스와 화면 간 슬라이스의 각각에 대해 시그널링되거나 결정될 수 있다.
CTU의 크기와 변환 블록의 최대 크기에 대한 차분 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(이진트리 최대 크기)에 관한 정보는 부호화 트리 유닛의 크기와 상기 차분 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(3분할트리 최대 크기)는 슬라이스의 타입에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 예컨대, 화면 내 슬라이스인 경우, 3분할트리 최대 크기는 32x32일 수 있다. 또한, 예컨대, 화면 간 슬라이스인 경우, 3분할 트리 최대 크기는 128x128일 수 있다. 예컨대, 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(이진트리 최소 크기) 및/또는 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(3분할트리 최소 크기)는 부호화 블록의 최소 크기로 설정될 수 있다.
또 다른 예로, 이진트리 최대 크기 및/또는 3분할트리 최대 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 또한, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다.
전술한 다양한 블록의 크기 및 깊이 정보에 기초하여, 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및/또는 분할 방향 정보 등이 비트스트림에 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
예컨대, 부호화 유닛의 크기가 쿼드트리 최소 크기보다 크지 않으면, 상기 부호화 유닛은 쿼드 분할 정보를 포함하지 않고, 해당 쿼드 분할 정보는 제2값으로 추론될 수 있다.
예컨대, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최대 크기(가로 및 세로) 및/또는 3분할트리 최대 크기(가로 및 세로)보다 큰 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최소 크기(가로 및 세로)와 동일하거나, 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 3분할트리 최소 크기(가로 및 세로)의 두 배와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다. 왜냐하면, 상기 부호화 유닛을 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할할 경우, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기보다 작은 부호화 유닛이 생성되기 때문이다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 복합형트리 내의 깊이가 복합형트리 최대 깊이와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할, 수평 방향 이진트리 분할, 수직 방향 3분할트리 분할 및 수평 방향 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 가능한 경우에만, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수평 방향 이진트리 분할이 모두 가능하거나, 수직 방향 3분할트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 방향 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 방향 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 방향을 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수직 방향 3분할트리 분할이 모두 가능하거나, 수평 방향 이진트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 트리 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 트리 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 트리를 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
도 4는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 사각형은 영상을 나타낼 수 있다. 또한, 도 4에서 화살표는 예측 방향을 나타낼 수 있다. 각 영상은 부호화 타입에 따라 I 픽처(Intra Picture), P 픽처(Predictive Picture), B 픽처(Bi-predictive Picture) 등으로 분류될 수 있다.
I 픽처는 화면 간 예측 없이 화면 내 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. P 픽처는 단방향(예컨대, 순방향 또는 역방향)에 존재하는 참조 영상만을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. B 픽처는 쌍방향(예컨대, 순방향 및 역방향)에 존재하는 참조 영상들을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화 될 수 있다. 또한, B 픽처인 경우, 쌍방향에 존재하는 참조 영상들을 이용하는 화면 간 예측 또는 순방향 및 역방향 중 일 방향에 존재하는 참조 영상을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. 여기에서, 쌍방향은 순방향 및 역방향일 수 있다. 여기서, 화면 간 예측이 사용되는 경우, 부호화기에서는 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있고, 복호화기에서는 그에 대응하는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
아래에서, 실시예에 따른 화면 간 예측에 대해 구체적으로 설명된다.
화면 간 예측 혹은 움직임 보상은 참조 영상 및 움직임 정보를 이용하여 수행될 수 있다.
현재 블록에 대한 움직임 정보는 부호화 장치(100) 및 복호화 장치(200)의 각각에 의해 화면 간 예측 중 도출될 수 있다. 움직임 정보는 복원된 주변 블록의 움직임 정보, 콜 블록(collocated block; col block)의 움직임 정보 및/또는 콜 블록에 인접한 블록을 이용하여 도출될 수 있다. 콜 블록은 이미 복원된 콜 픽처(collocated picture; col picture) 내에서 현재 블록의 공간적 위치에 대응하는 블록일 수 있다. 여기서, 콜 픽처는 참조 영상 리스트에 포함된 적어도 하나의 참조 영상 중에서 하나의 픽처일 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식은 현재 블록의 예측 모드에 따라 다를 수 있다. 예를 들면, 화면 간 예측을 위해 적용되는 예측 모드로서, AMVP 모드, 머지 모드, 스킵 모드, 현재 픽처 참조 모드 등이 있을 수 있다. 여기서 머지 모드를 움직임 병합 모드(motion merge mode)라고 지칭할 수 있다.
예를 들면, 예측 모드로서, AMVP가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터, 콜 블록의 움직임 벡터, 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터, (0, 0) 움직임 벡터 중 적어도 하나를 움직임 벡터 후보로 결정하여 움직임 벡터 후보 리스트(motion vector candidate list)를 생성할 수 있다. 생성된 움직임 벡터 후보 리스트를 이용하여 움직임 벡터 후보를 유도할 수 있다. 유도된 움직임 벡터 후보를 기반으로 현재 블록의 움직임 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 콜 블록의 움직임 벡터 또는 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터를 시간적 움직임 벡터 후보(temporal motion vector candidate)라 지칭할 수 있고, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터를 공간적 움직임 벡터 후보(spatial motion vector candidate)라 지칭할 수 있다.
부호화 장치(100)는 현재 블록의 움직임 벡터 및 움직임 벡터 후보 간의 움직임 벡터 차분(MVD: Motion Vector Difference)을 계산할 수 있고, MVD를 엔트로피 부호화할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 후보 색인을 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 움직임 벡터 후보 색인은 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 후보를 지시할 수 있다. 복호화 장치(200)는 움직임 벡터 후보 색인을 비트스트림으로부터 엔트로피 복호화하고, 엔트로피 복호화된 움직임 벡터 후보 색인을 이용하여 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 복호화 대상 블록의 움직임 벡터 후보를 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화된 MVD 및 움직임 벡터 후보의 합을 통해 복호화 대상 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
비트스트림은 참조 영상을 지시하는 참조 영상 색인 등을 포함할 수 있다. 참조 영상 색인은 엔트로피 부호화되어 비트스트림을 통해 부호화 장치(100)로부터 복호화 장치(200)로 시그널링될 수 있다. 복호화 장치(200)는 유도된 움직임 벡터와 참조 영상 색인 정보에 기반하여 복호화 대상 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식의 다른 예로, 머지 모드가 있다. 머지 모드란 복수의 블록들에 대한 움직임의 병합을 의미할 수 있다. 머지 모드는 현재 블록의 움직임 정보를 주변 블록의 움직임 정보로부터 유도하는 모드를 의미할 수 있다. 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 생성할 수 있다. 움직임 정보는 1) 움직임 벡터, 2) 참조 영상 색인, 및 3) 화면 간 예측 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예측 지시자는 단방향 (L0 예측, L1 예측) 또는 쌍방향일 수 있다.
머지 후보 리스트는 움직임 정보들이 저장된 리스트를 나타낼 수 있다. 머지 후보 리스트에 저장되는 움직임 정보는, 현재 블록에 인접한 주변 블록의 움직임 정보(공간적 머지 후보(spatial merge candidate)) 및 참조 영상에서 현재 블록에 대응되는(collocated) 블록의 움직임 정보(시간적 머지 후보(temporal merge candidate)), 이미 머지 후보 리스트에 존재하는 움직임 정보들의 조합에 의해 생성된 새로운 움직임 정보 및 제로 머지 후보 중 적어도 하나일 수 있다.
부호화 장치(100)는 머지 플래그(merge flag) 및 머지 색인(merge index) 중 적어도 하나를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성한 후 복호화 장치(200)로 시그널링할 수 있다. 머지 플래그는 블록 별로 머지 모드를 수행할지 여부를 나타내는 정보일 수 있고, 머지 색인은 현재 블록에 인접한 주변 블록들 중 어떤 블록과 머지를 할 것인가에 대한 정보일 수 있다. 예를 들면, 현재 블록의 주변 블록들은 현재 블록의 좌측 인접 블록, 상단 인접 블록 및 시간적 인접 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
스킵 모드는 주변 블록의 움직임 정보를 그대로 현재 블록에 적용하는 모드일 수 있다. 스킵 모드가 사용되는 경우, 부호화 장치(100)는 어떤 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로서 이용할 것인지에 대한 정보를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 통해 복호화 장치(200)에 시그널링할 수 있다. 이때, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 차분 정보, 부호화 블록 플래그 및 변환 계수 레벨(양자화된 레벨) 중 적어도 하나에 관한 구문 요소를 복호화 장치(200)에 시그널링하지 않을 수 있다.
현재 픽처 참조 모드는 현재 블록이 속한 현재 픽처 내의 기-복원된 영역을 이용한 예측 모드를 의미할 수 있다. 이때, 상기 기-복원된 영역을 특정하기 위해 벡터가 정의될 수 있다. 현재 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화되는지 여부는 현재 블록의 참조 영상 색인을 이용하여 부호화될 수 있다. 현재 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화된 블록인지 여부를 나타내는 플래그 혹은 색인이 시그널링될 수도 있고, 현재 블록의 참조 영상 색인을 통해 유추될 수도 있다. 현재 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화된 경우, 현재 픽처는 현재 블록을 위한 참조 영상 리스트 내에서 고정 위치 또는 임의의 위치에 추가될 수 있다. 상기 고정 위치는 예를 들어, 참조 영상 색인이 0인 위치 또는 가장 마지막 위치일 수 있다. 현재 픽처가 참조 영상 리스트 내에서 임의의 위치에 추가되는 경우, 상기 임의의 위치를 나타내는 별도의 참조 영상 색인이 시그널링될 수도 있다.
이하, 도 5 내지 도 13을 참조하여, 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 설명한다.
BIO(bi-directional optical flow)는 블록 기반의 움직임 보상을 기반으로 수행되는 픽셀 또는 서브 블록 단위의 움직임 보정 기술을 의미할 수 있다.
예컨대, 시간 t 에서의 픽셀 값(It)이 주어졌을때, 1차 테일러 확장을 통해 수학식 1을 구할 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000001
It0가 It의 움직임 궤도상에 위치를 하고 있고, 움직임 궤도를 따라 optical flow가 유효하다는 가정하에 아래 수학식 2가 성립될 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000002
상기에 기초하여, 수학식 1로부터 아래의 수학식 3이 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000003
Figure PCTKR2018011487-appb-I000001
와
Figure PCTKR2018011487-appb-I000002
를 움직임 속도로 간주하면, Vx0와 Vy0로 나타낼 수 있다. 따라서 상기 수학식 3으로부터 아래의 수학식 4가 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000004
시간 t0에서의 순방향 참조 픽처와 시간 t1에서의 역방향 참조 픽처를 가지고, (t-t0) = (t-t1) = Δt=1인 경우, 시간 t에서의 픽셀값은 아래의 수학식 5에 기초하여 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000005
또한, 움직임은 궤적을 따르고 있기 때문에, Vx0 = Vx1 = Vx, Vy0 = Vy1 = Vy로 가정을 할 수 있다. 따라서 상기 수학식 5로부터 아래의 수학식 6이 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000006
상기 수학식에서, ΔGx, ΔGy는 복원된 참조 픽처들로부터 구할 수 있다.
상기 수학식 6에 있어서,
Figure PCTKR2018011487-appb-I000003
은 일반적인 양방향 예측에 해당할 수 있다. 또한,
Figure PCTKR2018011487-appb-I000004
는 BIO 오프셋을 의미할 수 있다.
움직임 보정 벡터 Vx와 Vy는 부호화기와 복호화기에서 아래의 수학식 7을 이용하여 구할 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000007
상기 수학식 7에서, s1, s2, s3, s5, s6는 시간 t0, t1에서의 픽셀값과 Gx0, Gy0, Gx1, Gy1을 이용하여 계산할 수 있다.
본 발명에서 s1, s2, s3, s5, s6는 s로 표현될 수 있다.
픽셀 단위 또는 서브 블록 단위로 계산된 Vx와 Vy와 수학식 6에 기초하여, 블록의 최종 예측 신호를 계산할 수 있다.
두 개의 서로 다른 참조 픽처들이 현재 픽처보다 시간적으로 앞에 위치하거나 뒤에 위치할 경우, 수학식 8과 같이 현재 픽처와 참조 픽처들간의 시간 거리를 고려하여 시간 t에서의 예측 신호를 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000008
본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재 블록이 속해 있는 픽처 및/또는 슬라이스가 양방향 참조 픽처 리스트에 존재하는 참조 픽처들을 이용하여 화면간 예측을 통해 부/복호화할 수 있는 경우, 현재 블록이 첫번째 움직임 정보만을 가진 경우라도, BIO를 적용하여 부/복호화할 수 있다. 본 발명에서의 상기 첫번째 움직임 정보는 현재 블록의 L0 방향의 움직임 정보 또는 L1 방향의 움직임 정보를 의미할 수 있다.
본 발명에 따르면, 현재 블록이 첫번째 움직임 정보만을 가진 경우, 두번째 움직임 정보를 유도한 후 BIO를 적용하여 부/복호화할 수 있다.
두번째 움직임 정보를 유도함에 있어, 현재 블록의 첫번째 움직임 벡터를 기반으로 두번째 움직임 정보에 대한 유도 여부를 결정할 수 있다.
예컨대, 현재 블록의 첫번째 움직임 벡터 값과 소정의 임계값을 비교한 결과에 기초하여 두번째 움직임 정보를 유도할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 아래의 수학식 9와 같이 현재 블록의 첫번째 x방향 움직임 벡터 (MVx0)와 y방향 움직임 벡터 (MVy0)의 크기에 따라 두번째 움직임 정보에 대한 유도 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에 따르면, MVx0와 MVy0가 모두 임계값 이하일 때, 두번째 움직임 정보를 유도하는 것으로 결정할 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000009
두번째 움직임 정보를 유도하는 것으로 결정된 경우, 예컨대, 상기와 같은 조건을 만족하는 경우, 현재 블록의 첫번째 움직임 정보를 기반으로 두번째의 움직임 정보를 유도할 수 있다. 또한, 첫번째 움직임 정보와 유도된 두번째 움직임 정보를 이용하여 현재 블록에 BIO를 적용할 수 있다.
두번째 움직임 정보 유도 여부를 판단하는 문턱값(Th)은 미리 정의되어 있는 소정의 값을 사용하거나, 비트스트림에 포함되어 전송될 수 있다. 상기 문턱값은 현재 블록의 크기 및/또는 형태와 같은 현재 블록의 부호화 파라미터에 기초하여 적응적으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 문턱값은 시퀀스 파라미터, 픽처 파라미터, 슬라이스 헤더, 블록 레벨의 신택스 데이터로 전송될 수 있다.
두번째 움직임 정보는 현재 픽처와 참조 픽처들간의 시간 거리를 기반으로 유도될 수 있다.
도 5는 첫번째 움직임 정보에 기초하여 두번째 움직임 정보를 유도하는 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, 도 5의 (a)와 같이 현재 픽처(CurPic)와 현재 블록의 첫번째 움직임 정보(MV0)가 지시하는 첫번째 참조 픽처(Ref0)간의 시간 거리(TD0)와 동일한 시간 거리를 가지며 첫번째 참조 픽처(Ref0)와 상이한 POC를 가지는 픽처가 두번째 참조 픽처 리스트에 존재하는 경우에만 해당 픽처를 두번째 참조 픽처(Ref1)로 하여 두번째 움직임 정보(MV1)를 유도할 수 있다.
동일한 시간 거리를 가지는 픽처를 두번째 참조 픽처로 사용할 경우, 두번째 움직임 벡터는 첫번째 움직임 벡터로부터 아래의 수학식 10과 같이 유도할 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000010
예를 들어, 도 5의 (b)와 같이 현재 픽처(CurPic)와 현재 블록의 첫번째 움직임 정보(MV0)가 지시하는 첫번째 참조 픽처(Ref0)간의 시간 거리(TD0)와 동일한 시간 거리를 가지는 픽처가 두번째 참조 픽처 리스트에 존재하지 않을 경우, 현재 픽처(CurPic)와 시간 거리가 가장 짧으면서 첫번째 참조 픽처(Ref0)와 상이한 POC를 가지는 픽처를 두번째 참조 픽처(Ref1)로 하여 두번째 움직임 정보(MV1)를 유도할 수 있다.
상기 예에서, 두번째 움직임 벡터(MV1)는 첫번째 움직임 벡터(MV0), 현재 픽처(CurPic)와 첫번째 참조 픽처(Ref0)간의 시간 거리(TD0), 현재 픽처(CurPic)와 두번째 참조 픽처(Ref1)간의 시간 거리(TD1)를 이용하여 아래의 수학식 11과 같이 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000011
예를 들어, 현재 픽처(CurPic)와 현재 블록의 첫번째 움직임 정보(MV0)가 지시하는 첫번째 참조 픽처(Ref0)간의 시간 거리(TD0)에 상관없이 항상 두번째 참조 픽처 리스트내에서 현재 픽처(CurPic)와 시간 거리가 가장 짧으면서 첫번째 참조 픽처(Ref0)와 상이한 POC를 가지는 픽처를 두번째 참조 픽처(Ref1)로 하여 두번째 움직임 정보(MV1)를 유도할 수 있다.
상기 예에서, 두번째 움직임 벡터(MV1)는 첫번째 움직임 벡터(MV0), 현재 픽처(CurPic)와 첫번째 참조 픽처(Ref0)간의 시간 거리(TD0), 현재 픽처(CurPic)와 두번째 참조 픽처(Ref1)간의 시간 거리(TD1)를 이용하여 아래의 수학식 12와 같이 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000012
두번째 움직임 정보(MV1)를 유도함에 있어, 현재 픽처(CurPic), 현재 블록의 첫번째 움직임 정보(MV0, Ref0)와 다른 방향의 참조 픽처 리스트내의 참조 픽처들을 이용하여 움직임 예측을 통해 두번째 움직임 정보(MV1)를 유도할 수 있다.
예를 들어, 도 5의 (c)와 같이 현재 블록의 첫번째 움직임 정보로부터 생성한 예측 블록(P0)을 기반으로 다른 방향의 참조 픽처 리스트내의 참조 픽처들에 대해 소정의 탐색 영역내에서 예측 블록(P0)와의 왜곡값을 최소로 하는 블록을 찾을 수 있다. 움직임 탐색을 위한 초기 움직임 벡터로는 현재 블록과 대응되는 동일 위치를 지시하는 (0,0) 움직임 벡터를 사용할 수도 있으며, 도 5의 (a) 또는 도 5의 (b)와 같이 첫번째 움직임 벡터(MV0)를 기반으로 유도된 움직임 벡터를 초기 움직임 벡터로 사용하여 소정의 탐색 영역내에서의 왜곡값을 최소로 하는 블록을 찾을 수 있다.
예측 블록(P0)과의 왜곡값을 최소로 하는 블록(Pmin)과 예측 블록(P0) 간의 거리 오프셋을 나타내는 MVsearch 와 현재 블록과 예측 블록(P0)간의 거리 오프셋을 나타내는 MV0를 이용하여 현재 블록의 두번째 움직임 정보를 아래의 수학식 13과 같이 유도할 수 있다. 또한, 예측 블록(Pmin)을 포함하고 있는 참조 픽처(Ref1)의 참조 픽처 인덱스를 두번째 움직임 정보의 참조 픽처 인덱스로 사용할 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000013
상기 실시예들로부터 구한 두번째 움직임 정보가 가용할 경우, 현재 블록의 첫번째 참조 픽처(Ref0)와 첫번째 움직임 정보 및 두번째 참조 픽처(Ref1)와 두번째 움직임 정보를 이용하여 현재 블록에 대해 픽셀 단위 또는 서브 블록 단위의 BIO를 적용하여 최종 예측 신호를 생성할 수 있다.
첫번째 움직임 정보와 두번째 움직임 정보를 이용하여 현재 블록에 BIO를 적용함에 있어, 첫번째 움직임 정보가 지시하는 첫번째 참조 픽처(Ref0)와 두번째 움직임 정보가 지시하는 두번째 참조 픽처(Ref1)가 시간 t에서의 현재 픽처를 기준으로 서로 다른 시간 축 상에 존재하며, 현재 픽처와 첫번째 참조 픽처간의 시간 거리(TD0)와 현재 픽처와 두번째 참조 픽처간의 시간 거리(TD1)가 서로 상이할 경우, 현재 픽처와 참조 픽처들간의 시간 거리를 고려하여 BIO 오프셋을 계산할 수 있다.
예를 들어, 아래와 같은 조건을 만족할 경우, 현재 픽처와 참조 픽처들간의 시간 거리를 고려하여 아래의 수학식 14와 같이 BIO 오프셋을 계산하여 현재 블록의 최종 예측 신호를 구할 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000014
첫번째 움직임 정보와 두번째 움직임 정보를 이용하여 현재 블록에 BIO를 적용함에 있어, 첫번째 움직임 정보가 지시하는 첫번째 참조 픽처(Ref0)와 두번째 움직임 정보가 지시하는 두번째 참조 픽처(Ref1)가 시간 t에서의 현재 픽처를 기준으로 서로 다른 시간 축 상에 존재하며, 첫번째 움직임 정보의 움직임 벡터가 (0,0)이고, 두번째 움직임 정보의 움직임 벡터가 (0,0)인 경우, 현재 블록에 BIO를 적용하지 않을 수 있다.
BIO 오프셋 계산 과정에서 이용하는 그레디언트(Gx0, Gy0, Gx1, Gy1)는 첫번째 움직임 정보와 두번째 움직임 정보를 이용하여 계산될 수 있다.
움직임 벡터가 참조 픽처내에서 부화소 위치를 가리키는 경우는 주변 정수 픽셀 위치의 값들을 이용한 필터들을 적용함으로써, 해당 부화소 위치에서의 수직 및 수평 방향 성분의 그레디언트 값을 계산할 수 있다. 아래의 표 1 및 표 2 는 보간 필터의 필터 계수를 나타낸다.
화소 위치 그레디언트 계산을 위한 보간 필터
0 8 -39 -3 46 -17 5
1/16 8 -32 -13 50 -18 5
1/8 7 -27 -20 54 -19 5
3/16 6 -21 -29 57 -18 5
1/4 4 -17 -36 60 -15 4
5/16 3 -9 -44 61 -15 4
3/8 1 -4 -48 61 -13 3
7/16 0 1 -54 60 -9 2
1/2 1 4 -57 57 -4 1
화소 위치 예측 신호를 위한 보간 필터
0 0 0 64 0 0 0
1/16 1 -3 64 4 -2 0
1/8 1 -6 62 9 -3 1
3/16 2 -8 60 14 -5 1
1/4 2 -9 57 19 -7 2
5/16 3 -10 53 24 -8 2
3/8 3 -11 50 29 -9 2
7/16 3 -11 44 35 -10 3
1/2 3 -10 35 44 -11 3
움직임 벡터가 부화소 위치를 가리키는 경우, 해당 부화소 위치에서 가까운 정수 화소 위치로 라운딩을 한 후 주변 정수 픽셀값들을 이용하여 수직 및 수평 방향 성분의 그레디언트 값을 계산할 수 있다. 이 경우, 표 1의 화소 위치 0에서의 필터 계수만으로 수직 및 수평 방향 성분의 그레디언트 값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 1/16 움직임 벡터 정밀도를 갖고 수평, 수직 방향의 움직임 벡터 크기가 (15, 15) 인 경우는 아래의 수학식 15와 같이 라운딩을 하여 움직임 벡터 (16, 16) 값을 갖도록 한 후 정수 화소 위치들의 픽셀값들과 필터 계수 (8, -39, -3, 46, -17, 5)를 이용하여 수평 방향 성분의 그레디언트 값을 계산할 수 있다. 1/16 움직임 벡터 정밀도를 갖는 경우, shift는 4이고, 1/8 움직임 벡터 정밀도를 갖는 경우는 shift는 3의 값을 가질 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000015
움직임 벡터가 부화소 위치를 가리키는 경우, 해당 부화소 위치에서 보간된 픽셀 값들을 생성한 후 보간된 픽셀 값들을 이용하여 해당 부화소 위치에서의 수직 및 수평 방향 성분의 그레디언트 값을 계산할 수 있다. 보간된 픽셀 값들에 [-1, 0, 1] 필터를 이용하여 해당 부화소 위치에서의 그레디언트를 계산할 수 있다.
도 6은 상기 부화소 위치에서 보간된 픽셀 값들을 생성한 후 보간된 픽셀 값들을 이용하여 수직 및 수평 방향 성분의 그레디언트 값을 계산하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (a)에 도시된 실시예는 4x4 블록에 대해 모든 픽셀 위치에서 그레디언트를 구하는 경우, 즉, 패턴으로 채워진 영역에 대한 픽셀값이 필요한 경우의 실시예이다. 예를 들어, 4x4 블록내 각각의 위치에서 그레디언트 값을 계산하기 위해 [-1, 0, 1] 필터를 적용하는 경우, 예컨대 좌측 상단 (0, 0) 위치에서의 수평 방향의 그레디언트(G0, 0)를 계산하기 위해서는 4x4 블록 밖의 (-1, 0) 위치에서 픽셀값이 요구된다. 또한 우측 상단 (3, 0) 위치에서의 수평 방향의 그레디언트(G3, 0)를 계산하기 위해서는 4x4 블록 밖의 (4, 0) 위치에서의 픽셀값이 요구된다. W(가로)xH(세로) 크기의 블록에 대해 보간된 픽셀 값들을 생성하기 위해 8-탭의 보간 필터가 적용된 경우, 참조 픽처로부터 (W+7)x(H+7) 픽셀값이 필요하지만, 상기 방법에 있어 추가적으로 그레디언트값을 계산하기 위해 가로 및 세로 방향으로 각각 2 픽셀이 증가된 총 (W+7+2)x(H+7+2) 픽셀값들이 필요하다.
참조 픽처에 대한 메모리 대역폭을 감소시키기 위해 도 6의 (b)와 같이 4x4 블록의 안쪽 위치에서만 그레디언트 값을 계산하여 BIO 오프셋을 계산하는데 이용할 수 있다. 예를 들어, 4x4 블록인 경우, 블록의 안쪽 위치인 (1, 1), (2, 1), (1, 2), (2, 2)에서만 그레디언트를 계산하여 사용할 수 있다. 도 6의 (c)는 8x8 블록의 안쪽 위치에서만 그레디언트를 구하는 경우의 실시예를 나타낸다.
또한 그레디언트가 계산되지 않은 위치에 대해서는 블록 안쪽에서 계산된 그레디언트를 복사하여 사용할 수 있다. 도 6의 (d)는 블록 안쪽에서 계산된 그레디언트를 복사하여 사용하는 경우의 실시예를 나타낸다. 예를 들어, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이, 그레디언트값이 계산되지 않은 위치에 대해서는 인접한 위치의 그레디언트값을 해당 위치의 그레디언트값으로 사용할 수 있다.
현재 블록의 BIO 오프셋을 계산하기 위한 움직임 보정 벡터 Vx, Yy는, 픽셀 단위 또는 적어도 하나 이상의 서브 그룹 단위로 계산될 수 있다.
서브 그룹 단위로 계산함에 있어, 서브 그룹의 크기는 현재 대상 블록의 가로와 세로 크기의 비에 기반하여 결정되거나, 서브 그룹의 크기에 대한 정보가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또한 현재 블록의 크기 및/또는 형태에 따라 기-정의된 고정된 크기의 서브 그룹 단위가 이용될 수도 있다.
도 7은 BIO 오프셋을 계산하는 단위가 되는 서브 그룹의 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, 도 7의 (a)와 같이 현재 대상 블록의 크기가 16x16 인 경우, 4x4 서브 그룹 단위로 Vx, Vy 를 계산할 수 있다.
예를 들어, 도 7의 (b)와 같이 현재 대상 블록의 크기가 8x16 인 경우, 2x4 서브 그룹 단위로 Vx, Vy 를 계산할 수 있다.
예를 들어, 도 7의 (c)와 같이 현재 대상 블록의 크기가 16x8 인 경우, 4x2 서브 그룹 단위로 Vx, Vy 를 계산할 수 있다.
예를 들어, 도 7의 (d)와 같이 현재 대상 블록의 크기가 8x16 인 경우, 한 개의 8x8 서브 그룹, 두 개의 4x4 서브 그룹 및 8 개의 2x2 서브 그룹 단위로 Vx, Vy 를 계산할 수 있다.
또는, 현재 대상 블록의 가로 및 세로의 크기, Vx, Vy 를 유도하기 위한 최소 깊이 정보값 및 기-정의된 최소 서브 그룹 크기 중 적어도 하나를 이용하여 서브 그룹 단위의 크기를 정의할 수 있다. 상기 최소 깊이 정보값은 엔트로피 부호화되어 전송될 수 있다.
예를 들어, 현재 대상 블록의 크기가 64x64이고, 최소 깊이 정보값이 3이고, 기-정의된 최소 서브 그룹 크기가 4인 경우, 서브 그룹 단위의 크기는 아래의 수학식 16에 의해 8x8로 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000016
예를 들어, 현재 대상 블록의 크기가 128x64이고, 최소 깊이 정보값이 3이고, 기-정의된 최소 서브 그룹 크기가 4인 경우, 서브 그룹 단위 크기는 아래의 수학식 17에 의해 8x8로 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000017
현재 대상 블록에 대해 서브 그룹 단위의 BIO가 적용된 경우, 서브 그룹 단위로 디블록킹 필터링 적용 여부를 결정한 후, 현재 대상 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
예를 들어, 서브 그룹 단위의 크기가 도 7의 (b) 같이 2x4 인 경우, 현재 대상 블록 내의 가로 길이가 4보다 큰 서브 그룹 간 경계 및 세로 길이가 4보다 큰 서브 그룹 간 경계에 대해 디블록킹 필터링 적용 여부를 결정한 후 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
현재 대상 블록에 대해 서브 그룹 단위의 BIO가 적용된 경우, 서브 그룹 단위로 변환 및 역변환을 수행할 수 있다.
예를 들어, 서브 그룹 단위의 크기가 도 7의 (a)와 같이 4x4 인 경우, 4x4 단위로 변환 및 역변환을 수행할 수 있다.
서브 그룹 단위의 움직임 보정 벡터 Vx, Vy 는 서브 그룹 단위로 계산된 Sgroup 값으로부터 계산할 수 있다.
상기 Sgroup 는 서브 그룹당 계산된 s1, s2, s3, s5, s6 의 집합을 나타낸다. 각각의 s1, s2, s3, s5, s6 는 S 로 표현될 수 있다.
서브 그룹 단위 Sgroup 값을 계산하는 과정은 현재 블록의 확장없이 각 픽셀 위치에서의 그레디언트값(Gx, Gy)만을 이용하여 구한 S 값으로부터 계산될 수 있다. 블록의 확장이라 함은 S 값을 구하고자 하는 픽셀을 기점으로 NxN 윈도우를 적용하여 주변 픽셀들의 S 값을 고려하여 현재 위치에서의 S 값을 계산함을 의미할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 서브 그룹의 크기가 4x4 인 경우, 서브 그룹 단위의 움직임 보정 벡터는 블록의 확장 없이 각 픽셀 위치에서의 그레디언트값만을 이용하여 구한 16개 S 값의 합으로 아래의 수학식 18과 같이 구할 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000018
도 8은 서브 그룹 Sgroup을 구하기 위해, 서브 그룹 내의 각각의 S 값에 적용될 수 있는 가중치를 설명하기 위한 도면이다.
서브 그룹 단위 Sgroup 값을 구하는 과정에 있어서, 도 8의 (a)와 같이 서브 그룹 내의 각각의 S 값에 동일한 가중치를 적용하여 합산한 값을 서브 그룹의 Sgroup 값으로 사용할 수 있다. 도 6의 (b)와 같이 서브 그룹내 안쪽 위치에서만 그레디언트가 계산된 경우, 해당 그레디언트를 이용하여 계산한 S 값을 가중합하여 계산한 S 값을 서브 그룹의 Sgroup 값으로 사용할 수 있다.
도 6의 (d)와 같이 서브 그룹내 안쪽 위치에서만 그레디언트를 계산하고, 외각 위치의 그레디언트는 계산된 그레디언트를 복사하여 사용하는 경우, 안쪽 위치에서의 그레디언트값만으로 계산한 S 값을 가중합하여 S 값을 계산하여 서브 그룹의 Sgroup 값으로 사용할 수 있다
도 6의 (d)와 같이 서브 그룹내 안쪽 위치에서만 그레디언트를 계산하고, 외각 위치의 그레디언트는 계산된 그레디언트를 복사하여 사용하는 경우, 서브 그룹내 모든 위치에서의 그레디언트값으로부터 계산된 S 값들을 가중합한 S 값을 서브 그룹의 Sgroup 값으로 사용할 수 있다.
서브 그룹 단위 Sgroup 값을 구하는 과정에 있어서, 도 8의 (b)와 같이 서브 그룹 내의 각각의 S 값에 서로 다른 가중치를 적용하여 합산한 값을 서브 그룹의 Sgroup 값으로 사용할 수 있다
또는, 서브 그룹 내의 특정 위치의 S 값을 서브 그룹의 Sgroup 값으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 8의 (c)와 같이 현재 블록의 서브 그룹의 크기가 4x4 인 경우, S10위치의 S 값을 해당 서브 그룹의 Sgroup 으로 사용할 수 있다. 상기 특정 위치에 관한 정보는 부/복호화기에서 미리 정해질 수 있다. 또는 비트스트림을 통해 시그널링되거나, 현재 블록의 부호화 파라미터(크기, 형태 등)에 기초하여 유도될 수 있다.
도 9는 서브 그룹 Sgroup을 구하기 위해, 서브 그룹 내 특정 위치에서의 S 값만을 가중합하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 서브 그룹내 특정 위치에서의 S 값만을 가중합하여 Sgroup으로 사용할 수 있다.
상기 방법으로 구한 서브 그룹 단위의 Sgroup 값을 이용하여 수학식 7과 같이 서브 그룹 단위의 움직임 보정 벡터 Vx, Vy 를 구할 수 있다. 상기 움직임 보정 벡터 Vx, Vy 와 서브 그룹내 각 픽셀 위치에서의 그레디언트값을 이용하여 서브 그룹 내 각 픽셀 위치에서의 수학식 6에서
Figure PCTKR2018011487-appb-I000005
에 해당하는 BIO 오프셋 값을 계산할 수 있다. 상기 BIO 오프셋 값을 계산함에 있어, 그레디언트가 계산되지 않은 픽셀 위치에 대해서는 도 6의 (d)와 같이 블록 안쪽에서 계산된 그레디언트값을 복사하여 계산에 사용할 수 있다.
서브 그룹 단위로 유도된 움직임 보정 벡터와 서브 그룹 내 각각의 픽셀 위치에서의 그레디언트값들에 대한 대표값을 이용하여 서브 그룹 단위로 BIO 오프셋을 계산하여 서브 그룹 내 각 픽셀 위치에 동일한 BIO 오프셋을 적용할 수 있다. 상기 서브 그룹 내 그레디언트 값들의 대표값은 그레디언트 값들의 최소값, 최대값, 평균값, 가중 평균값, 최빈값, 보간값 및 중간값(median value) 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
서브 그룹 내 각 픽셀 위치에서 구한 BIO 오프셋 값들에 대한 대표값을 구해 서브 그룹 내 각 픽셀 위치에서 동일한 BIO 오프셋값을 적용할 수 있다. 상기 대표값은 BIO 오프셋 값들의 최소값, 최대값, 평균값, 가중 평균값, 최빈값, 보간값 및 중간값 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
서브 그룹 단위의 움직임 보정 벡터 Vx, Vy 는 서브 그룹 내 픽셀 단위로 계산된 움직임 보정 벡터 Vx, Vy 를 이용하여 계산할 수 있다.
예를 들어, 서브 그룹의 크기가 2x2 인 경우, 아래 수학식 19와 같이 서브 그룹의 Vx, Vy 를 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000019
서브 그룹 단위의 Vx, Vy 의 유도는 현재 블록의 크기에 기반하여 결정될 수 있다. 서브 그룹 단위는 현재 블록의 크기와 소정의 문턱값과의 비교에 기초하여 결정될 수 있다. 소정의 문턱값은 Vx, Vy 의 유도 단위를 결정하는 기준 크기를 의미할 수 있다. 이는 최소값 및 최대값 중 적어도 하나의 형태로 표현될 수 있다. 소정의 문턱값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록의 부호화 파라미터(예를 들어, 움직임 벡터 크기 등)에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있다. 또는 비트스트림(예를 들어, 시퀀스, 픽처, 슬라이스, 블록 레벨 등)을 통해 시그널링될 수 있다.
일 예로, 가로와 세로 길이의 곱이 256 이상인 블록은 서브 그룹 단위로 Vx, Vy 를 계산하고 그렇지 않은 블록은 픽셀 단위로 계산할 수 있다.
일 예로, 가로와 세로 길이 중 최소인 길이가 8 이상인 블록은 서브 그룹 단위로 Vx, Vy 를 계산하고 그렇지 않은 블록은 픽셀 단위로 계산할 수 있다
서브 그룹 단위 Sgroup 값은 현재 블록에 대한 주변 픽셀 위치들의 그레디언트 값을 함께 고려하여 픽셀 단위로 계산된 S 값들로부터 계산될 수 있다.
도 10은 S 값을 계산하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
현재 블록 내에서 좌상단 위치(0,0)에서의 S 값은, 해당 위치에 5x5 윈도우를 적용하여 주변 픽셀 위치들의 그레디언트 값과 현재 위치에서의 그레디언트 값을 함께 고려하여 계산할 수 있다. 현재 블록 밖에 해당하는 위치에서의 그레디언트 값은 도 10의 (a)와 같이 현재 블록 내의 그레디언트값을 이용하거나 직접 계산하여 이용할 수 있다. 현재 블록 내의 다른 위치에서의 S 값도 동일하게 계산될 수 있다.
현재 블록 내의 서브 그룹 단위 Sgroup 값은 위치에 따라 서로 다른 가중치를 적용하여 계산될 수 있다. 이 때, 블록의 확장 없이 현재 블록 내의 그레디언트 값만이 이용될 수 있다.
예를 들어, 서브 그룹의 크기가 2x2 인 경우, 각 픽셀 위치에서 5x5 윈도우를 적용한 경우 주변 픽셀 위치들의 그레디언트 값을 고려하여 계산된 S 값들에 대해 도 10의 (b)와 같이 6x6 가중치 테이블을 적용하여 서브 그룹의 Sgroup 값을 계산할 수 있다.
예를 들어, 서브 그룹의 크기가 4x4 인 경우, 각 픽셀 위치에서 5x5 윈도우를 적용한 경우 주변 픽셀 위치들의 그레디언트 값을 고려하여 계산된 S 값들에 대해 도 10의 (c)와 같이 8x8 가중치 테이블을 적용하여 서브 그룹의 Sgroup 값을 계산할 수 있다.
예를 들어, 서브 그룹의 크기가 8x8 인 경우, 각 픽셀 위치에서 5x5 윈도우를 적용한 경우 주변 픽셀 위치들의 그레디언트 값을 고려하여 계산된 S 값들에 대해 도 10의 (d)와 같이 12x12 가중치 테이블을 적용하여 서브 그룹의 Sgroup 값을 계산할 수 있다.
도 11은 서브 그룹의 크기가 4x4인 경우의 Sgroup을 계산하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 11의 (a)는 4x4 블록 내 픽셀 위치 및 주변 픽셀 위치에서의 그레디언트를 도시한 도면이다. 도 11의 (b)는 4x4 블록 내 픽셀 위치 및 주변 픽셀 위치에서의 S 값을 도시한 도면이다.
예를 들어, 서브 그룹의 크기가 4x4 인 경우, 도 11과 같이 현재 블록 픽셀 위치뿐만 아니라 주변 픽셀 위치에 구한 그레디언트로부터 구한 각 위치에서의 모든 S 값의 합으로 Sgroup 을 계산할 수 있다. 예컨대, 아래의 수학식 20이 이용될 수 있다. 이 때 각 위치에서의 가중치는 소정의 값(예를 들어, 1)으로 동일할 수 있으며, 서로 다른 가중치를 적용할 수 있다. 주변 픽셀 위치에서의 S 값이 가용하지 않을 경우에는 가용한 주변 S 값만 현재 서브 그룹내 S 값들에 합산하여 Sgroup 을 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000020
전술한 실시예에서, 각 픽셀 위치에 적용된 MxN 윈도우의 크기에 따라 가중치 테이블의 크기와 가중치는 달라질 수 있다. M과 N은 0보다 큰 자연수이며, M과 N은 서로 동일하거나, 상이할수 있다.
서브 그룹 단위로 계산된 Vx, Vy 를 첫번째 움직임 정보 및 두번째 움직임 정보에 반영하여 현재 블록의 움직임 정보를 서브 그룹 단위로 업데이트하여 저장한 후 다음 대상 블록에 이용할 수 있다. 서브 그룹 단위로 움직임 벡터를 업데이트 하는 경우, 기 정의된 소정의 서브 그룹 위치의 움직임 보정 벡터(Vx, Vy)만을 이용하여 현재 블록의 움직임 정보를 업데이트할 수 있다. 도 7의 (a)와 같이 대상 블록이 16x16이고 서브 그룹의 크기가 4x4인 경우, 현재 블록의 첫번째 움직임 벡터와 두번째 움직임 벡터에 좌상단의 첫번째 서브 그룹의 움직임 보정 벡터만을 반영한 움직임 벡터를 현재 블록의 움직임 벡터로 저장할 수 있다.
이하, 색차 성분의 움직임 벡터의 유도에 대해 설명한다.
일 실시예에 따르면, 휘도 성분으로부터 서브 그룹 단위로 계산된 움직임 보정 벡터 (Vx, Vy)를 색차 성분의 움직임 벡터에 반영하여 색차 성분을 위한 움직임 보상 과정에 사용할 수 있다.
또는 기 정의된 상대적인 위치의 서브 그룹의 움직임 보정 벡터를 현재 블록의 첫번째 및 두번째 움직임 벡터에 반영한 움직임 벡터를 색차 성분의 움직임 벡터로 사용할 수 있다.
도 12는 휘도 성분에 기초하여 색차 성분의 움직임 벡터를 유도하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이 현재 대상 블록의 크기가 8x8 이고 서브 그룹의 크기가 4x4 인 경우, 색차 블록의 움직임 벡터는 서브 블록 ④의 움직임 보정 벡터 (Vx, Vy)를 현재 대상 블록의 첫번째 움직임 벡터(MV0x, MV0y) 및 두번째 움직임 벡터(MV1x, MV1y)에 반영한 움직임 벡터일 수 있다. 즉, 색차 성분의 움직임 벡터는 아래의 수학식 21과 같이 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000021
상기 색차 블록의 움직임 벡터를 계산하기 위한 움직임 보정 벡터로서, 상기 서브 블록 ④의 움직임 보정 벡터 대신에 다른 서브 블록의 움직임 보정 벡터가 이용될 수도 있다. 또는 서브 블록들 ① 내지 ④ 중 둘 이상의 서브 블록들의 움직임 보정 벡터의 최대값, 최소값, 중간값, 평균값, 가중평균값 및 최빈값 중 적어도 하나가 이용될 수도 있다.
휘도 성분으로부터 서브 그룹 단위로 계산된 움직임 보정 벡터 (Vx, Vy)를 색차 성분(Cb, Cr)에 반영하여 색차 성분을 위한 움직임 보상 과정에 사용할 수 있다.
도 13은 색차 성분을 위한 움직임 보상 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 13에 도시된 바와 같이 휘도 블록의 서브 그룹 단위의 크기가 4x4 인 경우, 대응되는 색차 블록(Cb, Cr)은 2x2 크기의 서브 그룹을 갖게 되며, 색차 블록 내의 각각의 서브 그룹의 움직임 보정 벡터는 대응되는 휘도 블록의 서브 그룹의 움직임 보정 벡터를 사용할 수 있다.
예를 들어, 색차 블록(Cb, Cr)의 첫번째 서브 그룹의 움직임 보정 벡터(Vcx1, Vcy1)는 대응되는 휘도 블록의 첫번째 서브 그룹의 움직임 보정 벡터(Vx1, Vy1)를 사용할 수 있다.
색차 성분(Cb, Cr)의 서브 그룹 단위로 구한 움직임 보정 벡터 값과 복원된 색차 성분(Cb, Cr)의 픽셀값을 이용하여 휘도 성분의 경우와 마찬가지로 색차 성분(Cb, Cr)의 서브 그룹 단위로 BIO 오프셋을 계산할 수 있다. 이 때, 아래의 수학식 22가 이용될 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000022
상기 수학식에서, ΔGcx, ΔGcy 는 색차 성분(Cb, Cr)의 참조 픽처들의 복원 픽셀들로부터 구할 수 있다.
예를 들어, 도 13에 도시된 색차 성분의 두번째 서브 그룹 내의 픽셀 값 위치에서의 Gcx, Gcy 는 다음과 같이 구할 수 있다.
P2 위치에서의 x 성분의 Gc 는 P1 위치에서의 픽셀값과 P3 위치에서의 픽셀값과의 차분을 통해 계산할 수 있다.
P3 위치에서의 x 성분의 Gc는 P2 위치에서의 픽셀값과 P3 위치에서의 픽셀값과의 차분을 통해 계산할 수 있다.
P2 위치에서의 y 성분의 Gc는 P6 위치에서의 픽셀값과 P2 위치에서의 픽셀값과의 차분을 통해 계산할 수 있다.
P6 위치에서의 y 성분의 Gc는 P2 위치에서의 픽셀값과 P10 위치에서의 픽셀값과의 차분을 통해 계산할 수 있다.
부호화기는 현재 블록에 대해 BIO를 수행할지 여부를 결정한 후 수행 여부를 지시하는 정보를 부호화(예컨대, 엔트로피 부호화)할 수 있다. BIO를 수행할 지 여부는 BIO를 적용하기 전 예측 신호와 적용 후 예측 신호간의 왜곡값의 비교 등을 통해 결정될 수 있다. 복호화기는 비트스트림으로부터 BIO 수행 여부를 지시하는 정보를 복호화(예컨대, 엔트로피 복호화)하여 수신된 정보에 따라 BIO를 수행할 수 있다.
BIO 수행 여부를 지시하는 정보는 현재 블록의 부호화 파라미터에 기초하여 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또는 BIO 수행 여부를 지시하는 정보는 현재 블록의 부호화 파라미터에 기초하여 부호화/복호화가 생략될 수도 있다. 상기 부호화 파라미터는 예측 모드, 움직임 보상의 정확도, 현재 블록의 크기, 형태, 분할 형태(쿼드트리 분할인지, 이진트리 분할인지, 또는 3분할트리 분할인지 여부), 전역움직임보상 모드 및 복호화기에서의 움직임 보정 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 첫번째 움직임 정보를 기반으로 움직임 보상을 수행하여 생성한 예측 신호와 두번째 움직임 정보를 기반으로 움직임 보상을 수행하여 생성한 예측 신호를 이용하여 움직임 보상의 정확도를 판별할 수 있다. 예컨대, 두 예측 신호간의 차분 신호를 기반으로 움직임 보상의 정확도를 판별할 수 있으며, 차분 신호와 소정의 문턱값과의 비교에 기초하여 판별할 수 있다. 소정의 문턱값은 차분 신호의 정확도를 판별하여 BIO 수행 여부를 결정하는 기준 값을 의미한다. 이는 최소값 및 최대값 중 적어도 하나의 형태로 표현될 수 있다. 소정의 문턱값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록의 크기, 형태 및 비트 심도 등 부호화 파라미터에 의해 결정되는 값일 수 있으며, SPS, PPS, 슬라이스 헤더(Slice header), 타일(Tile), CTU, CU 레벨에서 시그널링된 된 값일 수 있다. 또한 현재 블록에 대한 서브 블록 단위로 BIO 수행 여부를 결정할 수 있다. 각각의 서브 블록 단위에서 서브 블록에 해당하는 두 예측 신호간의 차분 신호와 소정의 문턱값의 비교에 기초하여 서브 블록 단위로 BIO 수행 여부를 결정할 수 있다. 서브 블록 단위에서 사용되는 소정의 문턱값은 블록 단위에서 사용되는 문턱값도 동일할 수 있으며 서로 상이할 수 있다. 최소값 및 최대값 중 적어도 하나의 형태로 표현될 수 있으며, 부호화기/복호화기에서 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록의 크기, 형태 및 비트 심도 등 부호화 파라미터에 의해 결정되는 값일 수 있으며, SPS, PPS, 슬라이스 헤더(Slice header), 타일(Tile), CTU, CU 레벨에서 시그널링된 된 값일 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 머지 모드(merge mode)인 경우는 BIO 수행 여부를 지시하는 정보를 엔트로피 부호화/복호화하지 않고, 항상 BIO 를 적용할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 AMVP 모드(AMVP mode)인 경우는 BIO 수행 여부를 지시하는 정보를 엔트로피 부호화/복호화하여 해당 정보에 따라 BIO를 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 AMVP 모드(AMVP mode)인 경우는 BIO 수행 여부를 지시하는 정보를 엔트로피 부호화/복호화하지 않고, 항상 BIO 를 적용할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 머지 모드(merge mode)인 경우는 BIO 수행 여부를 지시하는 정보를 엔트로피 부호화/복호화하여 해당 정보에 따라 BIO를 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 AMVP 모드이며 ¼ 픽셀(quarter) 단위 움직임 보상을 수행하는 경우에는 BIO 수행 여부를 지시하는 정보를 엔트로피 부/복호화하지 않고 항상 BIO를 적용할 수 있다. 또한, 현재 블록이 AMVP 모드이며 정수 픽셀(1픽셀 또는 4 픽셀) 단위 움직임 보상을 수행하는 경우에는 BIO 수행 여부를 지시하는 정보를 엔트로피 부/복호화하여 해당 정보에 따라 BIO를 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 AMVP 모드이며 정수 픽셀(1픽셀 또는 4픽셀) 단위 움직임 보상을 수행하는 경우에는 BIO 수행 여부를 지시하는 정보를 엔트로피 부/복호화하지 않고 항상 BIO를 적용할 수 있으며, 1/4 픽셀(quarter) 단위 움직임 보상을 수행하는 경우에는 BIO 수행 여부를 지시하는 정보를 엔트로피 부/복호화하여 해당 정보에 따라 BIO를 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 AMVP 모드이고 크기가 256 휘도 픽셀보다 작거나, 같은 경우 BIO 수행 여부를 지시하는 정보를 엔트로피 부/복호화하여 해당 정보에 따라 BIO 를 수행할 수 있다. 조건을 만족하지 않는 경우는 항상 BIO를 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 기 정의된 크기 이하의 경우에 대해서는 BIO를 수행하지 않을 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 기 정의된 크기 이하이며, 바이너리 트리로 분할된 경우에는 BIO를 수행하지 않을 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 기 정의된 크기 이하이며, 삼분할 트리로 분할된 경우에는 BIO를 수행하지 않을 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 조명 보상 모드 (illumination compensation mode) 또는 어파인 모드 (affine mode) 또는 복호화기에서의 움직임 정보를 보정하는 모드 (예를 들어, PMMVD(Pattern matched motion vector derivation), DMVR(Decoder-side motion vector refinement), 현재 블록을 포함하고 있는 현재 영상을 참조하여 화면간 예측을 수행하는 현재 영상 참조(CPR, Current Picture Referencing) 모드인 경우에는 항상 BIO를 적용하지 않을 수 있다.
CTU 단위, CTU의 하위 단위 중 적어도 하나 이상의 단위에서 엔트로피 복호화된 플래그 정보에 따라 현재 대상 블록에 BIO 적용 여부를 결정할 수 있다. 이 때 하위 단위는 CTU의 하위 단위, CU 단위, PU 단위 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, CTU 블록 크기가 128x128 이고 CTU의 하위 단위인 32x32 블록 단위에서 BIO 에 관한 정보가 엔트로피 복호화될 경우, 32x32 블록에 속하며 32x32 블록 단위보다 크기가 작은 블록에 대해서는 32x32 블록 단위에서 엔트로피 복호화된 BIO 관련 정보에 기반하여 BIO를 수행할 수 있다.
예를 들어, CTU의 블록 깊이가 0이고, 블록 깊이가 1인 CTU의 하위 단위에서 BIO에 관한 정보가 엔트로피 복호화될 경우, 해당 CTU의 하위 단위에 포함되며, 블록 깊이가 1 이상인 블록에 대해서는 블록 깊이가 1인 CTU의 하위 단위에서 엔트로피 복호화된 BIO 관련 정보에 기반하여 BIO를 수행할 수 있다.
현재 블록의 최종 예측 샘플 신호는 기존 양방향 예측을 통해 구한 예측 샘플 신호(Pconventional bi-prediction)와 BIO를 통해 구한 예측 샘플 신호(Poptical flow)의 가중합을 이용하여 생성할 수 있다. 이 때, 아래의 수학식 23이 이용될 수 있다.
Figure PCTKR2018011487-appb-M000023
상기 수학식에 있어서, 각 블록에 적용되는 가중치(σ 또는 1-σ)는 서로 동일할 수도 있고, 현재 블록의 부호화 파라미터에 따라 상이하게 결정될 수 있다. 상기 부호화 파라미터는 예측 모드, 움직임 보상의 정확도, 현재 블록의 크기, 형태, 분할 형태(쿼드트리 분할인지, 이진트리 분할인지, 3분할트리 분할인지 여부), 전역움직임보상 모드, 복호화기에서의 움직임 보정 모드, 현재 블록이 속한 현재 픽처의 계층 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 머지 모드인지 AMVP 모드인지에 따라 가중치(σ)가 달라질 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 AMVP 모드인 경우, ¼ 픽셀(quarter) 단위 움직임 벡터 차분(MVD)를 갖는지 정수 단위 움직임 벡터 차분(MVD)를 갖는지에 따라 가중치(σ)가 달라질 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 머지 모드인 경우, 어파인 모드(affine mode), 조명보상 모드, 복호화기에서의 움직임 정보를 보정하는 모드(예를 들어, PMMVD, DMVR)에 따라 가중치(σ)가 달라질 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기 및/또는 형태에 따라 가중치(σ)가 달라질 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 속해 있는 현재 픽처의 시간적 계층(temporal layer)에 따라 가중치(σ)가 달라질 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 대해 서브 그룹 단위로 BIO가 적용된 경우, 서브 그룹 단위로 가중치(σ)가 달라질 수 있다.
상기의 실시예들은 부호화기 및 복호화기에서 같은 방법으로 수행될 수 있다.
상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 상이할 수 있고, 상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 동일할 수 있다.
휘도 및 색차 신호 각각에 대하여 상기 실시예를 수행할 수 있고, 휘도 및 색차 신호에 대한 상기 실시예를 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 블록의 형태는 정방형(square) 형태 혹은 비정방형(non-square) 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 부호화 블록, 예측 블록, 변환 블록, 블록, 현재 블록, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛, 유닛, 현재 유닛 중 적어도 하나의 크기에 따라 적용될 수 있다. 여기서의 크기는 상기 실시예들이 적용되기 위해 최소 크기 및/또는 최대 크기로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 고정 크기로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예들은 제1 크기에서는 제1의 실시예가 적용될 수도 있고, 제2 크기에서는 제2의 실시예가 적용될 수도 있다. 즉, 상시 실시예들은 크기에 따라 복합적으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예들은 최소 크기 이상 및 최대 크기 이하일 경우에만 적용될 수도 있다. 즉, 상기 실시예들을 블록 크기가 일정한 범위 내에 포함될 경우에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 8x8 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 4x4일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이상이고 64x64 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 시간적 계층(temporal layer)에 따라 적용될 수 있다. 상기 실시예들이 적용 가능한 시간적 계층을 식별하기 위해 별도의 식별자(identifier)가 시그널링되고, 해당 식별자에 의해 특정된 시간적 계층에 대해서 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 여기서의 식별자는 상기 실시예가 적용 가능한 최하위 계층 및/또는 최상위 계층으로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 특정 계층을 지시하는 것으로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예가 적용되는 고정된 시간적 계층이 정의될 수도 있다.
예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최하위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층 식별자가 1 이상인 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최상위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 슬라이스 종류(slice type)이 정의되고, 해당 슬라이스 종류에 따라 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
움직임 벡터가 16-화소(16-pel) 단위, 8-화소(8-pel) 단위, 4-화소(4-pel) 단위, 정수-화소(integer-pel) 단위, 1/2-화소(1/2-pel) 단위, 1/4-화소(1/4-pel) 단위, 1/8-화소(1/8-pel) 단위, 1/16-화소(1/16-pel) 단위, 1/32-화소(1/32-pel) 단위, 1/64-화소(1/64-pel) 단위 중 적어도 하나 이상을 가질 때도 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 또한 움직임 벡터는 상기 화소 단위 별로 선택적으로 사용될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (19)

  1. 현재 블록이 양방향 예측이 가능하고, 첫번째 움직임 정보만 가지는 경우, 두번째 움직임 정보를 유도할지 여부를 결정하는 결정 단계;
    상기 첫번째 움직임 정보에 기초하여 두번째 움직임 정보를 유도하는 유도 단계; 및
    상기 첫번째 움직임 정보와 두번째 움직임 정보에 기초하여, BIO 예측을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예측 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결정 단계는,
    상기 첫번째 움직임 정보에 기초하여 수행되는 영상 복호화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 결정 단계는,
    상기 첫번째 움직임 정보에 포함된 첫번째 움직임 벡터가 소정의 임계값보다 작은 경우, 상기 두번째 움직임 정보를 유도하는 것으로 결정하는 영상 복호화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임계값은 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유도 단계는,
    상기 현재 블록이 포함된 현재 픽처와 참조 픽처들 간의 시간 거리를 기반으로 상기 두번째 움직임 정보를 유도하는 영상 복호화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유도 단계는,
    상기 첫번째 움직임 정보가 참조하는 참조 픽처와 상기 두번째 움직임 정보가 참조하는 참조 픽처의 예측 방향은 상이하도록 상기 두번째 움직임 정보를 유도하는 영상 복호화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 예측 단계는,
    상기 현재 블록의 BIO 오프셋을 계산하기 위한 움직임 보정 벡터 계산 단계를 포함하고,
    상기 움직임 보정 벡터 계산은 픽셀 단위 또는 서브 그룹 단위로 계산되는 영상 복호화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 서브 그룹 단위의 크기는 상기 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 영상 복호화 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대해 상기 서브 그룹 단위의 BIO 예측이 수행된 경우, 상기 현재 블록에 대한 디블록킹 필터링 및 역변환 중 적어도 하나는 상기 서브 그룹 단위로 수행되는 영상 복호화 방법.
  10. 현재 블록이 양방향 예측이 가능하고, 첫번째 움직임 정보만 가지는 경우, 두번째 움직임 정보를 유도할지 여부를 결정하는 결정 단계;
    상기 첫번째 움직임 정보에 기초하여 두번째 움직임 정보를 유도하는 유도 단계; 및
    상기 첫번째 움직임 정보와 두번째 움직임 정보에 기초하여, BIO 예측을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예측 단계를 포함하는 영상 부호화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 결정 단계는,
    상기 첫번째 움직임 정보에 기초하여 수행되는 영상 부호화 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 결정 단계는,
    상기 첫번째 움직임 정보에 포함된 첫번째 움직임 벡터가 소정의 임계값보다 작은 경우, 상기 두번째 움직임 정보를 유도하는 것으로 결정하는 영상 부호화 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 임계값은 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 영상 부호화 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 유도 단계는,
    상기 현재 블록이 포함된 현재 픽처와 참조 픽처들 간의 시간 거리를 기반으로 상기 두번째 움직임 정보를 유도하는 영상 부호화 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 유도 단계는,
    상기 첫번째 움직임 정보가 참조하는 참조 픽처와 상기 두번째 움직임 정보가 참조하는 참조 픽처의 예측 방향은 상이하도록 상기 두번째 움직임 정보를 유도하는 영상 부호화 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 예측 단계는,
    상기 현재 블록의 BIO 오프셋을 계산하기 위한 움직임 보정 벡터 계산 단계를 포함하고,
    상기 움직임 보정 벡터 계산은 픽셀 단위 또는 서브 그룹 단위로 계산되는 영상 부호화 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 서브 그룹 단위의 크기는 상기 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 영상 부호화 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대해 상기 서브 그룹 단위의 BIO 예측이 수행된 경우, 상기 현재 블록에 대한 디블록킹 필터링, 변환 및 역변환 중 적어도 하나는 상기 서브 그룹 단위로 수행되는 영상 부호화 방법.
  19. 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서, 상기 영상 부호화 방법은,
    현재 블록이 양방향 예측이 가능하고, 첫번째 움직임 정보만 가지는 경우, 두번째 움직임 정보를 유도할지 여부를 결정하는 결정 단계;
    상기 첫번째 움직임 정보에 기초하여 두번째 움직임 정보를 유도하는 유도 단계; 및
    상기 첫번째 움직임 정보와 두번째 움직임 정보에 기초하여, BIO 예측을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예측 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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