WO2019078581A1 - 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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Definitions

  • the present invention relates to an image encoding / decoding method and apparatus. More particularly, the present invention relates to an image encoding / decoding method and apparatus using diagonal division on a block structure using various block division forms in inter picture prediction and a bit stream generated by the image encoding method / apparatus of the present invention And a recording medium stored therein.
  • the market demand for high definition video is increasing, and a technology that can efficiently compress high resolution images is needed.
  • JCT-VC Joint Collaborative Team on Video Coding
  • the video compression consists largely of in-picture prediction (or intra prediction), inter-picture prediction (or inter prediction), transformation, quantization, entropy coding, and an in-loop filter.
  • in-picture prediction or intra prediction
  • inter-picture prediction or inter prediction
  • transformation quantization
  • quantization quantization
  • entropy coding and an in-loop filter.
  • video compression techniques are being discussed to effectively provide high resolution and ultra-high resolution stereoscopic content.
  • An object of the present invention is to provide a video encoding / decoding method and apparatus with improved compression efficiency, and a recording medium storing a bitstream generated by the video encoding method / apparatus of the present invention.
  • the present invention also provides a video encoding / decoding method and apparatus for efficiently performing prediction using diagonal division on a block structure using various block division forms, and a video encoding method / And an object of the present invention is to provide a recording medium on which a recording medium is stored.
  • the method of decoding an image according to the present invention includes the steps of: obtaining diagonal division information for a current block; determining a diagonal division structure of the current block using the diagonal division information; Diagonally partitioning the current block into a first area and a second area, and the current block may be a leaf node of a square partition or a rectangular partition.
  • the division information may include a flag indicating whether the current block is diagonal divided.
  • the diagonal division may be determined as one of a down-right diagonal division and an up-right direction diagonal division according to a division direction.
  • the division information includes division direction information indicating a direction of the diagonal division
  • the division step includes dividing the current block into diagonal division can do.
  • the diagonal dividing step may include performing masking on the current block, wherein the masking is performed such that a predetermined weighting operation is performed on a sample of the current block.
  • the current block may include a first sample composed of samples in one direction based on a boundary line among samples included in an area not passing through the boundary line of the diagonal division, And a third sample composed of the samples of the current block that do not belong to the first sample and the second sample, and the third sample consisting of samples that do not belong to the first sample and the second sample, Applies a first value to the first sample, a second value to the second sample, and a third value to the third sample, and the masking for the second region applies the third value to the first sample, A second value may be applied to the second sample, and a third value may be applied to the third sample.
  • the masking for the first area and the masking for the second area satisfy the following formula 1 and,
  • Mask_p0 (x, y) represents a masking value for the first area
  • MASK_p1 (x, y) represents a masking value for the second area
  • the sample value of the current block satisfies the following equation (2)
  • P_DMP (x, y) represents a specific sample value of the current block
  • P_p0 (x, y) represents a sample value of samples belonging to the first region
  • P_p1 And the shfit may represent a scaling value according to the masking.
  • the square division or the rectangular division may be one of a quad-tree division, a binary-tree division, and a ternary-tree division .
  • the image encoding method includes the steps of: determining a diagonal division structure for a current block; diagonally partitioning the current block into a first area and a second area according to the determined diagonal division structure; Encoding the diagonal partition information for the diagonal partition structure, wherein the current block may be a leaf node of a square partition or a rectangular partition.
  • the image encoding method according to the present invention may further include encoding a flag indicating whether the current block is diagonal divided.
  • the diagonal division may be determined as one of a down-right diagonal division and an up-right direction diagonal division according to a division direction.
  • the image encoding method according to the present invention may further include encoding the division direction information indicating the direction of the diagonal division.
  • the step of diagonal partitioning may include performing masking on the current block, wherein the masking is performed such that a predetermined weighting operation is performed on a sample of the current block.
  • the current block may include a first sample composed of samples in one direction with respect to a boundary line of a sample included in an area not passing through the boundary line of the diagonal division, And a third sample consisting of the samples not belonging to the first sample and the second sample among the samples of the lower block, wherein the masking for the first region Applies a first value to the first sample, a second value to the second sample, and a third value to the third sample, and the masking for the second region applies the third value to the first sample, A second value may be applied to the second sample, and a third value may be applied to the third sample.
  • the masking for the first area and the masking for the second area satisfy the following equation (3) and,
  • Mask_p0 (x, y) represents a masking value for the first area
  • MASK_p1 (x, y) represents a masking value for the second area
  • the sample value of the current block satisfies the following equation (4)
  • P_DMP (x, y) represents a specific sample value of the current block
  • P_p0 (x, y) represents a sample value of samples belonging to the first region
  • P_p1 And the shfit may represent a scaling value according to the masking.
  • the square division or the rectangular division may be one of a quad-tree division, a binary-tree division, and a ternary-tree division .
  • the non-volatile storage medium includes the steps of: determining a diagonal partition structure for a current block; diagonally partitioning the current block into a first area and a second area according to the determined diagonal partition structure; And encoding the diagonal division information for the diagonal division structure, wherein the current block is capable of storing a bit stream generated by an image encoding method that is a leaf node of a square division or a rectangular division.
  • a video encoding / decoding method and apparatus with improved compression efficiency and a recording medium storing a bit stream generated by the video encoding method / apparatus of the present invention can be provided.
  • a video encoding / decoding method and apparatus using inter picture prediction with improved compression efficiency and a recording medium storing a bit stream generated by the video encoding method / apparatus of the present invention can be provided.
  • an image encoding / decoding method and apparatus for effectively performing inter picture prediction using a diagonal division on a block structure using various block division forms, and an image encoding method / apparatus of the present invention And a recording medium storing the generated bit stream may 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 of a decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • 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 for explaining an image segmentation structure when encoding and decoding an image.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a geometry motion partition (GEO).
  • GEO geometry motion partition
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an image encoding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 7 is another diagram for explaining an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is another diagram for explaining that the diagonal division according to an embodiment of the present invention may represent various arbitrary division types.
  • FIG. 9 is another diagram for explaining a diagonal division direction determination method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining a masking method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view for explaining a masking method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining syntax parameters according to an embodiment of the present invention.
  • a part when referred to as being 'connected' to another part, it includes not only a case where it is directly connected but also a case where the part is electrically connected with another part in between.
  • first, second, etc. 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.
  • part of the constitution of the apparatus or part of the method may be omitted. Also, the order of some of the configuration of the device or part of the method may be changed. Other configurations or other steps may also be inserted in part of the configuration of the device or part of the method.
  • each constituent unit is described by arranging each constituent unit for convenience of explanation, and at least two constituent units of each constituent unit 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 the separate embodiments of each of these components are also included in the scope of the present invention without departing from the essence of the present invention.
  • the video decoding apparatus may be a personal security camera, a private security system, a military security camera, a military security system, a personal computer (PC), a notebook computer, a portable multimedia player (PMP)
  • a device included in a server terminal such as a wireless communication terminal, a smart phone, a TV application server and a service server, and may be a user terminal such as various devices, a communication modem for performing communication with a wired /
  • a memory for storing various programs and data for inter-screen or intra-picture prediction for decoding or decoding an image, and a microprocessor for executing and calculating and controlling a program, etc.
  • an image encoded with a bitstream by an encoder can be transmitted in real time or in non-real time via a wired or wireless communication network such as the Internet, a local area wireless communication network, a wireless LAN network, a WiBro network, a mobile communication network, Universal Serial Bus), and the like, and can be decoded and restored into an image and reproduced.
  • the bit stream generated by the encoder may be stored in memory.
  • the memory may include both volatile memory and non-volatile memory.
  • a memory may be represented by a recording medium storing a bit stream.
  • a moving picture may be composed of a series of pictures, and each picture may be divided into a coding unit such as a block.
  • a coding unit such as a block.
  • " picture " described below can be used as a substitute for another term having an equivalent meaning such as an image, a frame, etc., and can be understood by those skilled in the art to which the present embodiment belongs will be.
  • coding unit may be replaced with other terms having equivalent meanings such as unit blocks, blocks, and the like.
  • a conventional image coding apparatus 100 includes a picture dividing unit 110, prediction units 120 and 125, a transform unit 130, a quantization unit 135, a reordering unit 160, An inverse transform unit 165, an inverse quantization unit 140, an inverse transform unit 145, a filter unit 150, and a memory 155.
  • the picture division unit 110 may divide the input picture into at least one processing unit.
  • the processing unit may be a prediction unit (PU), a transform unit (TU), or a coding unit (CU).
  • a coding unit may be used as a unit for performing coding, or may be used as a unit for performing decoding.
  • the prediction unit may be one divided into at least one square or rectangular shape having the same size in one coding unit, and one of the prediction units in one coding unit may be divided into another prediction Or may have a shape and / or size different from the unit. If a prediction unit performing intra prediction on the basis of an encoding unit is not the minimum encoding unit at the time of generation, intraprediction can be performed without dividing the prediction unit into a plurality of prediction units NxN.
  • the prediction units 120 and 125 may include an inter prediction unit 120 that performs inter prediction or inter prediction, and an intra prediction unit 125 that performs intra prediction or intra prediction. It is possible to determine whether to use inter prediction or intra prediction for a prediction unit and to determine concrete information (e.g., intra prediction mode, motion vector, reference picture, etc.) according to each prediction method.
  • the residual value (residual block) between the generated prediction block and the original block can be input to the conversion unit 130.
  • the prediction mode information, motion vector information, and the like used for prediction can be encoded by the entropy encoding unit 165 together with the residual value and transmitted to the decoder.
  • the prediction mode information, the motion vector information, and the like are not generated by the encoder, and the information is not transmitted to the decoder.
  • the inter-prediction unit 120 may predict a prediction unit based on information of at least one of a previous picture or a following picture of the current picture, and may predict a prediction unit based on information of a partially- Unit may be predicted.
  • the inter prediction unit 120 may include a reference picture interpolation unit, a motion prediction unit, and a motion compensation unit.
  • the reference picture information is supplied from the memory 155 and pixel information of an integer pixel or less can be generated in the reference picture.
  • a DCT-based interpolation filter having a different filter coefficient may be used to generate pixel information of an integer number of pixels or less in units of quarter pixels.
  • a DCT-based 4-tap interpolation filter having a different filter coefficient may be used to generate pixel information of an integer number of pixels or less in units of 1/8 pixel.
  • the motion prediction unit may perform motion prediction based on the reference picture interpolated by the reference picture interpolating unit.
  • Various methods such as Full Search-based Block Matching Algorithm (FBMA), Three Step Search (TSS), and New Three-Step Search Algorithm (NTS) can be used as methods for calculating motion vectors.
  • the motion vector may have a motion vector value of 1/2 or 1/4 pixel unit based on the interpolated pixel.
  • the motion prediction unit can predict the current prediction unit by making the motion prediction method different.
  • Various methods such as a skip method, a merge method, an AMVP (Advanced Motion Vector Prediction) method, and an Intra Block Copy method can be used as the motion prediction method.
  • AMVP Advanced Motion Vector Prediction
  • the motion prediction unit performs a template matching method and a bilateral matching (motion trajectory) ) Method can be applied.
  • the template matching method and the bilateral matching method will be described later in detail with reference to FIG.
  • the intra prediction unit 125 can generate a prediction unit based on reference pixel information around the current block which is pixel information in the current picture.
  • the reference pixel included in the block in which the inter prediction is performed is referred to as the reference pixel Information. That is, when the reference pixel is not available, the reference pixel information that is not available may be replaced by at least one reference pixel among the available reference pixels.
  • a residual block including a prediction unit that has been predicted based on the prediction unit generated by the prediction units 120 and 125 and a residual value that is a difference value from the original block of the prediction unit may be generated.
  • the generated residual block may be input to the transform unit 130.
  • the transform unit 130 transforms the residual block including the residual information of the prediction unit generated through the original block and the predictors 120 and 125 into a DCT (Discrete Cosine Transform), a DST (Discrete Sine Transform), a KLT You can convert using the same conversion method.
  • the decision to apply the DCT, DST, or KLT to transform the residual block may be based on the intra prediction mode information of the prediction unit used to generate the residual block.
  • the quantization unit 135 may quantize the values converted into the frequency domain by the conversion unit 130. [ The quantization factor may vary depending on the block or the importance of the image. The values calculated by the quantization unit 135 may be provided to the inverse quantization unit 140 and the reorder unit 160.
  • the reordering unit 160 can reorder the coefficient values with respect to the quantized residual values.
  • the reordering unit 160 may change the two-dimensional block type coefficient to a one-dimensional vector form through a coefficient scanning method.
  • the rearranging unit 160 may scan a DC coefficient to a coefficient in a high frequency region using a Zig-Zag scan method, and change the DC coefficient to a one-dimensional vector form.
  • a vertical scan may be used to scan two-dimensional block type coefficients in a column direction, and a horizontal scan to scan a two-dimensional block type coefficient in a row direction depending on the size of the conversion unit and the intra prediction mode. That is, it is possible to determine whether any scanning method among the jig-jag scan, the vertical direction scan and the horizontal direction scan is used according to the size of the conversion unit and the intra prediction mode.
  • the entropy encoding unit 165 may perform entropy encoding based on the values calculated by the reordering unit 160. For entropy encoding, various encoding methods such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) may be used.
  • the entropy encoding unit 165 can encode the residual value coefficient information of the encoding unit from the reordering unit 160 and the predicting units 120 and 125. [ Also, according to the present invention, it is possible to signal and transmit information indicating that the motion information is derived from the decoder side and information on the technique used to derive the motion information.
  • the inverse quantization unit 140 and the inverse transformation unit 145 inverse quantize the quantized values in the quantization unit 135 and inversely transform the converted values in the conversion unit 130.
  • the residual value generated by the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 145 is combined with the prediction unit predicted through the motion estimation unit, the motion compensation unit and the intra prediction unit included in the prediction units 120 and 125, A block (Reconstructed Block) can be generated.
  • the filter unit 150 may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • the deblocking filter can remove block distortion caused by the boundary between the blocks in the reconstructed picture.
  • the offset correction unit may correct the offset of the deblocked image with respect to the original image in units of pixels.
  • ALF adaptive Loop Filtering
  • the memory 155 may store the reconstructed block or picture calculated through the filter unit 150 and the reconstructed block or picture stored therein may be provided to the predictor 120 or 125 when the inter prediction is performed.
  • the image decoder 200 includes an entropy decoding unit 210, a reordering unit 215, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 225, prediction units 230 and 235, 240, and a memory 245 may be included.
  • the input bitstream may be decoded in a procedure opposite to that of the image encoder.
  • the entropy decoding unit 210 can perform entropy decoding in a procedure opposite to that in which entropy encoding is performed in the entropy encoding unit of the image encoder. For example, various methods such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) may be applied in accordance with the method performed by the image encoder.
  • various methods such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) may be applied in accordance with the method performed by the image encoder.
  • CAVLC Context-Adaptive Variable Length Coding
  • CABAC Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the entropy decoding unit 210 may decode information related to intra prediction and inter prediction performed in the encoder.
  • the reordering unit 215 can perform reordering based on a method in which the entropy decoding unit 210 rearranges the entropy-decoded bitstreams in the encoding unit.
  • the coefficients represented by the one-dimensional vector form can be rearranged by restoring the coefficients of the two-dimensional block form again.
  • the inverse quantization unit 220 can perform inverse quantization based on the quantization parameters provided by the encoder and the coefficient values of the re-arranged blocks.
  • the inverse transform unit 225 may perform an inverse DCT, an inverse DST, and an inverse KLT on the DCT, DST, and KLT transformations performed by the transform unit on the quantization result performed by the image encoder.
  • the inverse transform can be performed based on the transmission unit determined by the image encoder.
  • a transform technique e.g., DCT, DST, KLT
  • the prediction units 230 and 235 can generate a prediction block based on the prediction block generation related information provided by the entropy decoding unit 210 and the previously decoded block or picture information provided in the memory 245.
  • intra prediction or intra prediction is performed in the same way as in the operation of the image encoder, when the size of the prediction unit and the size of the conversion unit are the same, a pixel existing on the left side of the prediction unit, , The intra prediction is performed on the prediction unit based on the pixels existing at the top.
  • intra prediction when the size of the prediction unit differs from the size of the conversion unit, Prediction can be performed. It is also possible to use intra prediction using NxN division only for the minimum coding unit.
  • the prediction units 230 and 235 may include a prediction unit determination unit, an inter prediction unit, and an intra prediction unit.
  • the prediction unit determination unit receives various information such as prediction unit information input from the entropy decoding unit 210, prediction mode information of the intra prediction method, motion prediction related information of the inter prediction method, and identifies prediction units in the current coding unit. It is possible to determine whether the unit performs inter prediction or intra prediction. On the other hand, if the encoder 100 does not transmit the motion prediction related information for the inter prediction but instead transmits the information indicating that the motion information is derived from the decoder side and the technique used for deriving the motion information The prediction unit determination unit determines the prediction performance of the inter prediction unit 23 based on the information transmitted from the encoder 100.
  • the inter prediction unit 230 predicts the current prediction based on the information included in at least one of the previous picture of the current picture or the following picture including the current prediction unit by using information necessary for inter prediction of the current prediction unit provided by the image encoder, Unit can be performed.
  • a motion prediction method of a prediction unit included in a corresponding encoding unit on the basis of an encoding unit includes a skip mode, a merge mode, an AMVP mode, and an intra block copy mode It is possible to judge whether or not it is any method.
  • the inter prediction unit 230 itself derives motion information from the information provided by the image encoder on the decoder side, which indicates that the motion information is derived and used, and the technique used to derive the motion information, Can be performed.
  • the intra prediction unit 235 can generate a prediction block based on the pixel information in the current picture. If the prediction unit is a prediction unit that performs intra prediction, the intra prediction can be performed based on the intra prediction mode information of the prediction unit provided by the image encoder.
  • the intraprediction unit 235 may include an AIS (Adaptive Intra Smoothing) filter, a reference pixel interpolator, and a DC filter.
  • the AIS filter performs filtering on the reference pixels of the current block and can determine whether to apply the filter according to the prediction mode of the current prediction unit.
  • the AIS filtering can be performed on the reference pixel of the current block using the prediction mode of the prediction unit provided in the image encoder and the AIS filter information. When the prediction mode of the current block is a mode in which AIS filtering is not performed, the AIS filter may not be applied.
  • the reference pixel interpolator may interpolate the reference pixels to generate reference pixels in units of pixels less than or equal to an integer value when the prediction mode of the prediction unit is a prediction unit that performs intra prediction based on pixel values obtained by interpolating reference pixels.
  • the reference pixel may not be interpolated in the prediction mode in which the prediction mode of the current prediction unit generates the prediction block without interpolating the reference pixel.
  • the DC filter can generate a prediction block through filtering when the prediction mode of the current block is the DC mode.
  • the restored block or picture may be provided to the filter unit 240.
  • the filter unit 240 may include a deblocking filter, an offset correction unit, and an ALF.
  • the deblocking filter of the video decoder When information on whether a deblocking filter is applied to a corresponding block or picture from the image encoder or a deblocking filter is applied, information on whether a strong filter or a weak filter is applied can be provided.
  • the deblocking filter of the video decoder the deblocking filter related information provided by the video encoder is provided, and the video decoder can perform deblocking filtering for the corresponding block.
  • the offset correction unit may perform offset correction on the reconstructed image based on the type of offset correction applied to the image and the offset value information during encoding.
  • the ALF can be applied to an encoding unit on the basis of ALF application information and ALF coefficient information provided from an encoder. Such ALF information may be provided in a specific parameter set.
  • the memory 245 may store the reconstructed picture or block to be used as a reference picture or a reference block, and may also provide the reconstructed picture to the output unit.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an image segmentation structure when encoding and decoding an image.
  • FIG. 3 illustrates a process in which one image 300 is divided into one or more lower units 310 and 315.
  • FIG. 3 illustrates a process in which one image 300 is divided into one or more lower units 310 and 315.
  • a coding unit can be used as a basic unit of subtraction / decryption.
  • the encoding unit may be a unit for identifying a prediction mode when encoding / decoding an image, a conversion / inverse conversion unit, a quantization unit, and a basic unit for encoding / decoding a conversion coefficient.
  • one image 300 may be sequentially partitioned into a maximum coding unit (LCU) 310 and a lower unit 315.
  • LCU maximum coding unit
  • the division of a unit in an image may mean division of a block corresponding to the unit.
  • the division information may include information on the depth of the encoding unit or the block. Here, depth may mean the number of times, or the degree to which a particular unit is divided.
  • One unit may be divided into a plurality of lower units 315 based on the division information.
  • Each divided subunit may have partitioning information for the subunits, and may have information about the depth information or the size of the subunits.
  • the division information may mean the configuration of a coding unit (CU) in a coding tree unit (CTU).
  • the division information may be determined depending on whether one CU is divided into a plurality of CUs.
  • the plurality of CUs generated by this division may have a positive integer of 2 or more in the size of the width or the length.
  • the horizontal size and the vertical size may be the same or different from each other.
  • a plurality of CUs can be recursively divided again.
  • the partitioned CU may have a horizontal size or a vertical size that is smaller than at least one of a horizontal size or a vertical size compared to a CU before being divided.
  • the recursive partitioning of CU can be recursively done up to a predefined size.
  • An encoding unit having a minimum size that is no longer recursively partitioned can be defined as a Smallest Coding Unit (SCU).
  • the SCU may have a predetermined maximum depth value. That is, the partitioning is started from the LCU, and the SCU can be generated through the recursive partitioning.
  • the LCU 310 having a depth of 0 may be a 64x64 block. Where 0 can be the minimum depth. On the other hand, a SCU with a maximum depth may have a depth of three. Where 3 can be the maximum depth. 32x32, and 16x16 can have depths 1 and 2, respectively. Also, 32x16 can have 2 as the depth value.
  • One CU can be divided into four units.
  • the horizontal size and the vertical size of the divided CU may have a size of half of the CU before division.
  • the encoding unit is divided into a quad-tree form.
  • one CU can be divided into two units.
  • at least one of the horizontal size and the vertical size of the divided CU may be half of the CU before division.
  • the two divided CUs may each have a size of 32x16. If one CU is divided into two CUs as described above, it can be said that the CUs are divided into a binary tree or a binary tree.
  • one CU can be divided into three units.
  • at least one of the horizontal size and the vertical size of the divided CUs can be determined as one of the sizes obtained by dividing the size of the CUs before the division by a specific ratio. For example, if a partitioned 32x32 CU is divided into 3 CUs, it can be partitioned at a ratio of 1: 2: 1. In this case, a 32x32 CU may have a size of 32x8, 32x16 and 32x8. If one CU is divided into three CUs as described above, it can be said that the CUs are divided into a ternary-tree or a triple-divided tree form.
  • Figure 3 shows the result of one LCU 310 being partitioned through a quadtree, a binary tree, and a ternary tree.
  • the encoder and the decoder can apply one of a quadtree division, a binary tree division, and a triple division tree division in order to divide a CTU.
  • each partition can be applied in the predefined order.
  • quadtree partitioning can be applied to the LCU preferentially.
  • a CU to which a quadtree partition can not be applied any more may be a leaf node of a quadtree partition.
  • a leaf node of a quad tree partition can be a root node of a binary tree or a triple partition tree.
  • the CU corresponding to each node of the quadtree can be determined through quad tree partitioning information. For example, if the quadtree partitioning information has a first value, the quad partitioning information may indicate that the corresponding CU is recursively partitioned into a quadtree. On the other hand, when the quad tree partition information has the second value, the quad partition information of the corresponding CU may indicate that the corresponding CU is no longer a quadtree partition.
  • the leaf node of the quadtree may be divided by at least one of a binary tree division and a triple division tree, or may not be divided. If there is no priority between the binary tree partition and the triple partition tree for a particular CU, the partition of the corresponding CU may be said to be partitioned into a multi-type tree partition.
  • Information on division, information on division type, division direction information, and the like can be signaled with flags each having a predetermined length.
  • the prediction using the diagonal division proposed in the present invention can be applied to a block to which at least one of the quad tree division, the binary tree division, and the ternary division is applied.
  • various types of prediction can be performed by a block in which at least one of the quad tree segmentation, the binary tree segmentation, and the turntree segmentation is adjacent to the block in which the diagonal division according to the present invention is performed.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a geometry motion partition (GEO).
  • GEO geometry motion partition
  • JCT-VC Joint Collaboration Team Video Coding
  • GEO Geometry motion partition
  • the existing GEO-based decoding apparatus can divide one block 400 into two different areas 405 and 410.
  • a boundary line dividing one block into two regions can be defined as a boundary line 415 of GEO division.
  • the boundary line 415 of the GEO segmentation using a straight line includes two variables, an angle value ( ) And the normal length ( ). ≪ / RTI >
  • the angle value may mean the angle formed by the reference line and the normal line
  • the normal line length may mean the distance from the origin to the boundary line 415 of the GEO division.
  • the segmentation using GEO has the advantage of dividing various types of blocks, but there is a disadvantage in that both of the angular value and the normal length described above must be signaled in order to determine the GEO boundary for segmentation. Since the encoder needs to signal both the angle value and the normal length, there is a problem that the block division using the GEO causes an overhead in signaling.
  • a block to be coded which is divided into a square shape or a rectangular shape on a block structure to which various block division forms are applied is divided into a diagonal line connecting the upper left and lower right sides or a diagonal line connecting the upper right and lower left sides, /
  • DMPs diagonal motion portions
  • a diagonal division or triangular division.
  • the various block division forms described in this specification may refer to at least one of the existing quad tree division type, the quad tree division type, the binary tree division type, the ternary division type, or the form in which the division is applied in combination. That is, the various block division types may mean various division types in which one block is divided into a plurality of square and rectangular blocks.
  • the diagonal division according to the present invention can be broadly referred to as a method of dividing the square and rectangular blocks into diagonal lines and performing prediction using the diagonal lines in the structure in which the above-described various block division types are applied.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the decoding apparatus can obtain the division information of the current block to be decoded (S500). More specifically, the decoding apparatus entropy-decodes a bitstream transmitted from an encoding apparatus to obtain division information on a current block. Thereafter, the decoding apparatus determines a diagonal division structure for the current block using the obtained division information (S510), and divides the current block to be decoded according to the determined division structure.
  • the current block may be an encoded block obtained by recursively applying square or orthogonal division.
  • the current block in this case may mean a square partition or a rectangular partition in which a rectangular partition or a rectangular partition can not be applied any more.
  • the square division here may mean quad tree division as described above, and the rectangular division may mean at least one of the binarization division or the turntree division division described above.
  • the current block may be a block resulting from applying at least one of quad tree segmentation, binary tree segmentation, and cubic tree segmentation recursively to any encoding unit.
  • the current block is not limited to the encoding block generated by the above-described method, and a block generated according to various types of block division methods that can be implemented by a typical descriptor can be applied to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an image encoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus can determine a diagonal division structure for a current block (S600).
  • the diagonal division structure can be determined to have a block structure having an optimum rate-distortion (RD) using various conventionally used image encoding methods.
  • the encoding apparatus can diagonally divide the current block according to the determined diagonal division structure (S610).
  • the encoding apparatus can encode diagonal division information (S620).
  • the present invention is performed by a decoding apparatus, but the described embodiments can be performed in the same way in the encoding apparatus and the decoding apparatus. Also, the same embodiment may be applied to each of the luminance and color difference signals, and the embodiment according to the present invention may be applied to only one of the luminance and color difference signals.
  • the present invention can be applied according to the size of a current block or the size of a sub-block in which a current block is divided.
  • 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 embodiments of the present invention may be applied only when the size of the current block or the sub-block into which the current block is divided is not less than the minimum size and not more than the maximum size. That is, the embodiments may be applied only when the block size is within a certain range.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining a diagonal division according to an embodiment of the present invention, FIG.
  • the current block may be a block in which a square or a rectangular block division is recursively performed for an arbitrary encoding unit, and no further square or rectangular block division is performed. That is, the current block may mean a leaf node of a square division or a rectangular division. That is, the current block may have either a square shape or a rectangular shape.
  • the current block may refer to a block in which quad tree segmentation for any encoding unit is performed recursively so that further quadtree segmentation is not performed. That is, in this case, the current block may have a square shape or a rectangular shape, and may be subjected to an additional binary tree division or a ternary tree division application.
  • the current block in this specification may refer to a block generated as a result of performing at least one square or rectangular block division on an arbitrary encoding unit as a target block that can be subjected to diagonal division.
  • a block that can be a subject of diagonal division may be a quad tree segmentation, a binary tree segmentation, and a turntree segmentation in at least one of the encoding units, Quot; may mean a leaf node of a square partition or a rectangular partition in which a tree partition can not be performed.
  • the decoding apparatus can divide one block 700 into two different areas 705 and 710. [ At this time, a boundary line for dividing one block into two regions can be defined as a boundary line 715 of diagonal division.
  • the boundary line 715 of the diagonal division can be defined by two variables.
  • Two regions of the block to be divided due to the dividing boundary line 715 can be defined as a first region and a second region. 7, the region 705 on the left side is defined as a first region, and the region 710 on the right side is defined as a second region, but the meaning of the first region and the second region is not limited to this description.
  • the two divided regions may be defined as the first region or the second region regardless of the position and the shape.
  • the present invention is not limited to the square segmentation or orthogonal segmentation for any encoding unit, It is possible to divide an arbitrary encoded block using diagonal division.
  • Fig. 7 shows an example in which the decoding apparatus obtains the same block division structure as the division structure explained in Fig. 4, using one vertical binary tree division and one diagonal division.
  • Fig. 7 shows that one square block 700 is divided into two rectangular blocks in accordance with the vertical binary tree division. At this time, the diagonal division may not be applied to the left-side rectangular block. That is, FIG. 7 shows an example in which diagonal division is performed only on the right-side rectangular block among the two rectangular blocks.
  • the decoding apparatus can obtain the same type of division structure as the GEO division through the combination of square division or orthogonal division and diagonal division.
  • an arbitrary block division type can be expressed by square division or rectangular block division and diagonal division division information alone.
  • Figure 8 shows several encoding blocks diagonally segmented according to the present invention.
  • the decoding apparatus can diagonally divide the current block.
  • the direction in which the block is divided by connecting the left upper vertex and the lower right vertex is defined as a down-right direction diagonal division.
  • the direction in which the block is divided by connecting the upper right vertex and the lower left vertex is defined as an up-right direction diagonal division.
  • the decoding apparatus can perform one of the right-down direction diagonal division or the right-up direction diagonal division with respect to the current block.
  • the first encoding block shown in FIG. 8 shows the diagonal division performed by the downward directional boundary line 800.
  • the second encoding block shown in FIG. 8 shows the diagonal division performed by the rightward directional boundary line 805.
  • the decoding apparatus can divide the encoded block in the rightward or downward direction according to the division information.
  • the decoding apparatus can perform diagonal division not only on a square block but also on a rectangular block.
  • FIG. 9 is another diagram for explaining a method of determining a diagonal division direction according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 9 (a) shows right-diagonal diagonal division
  • Fig. 9 (b) shows right-diagonal diagonal division.
  • the boundary line of the partition dividing the current block can be defined according to the following equation (1).
  • Equation (1) is defined with the origin at the uppermost leftmost coordinate of the current block. Equation (1) above may be an example for expressing right-diagonal and right-diagonal diagonals of any square or rectangular block. That is, one or more mathematical expressions for expressing the diagonal division according to the present invention may exist, and the expression for expressing the diagonal division according to the present invention is not limited to the above-described expression (1).
  • two regions generated by diagonal division shown in FIG. 9 (a) or FIG. 9 (b) can be defined as a first region and a second region, respectively.
  • the area on the left side is defined as the first area and the area on the right side is defined as the second area based on the diagonal line of the diagonal division, but the meaning of the first area and the second area is not limited to this description.
  • the two divided regions may be defined as the first region or the second region regardless of the position and the shape.
  • FIG. 10 is a view for explaining a masking method according to an embodiment of the present invention.
  • the decoding apparatus can perform masking on the samples in the encoding block to be subjected to the diagonal division. Where the masking can be performed on both the samples around the diagonal of the diagonal splitting and the samples in the diagonal splitting area as well as the samples located on the diagonal of the diagonal splitting
  • masking may refer to a method of determining which area of a first area and a second area a specific sample included in a target decoded block for diagonal division belongs to.
  • masking may mean a method of performing a predetermined weighting operation on each sample of the diagonal partitioning object decoding block. Since it is impossible to divide a single sample, it can mean a method in which a sample passing a boundary line of diagonal division is expressed by a weighted sum of two regions.
  • FIG. 10 shows an example in which the decoding apparatus applies rightward directional masking to a 16x8 size encoding block.
  • 10 (a) shows the masking for the first area of right-upward diagonal partitioning
  • Fig. 10 (b) shows the masking for the second area of right-diagonal partitioning.
  • the masking method may be defined in advance. Also, the masking method can be determined differently depending on the size of the target block of the diagonal division, the dividing direction, and the like.
  • the masking may be defined according to Equation (2) below.
  • the scope of rights of the present invention is not limited by the numerical values and the like presented in the equation (2).
  • Mask_p0 and Mask_p1 may denote a weight value for determining the pixel value of each area sample.
  • the diagonal division target encoding block is a first sample composed of samples in either direction based on a boundary line among the samples included in the area where the boundary line of the diagonal division does not pass, A second sample composed of samples that are not contained in the first sample, and a third sample composed of samples that are not included in the first sample and the second sample.
  • the masking for the first region may be to apply the first value, the second value and the third value to the first sample, the second sample and the third sample, respectively.
  • the masking for the second area may be to apply the third value, the second value and the first value to the first sample, the second sample and the third sample, respectively.
  • the first value, the second value, and the third value may be 2, 1, and 0, respectively, as disclosed in Equation (2).
  • Equation (3) the final sample value of the current block can be defined according to Equation (3) below.
  • the scope of rights of the present invention is not limited by the numerical values or the variables shown in Equation (3).
  • P_DMP (x, y) may be a sample value of a sample belonging to the first region or the second region
  • the shift may be a value for scaling the sample value according to the masking.
  • the value of the shift may be one.
  • P_p0 (x, y) and P_p1 (x, y) may refer to prediction samples obtained by performing motion compensation on a reference picture using different motion vectors corresponding to the respective regions of diagonal division. Also, P_p0 (x, y) and P_p1 (x, y) may mean sample values of reconstructed samples corresponding to the respective regions of the current block.
  • FIG. 11 is another view for explaining a masking method according to another embodiment of the present invention.
  • Samples adjacent to the boundary of the diagonal splitting or boundaries are obtained by weighted summing of samples obtained physically from different regions, so that discontinuities in the image may occur at the boundary of the diagonal splitting or in the samples adjacent to the boundary.
  • the decoding apparatus can perform masking considering the discontinuity of the sample values.
  • the motion compensation considering the discontinuity in the image coding / decoding region can be defined as overlapped block compensation (OBMC) or position based motion compensation.
  • OBMC overlapped block compensation
  • the decoding apparatus can perform the diagonal division on the current block in consideration of the OBMC.
  • the masking considering the discontinuity of the sample value adjacent to the boundary line or border of the diagonal division is referred to as masking considering the discontinuity of the samples.
  • FIG. 11 shows an embodiment in which the decoding apparatus performs masking with respect to a coding block in consideration of discontinuity of samples. Specifically, FIG. 11 shows that the decoding apparatus performs masking of a right-upward diagonal division in a 16x8-sized encoding block.
  • Fig. 11 (a) shows the masking for the first area of right-upward diagonal division
  • Fig. 11 (b) shows the masking for the second area of right-diagonal division.
  • the masking method and the weight set values taking into account the discontinuity of the samples may be predefined. Also, the masking method and the weight set value considering the discontinuity of the samples can be determined according to the size of the target block of the diagonal division, the division direction, the motion vector, the color difference component, and the like.
  • the masking value gradually decreases or increases in a direction different from the boundary direction of the diagonal division. That is, when the diagonal division direction is the rightward direction, the masking weight value may gradually decrease or increase in the downward direction.
  • the largest masking value can be assigned to the sample furthest away from the boundary.
  • the smallest masking value (for example, 0) may be assigned to the furthest away sample in the opposite direction to the direction in which the largest masking value is assigned with respect to the boundary line.
  • the masking value for the first area may be allocated to be gradually reduced in the downward direction.
  • the masking value for the second area may be allocated to be incrementally increased in the downward direction.
  • the masking set values shown in Figs. 11 (a) and 11 (b) are examples of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the weight set value may be determined as ⁇ 0, 1, 2, 4, 6, 7, 8 ⁇ .
  • the weight set value may be determined as ⁇ 0, 1/8, 2/8, 4/8, 6/8, 8/8 ⁇ .
  • the weight set value may be determined as ⁇ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ⁇ .
  • the weight set value may be determined as ⁇ 0, 1/8, 2/8, 3/8, 4/8, 5/8, 6/8, 7/8, 8/8 ⁇ .
  • the weight set value described above is one example, and the weight set value may be determined using a combination of various values that gradually increase or decrease.
  • the decoding apparatus can apply different weight set values to the luminance component and the chrominance component. For example, if the weight set value of the luminance component masking is ⁇ 0, 1, 2, 4, 6, 7, 8 ⁇ or ⁇ 0, 1/8, 2/8, 4/8, 6/8, 8/8 ⁇ , A weight set value of ⁇ 0, 1, 4, 7, 8 ⁇ or ⁇ 0, 1/8, 4/8, 7/8, 8/8 ⁇ can be used for chrominance component masking have.
  • weight set value of the luminance component masking is ⁇ 0,1,2,3,4,5,6,7,8 ⁇ or ⁇ 0, 1/8, 2/8, 3/8, 4/8, 2, 4, 6, 8 ⁇ or ⁇ 0, 2/8, 4/8, 6 ⁇ for the chrominance component masking when applying 5/8, 6/8, 7/8, 8/8 ⁇ / 8, 8/8 ⁇ can be used.
  • the corresponding example of the above-described weight set can be determined using a combination of various values different from the weight set of the luminance component masking as one example.
  • the decoding apparatus can apply masking considering the discontinuity of the samples only when the size of the encoding block exceeds or exceeds a predetermined size. For example, the decoding apparatus may apply masking considering discontinuity of samples to the diagonal division of the current block or a sub-block of the current block only when the number of samples of a specific encoding block exceeds 256.
  • the decoding apparatus may apply masking considering discontinuity of samples to block division only when the horizontal and / or vertical size of the current block exceeds or exceeds a predetermined size. For example, the decoding apparatus may apply masking considering the discontinuity of samples to the diagonal division of the current block or the lower block of the current block only if at least one of the horizontal or vertical size of the current block is larger than 16 .
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus may define an indicator indicating whether or not masking considering the discontinuity of samples is applied to the current block.
  • the indicator may be defined as a flag having a size of 1 bit. For example, if the flag has a first value, the decoding apparatus can diagonalize the current block by applying masking considering the discontinuity of samples
  • the indicator indicating whether or not masking considering the discontinuity of samples is applied may be transmitted together with not only the flag type but also block type information, motion information, and the like. Whether or not the masking considering the discontinuity of the samples is applied can be indirectly indicated by the size of the current block or the like.
  • 11 is a diagram for explaining syntax parameters according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus may define a flag (DMP_flag) indicating whether diagonal division is applied to the current block.
  • DMP_flag a flag indicating whether diagonal division is applied to the current block.
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus can perform diagonal division on the current block.
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus may not perform the diagonal division on the current block when the DMP_flag has the second value.
  • the flag information indicating whether or not the diagonal division is applied may be transmitted in units of one encoding block.
  • the one encoding block may be a square block in which square division or orthogonal division is no longer applicable Or a leaf node of a rectangular parallelepiped.
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus may define a direction indicator (DMP_direction) indicating the direction of diagonal division.
  • DMP_direction When the DMP_direction has a first value, the encoding apparatus and the decoding apparatus can apply rightward direction diagonal division to the current block.
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus can apply a rightward and downward diagonal division to the current block.
  • the partition information of the present invention may include DMP_flag and DMP_direction.
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus may define a DMP merge flag (DMP_merge_flag) indicating whether a merge mode is applied to the area to which the diagonal division is applied.
  • DMP_merge_flag a DMP merge flag indicating whether a merge mode is applied to the area to which the diagonal division is applied.
  • the DMP merge flag may be determined in units of the current block, or may be determined in units of regions in which the current block is divided.
  • the encoding apparatus and the decryption apparatus may define a merge index (DMP_merge_idx) indicating a merge candidate for the diagonal divided area.
  • the DMP merge index may be determined on a block-by-block basis or may be determined on a per-area basis by diagonal partitioning.
  • the diagonally segmented region may include motion information.
  • the motion information may include an intra-picture prediction direction, a reference picture index, a motion vector, a differential motion vector, AMVP motion information, and the like, but is not limited thereto.
  • the motion information may be determined on a block-by-block basis or may be determined on a divided area basis by performing diagonal partitioning.
  • the encoding apparatus and the decrypting apparatus may define a diagonal division merge index (dmp_merge_idx) indicating a preset of a merge candidate for each region when diagonal division direction diagonal division is performed.
  • dmp_merge_idx a diagonal division merge index
  • the decoding apparatus can perform prediction on the current block using the division direction corresponding to the first value and the predetermined merge candidate of each region have.
  • the merge index may be predefined to have one of the predefined integer values greater than zero.
  • FIG. 12 shows a case where the current block 1200 is divided into two sub-coding blocks using a binary tree division and one of the sub-coding blocks is divided into a first region 1205 and a second region 1204 by the boundary line 1215 of the diagonal division. 2 region 1210.
  • the boundary line 1215 of the diagonal division. 2 region 1210. In the example shown in FIG.
  • the decoding apparatus can divide the current block by applying a vertical binary tree division to the current block 1100. [ At this time, the decoding apparatus checks the binary tree flag (BT_split_flag) to apply the binary tree division to the current block, and if the value is the first value, the decoding unit can perform the binary tree division of the current block. Furthermore, when it is determined that the current block is to be binary tree divided by the binary tree flag, the decoding apparatus can determine whether to divide the current block into the vertical direction or the horizontal direction by checking the division type indicator (BT_split_type).
  • BT_split_flag binary tree flag
  • the decoding apparatus can determine whether to divide the current block into the vertical direction or the horizontal direction by checking the division type indicator (BT_split_type).
  • the decoding apparatus may decide whether or not the current block is diagonal divided. At this time, the decoding apparatus checks the DMP_flag to apply the diagonal division to the current block, and if the value is the first value, the decoding unit can diagonally divide the current block. Further, if it is determined that the current block is diagonal divided by the DMP_flag, the decoding apparatus can determine whether to divide the current block in the downward direction diagonal division or the right diagonal direction diagonal division by confirming the DMP_direction. For example, in FIG. 11, the decoding apparatus may determine that DMP_direction has a first value, and divide the current block into diagonal directions in the upward direction.
  • the decoding apparatus can then derive the diagonal first region 1105 motion vector MV1 and the second region 1110 motion vector MV2, respectively.
  • the inter-picture prediction method according to the present invention can be applied to the inter-picture prediction method of the sample unit. That is, the inter picture prediction method according to the present invention may not be applied to the inter picture prediction method on a sub-block basis. More specifically, the inter-frame prediction method according to the present invention may be classified into sub-block based temporal motion prediction (ATMVP), sub-block based spatial temporal motion vector prediction (STMVP) (Frame Rate Up Conversion (FRUC)) and the like.
  • ATMVP sub-block based temporal motion prediction
  • STMVP sub-block based spatial temporal motion vector prediction
  • FRUC Fre Rate Up Conversion
  • various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays A general processor, a controller, a microcontroller, a microprocessor, and the like.
  • the present invention can be used to encode / decode an image.

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

Abstract

본 발명은 영상 부호화/복호화 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 영상 복호화 방법은 현재 블록에 대한 대각 분할 정보를 획득하는 단계, 상기 대각 분할 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 대각 분할 구조를 결정하는 단계 및 상기 결정된 대각 분할 구조에 따라 상기 현재 블록을 제 1 영역과 제 2 영역으로 대각 분할(diagonal partition)하는 단계를 포함하되, 상기 현재 블록은 정방형 분할 혹은 직방형 분할의 리프 노드인 것을 특징으로 한다.

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 화면 간 예측에서, 다양한 블록 분할 형태를 결합하여 사용하는 블록 구조상에서 대각 분할을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다.
고해상도 비디오에 대한 시장의 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 고해상도 영상을 효율적으로 압축할 수 있는 기술이 필요하다. 이러한 시장의 요구에 따라 ISO/IEC의 MPEG (Moving Picture Expert Group)과 ITU-T의 VCEG (Video Coding Expert Group)이 공동으로 JCT-VC (Joint Collaborative Team on Video Coding)를 결성하여, HEVC (High Efficiency Video Coding) 비디오 압축 표준을 2013년 1월에 개발을 완료했으며, 차세대 압축 표준에 대한 연구 및 개발을 활발히 진행해오고 있다.
동영상 압축은 크게 화면 내 예측 (또는 인트라 예측), 화면 간 예측(또는 인터 예측), 변환, 양자화, 엔트로피(Entropy coding) 부호화, 인루프 필터(In-loop filter)로 구성된다. 한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 컨텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.
본 발명은 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 압축 효율이 향상된 화면 간 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 다양한 블록 분할 형태를 결합하여 사용하는 블록 구조상에서 대각 분할을 이용하여 예측을 효율적으로 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록에 대한 대각 분할 정보를 획득하는 단계, 상기 대각 분할 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 대각 분할 구조를 결정하는 단계 및 상기 결정된 대각 분할 구조에 따라 상기 현재 블록을 제 1 영역과 제 2 영역으로 대각 분할(diagonal partition)하는 단계를 포함하되 상기 현재 블록은 정방형 분할 혹은 직방형 분할의 리프 노드일 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 분할 정보는 상기 현재 블록이 대각 분할 될 지 여부를 지시하는 플래그를 포함 할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 대각 분할은 분할 방향에 따라 우하향(down-right) 방향 대각 분할과 우상향(up-right) 방향 대각 분할 중 하나로 결정 될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 분할 정보는 상기 대각 분할의 방향을 지시하는 분할 방향 정보를 포함하고, 상기 분할하는 단계는, 상기 분할 방향 정보가 지시하는 방향으로 상기 현재 블록을 대각 분할 할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 대각 분할하는 단계는, 상기 현재 블록에 마스킹을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 마스킹은 상기 현재 블록의 샘플에 소정의 가중치 연산이 수행되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록은, 상기 대각 분할의 경계선이 통과하지 않는 영역에 포함되는 샘플 중 경계선을 기준으로 어느 한쪽 방향의 샘플들로 구성되는 제 1 샘플, 상기 대각 분할의 경계선이 통과하는 샘플들로 구성되는 제 2 샘플 및 상기 현재 블록의 샘플 중 상기 제 1 샘플과 제 2 샘플에 속하지 않는 샘플들로 구성되는 제 3 샘플로 구성되되, 상기 제 1 영역에 대한 마스킹은 상기 제 1 샘플에 제 1 값, 상기 제 2 샘플에 제 2 값 및 상기 제 3 샘플에 제 3 값을 각각 적용하고, 상기 제 2 영역에 대한 마스킹은 상기 제 1 샘플에 상기 제 3 값, 상기 제 2 샘플에 제 2 값 및 상기 제 3 샘플에 제 3 값을 각각 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 대각 분할의 경계선이 f(x, y)로 표현되는 경우, 상기 제 1 영역에 대한 마스킹과 상기 제 2 영역에 대한 마스킹은 아래의 수학식 1을 만족하고,
[수학식 1]
Figure PCTKR2018012175-appb-I000001
여기서, Mask_p0(x, y)는 상기 제 1 영역에 대한 마스킹 값을 나타내고, MASK_p1(x, y)은 상기 제 2 영역에 대한 마스킹 값을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 샘플 값은 아래의 수학식 2를 만족하고,
[수학식 2]
Figure PCTKR2018012175-appb-I000002
여기서, P_DMP(x, y)는 상기 현재 블록의 특정 샘플 값을 나타내고, P_p0(x, y)는 상기 제 1 영역에 속하는 샘플들의 샘플 값을 나타내고, P_p1(x, y)는 상기 2 영역에 속하는 샘플들의 샘플 값을 나타내고, 상기 shfit는 상기 마스킹에 따른 스케일링 값을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 정방형 분할 혹은 직방형 분할은 쿼드트리(quad-tree) 분할, 바이너리트리(binary-tree) 분할 및 터너리트리(ternary-tree) 분할 중 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록에 대한 대각 분할 구조를 결정하는 단계, 상기 결정된 대각 분할 구조에 따라 상기 현재 블록을 제 1 영역과 제 2 영역으로 대각 분할(diagonal partition)하는 단계 및 상기 대각 분할 구조에 대한 대각 분할 정보를 인코딩 하는 단계를 포함하되, 상기 현재 블록은 정방형 분할 혹은 직방형 분할의 리프 노드일 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법은 상기 현재 블록이 대각 분할 되는 지 여부를 지시하는 플래그를 인코딩 하는 단계를 더 포함 할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 대각 분할은 분할 방향에 따라 우하향(down-right) 방향 대각 분할과 우상향(up-right) 방향 대각 분할 중 하나로 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법은 상기 대각 분할의 방향을 지시하는 분할 방향 정보를 인코딩 하는 단계를 더 포함 할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 대각 분할하는 단계는, 상기 현재 블록에 마스킹을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 마스킹은 상기 현재 블록의 샘플에 소정의 가중치 연산이 수행되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록은, 상기 대각 분할의 경계선이 통과하지 않는 영역에 포함되는 샘플 중 경계선을 기준으로 어느 한쪽 방향의 샘플들로 구성되는 제 1 샘플, 상기 대각 분할의 경계선이 통과하는 샘플들로 구성되는 제 2 샘플 및 상기 하위 블록의 샘플 중 상기 제 1 샘플과 제 2 샘플에 속하지 않는 샘플들로 구성되는 제 3 샘플로 구성되되, 상기 제 1 영역에 대한 마스킹은 상기 제 1 샘플에 제 1 값, 상기 제 2 샘플에 제 2 값 및 상기 제 3 샘플에 제 3 값을 각각 적용하고, 상기 제 2 영역에 대한 마스킹은 상기 제 1 샘플에 상기 제 3 값, 상기 제 2 샘플에 제 2 값 및 상기 제 3 샘플에 제 3 값을 각각 적용 할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 대각 분할의 경계선이 f(x, y)로 표현되는 경우, 상기 제 1 영역에 대한 마스킹과 상기 제 2 영역에 대한 마스킹은 아래의 수학식 3을 만족하고,
[수학식 3]
Figure PCTKR2018012175-appb-I000003
여기서, Mask_p0(x, y)는 상기 제 1 영역에 대한 마스킹 값을 나타내고, MASK_p1(x, y)은 상기 제 2 영역에 대한 마스킹 값을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 샘플 값은 아래의 수학식 4를 만족하고,
[수학식 4]
Figure PCTKR2018012175-appb-I000004
여기서, P_DMP(x, y)는 상기 현재 블록의 특정 샘플 값을 나타내고, P_p0(x, y)는 상기 제 1 영역에 속하는 샘플들의 샘플 값을 나타내고, P_p1(x, y)는 상기 2 영역에 속하는 샘플들의 샘플 값을 나타내고, 상기 shfit는 상기 마스킹에 따른 스케일링 값을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 정방형 분할 혹은 직방형 분할은 쿼드트리(quad-tree) 분할, 바이너리트리(binary-tree) 분할 및 터너리트리(ternary-tree) 분할 중 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 비일시적 저장매체는, 현재 블록에 대한 대각 분할 구조를 결정하는 단계, 상기 결정된 대각 분할 구조에 따라 상기 현재 블록을 제 1 영역과 제 2 영역으로 대각 분할(diagonal partition)하는 단계 및 상기 대각 분할 구조에 대한 대각 분할 정보를 인코딩 하는 단계를 포함하되, 상기 현재 블록은 정방형 분할 혹은 직방형 분할의 리프 노드인 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 화면 간 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다양한 블록 분할 형태를 결합하여 사용하는 블록 구조상에서 대각 분할을 이용하여 화면 간 예측을 효율적으로 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실도 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 복호화 할 때의 영상 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 Geometry motion partition (GEO)를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 대각 분할이 다양한 임의의 분할 형태를 나타낼 수 있음을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 대각 분할 방향 결정 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스킹 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스킹 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 신택스(syntax) 파라미터를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 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.
또한, 본 명세서에서 설명되는 장치 및 방법에 관한 실시예에 있어서, 장치의 구성 일부 또는 방법의 단계 일부는 생략될 수 있다. 또한 장치의 구성 일부 또는 방법의 단계 일부의 순서가 변경될 수 있다. 또한 장치의 구성 일부 또는 방법의 단계 일부에 다른 구성 또는 다른 단계가 삽입될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예의 일부 구성 또는 일부 단계는 본 발명의 제2 실시예에 부가되거나, 제2 실시예의 일부 구성 또는 일부 단계를 대체할 수 있다.
덧붙여, 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 기술되고, 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
먼저, 본 출원에서 사용되는 용어를 간략히 설명하면 다음과 같다.
이하에서 후술할 복호화 장치(Video Decoding Apparatus)는 민간 보안 카메라, 민간 보안 시스템, 군용 보안 카메라, 군용 보안 시스템, 개인용 컴퓨터(PC, Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP, Portable MultimediaPlayer), 무선 통신 단말기(Wireless Communication Terminal), 스마트 폰(Smart Phone), TV 응용 서버와 서비스 서버 등 서버 단말기에 포함된 장치일 수 있으며, 각종 기기 등과 같은 사용자 단말기, 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 영상을 복호화하거나 복호화를 위해 화면 간 또는 화면 내 예측하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치를 의미할 수 있다.
또한, 부호화기에 의해 비트스트림(bitstream)으로 부호화된 영상은 실시간 또는 비실시간으로 인터넷, 근거리 무선 통신망, 무선랜망, 와이브로망, 이동통신망 등의 유무선 통신망 등을 통하거나 케이블, 범용 직렬 버스(USB, Universal Serial Bus)등과 같은 다양한 통신 인터페이스를 통해 영상 복호화 장치로 전송되어 복호화되어 영상으로 복원되고 재생될 수 있다. 또는 부호화기에 의해 생성된 비트스트림은 메모리에 저장될 수 있다. 상기 메모리는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리를 모두 포함할 수 있다. 본 명세서에서 메모리는 비트스트림을 저장한 기록 매체로 표현될 수 있다.
통상적으로 동영상은 일련의 픽쳐(Picture)들로 구성될 수 있으며, 각 픽쳐들은 블록(Block)과 같은 코딩 유닛(coding unit)으로 분할될 수 있다. 또한, 이하에 기재된 픽쳐라는 용어는 영상(Image), 프레임(Frame) 등과 같은 동등한 의미를 갖는 다른 용어로 대치되어 사용될 수 있음을 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 그리고 코딩 유닛이라는 용어는 단위 블록, 블록 등과 같은 동등한 의미를 갖는 다른 용어로 대치되어 사용될 수 있음을 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도 이다. 도 1을 참조하면, 종래 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
픽쳐 분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다. 부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN 으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.
예측부(120, 125)는 인터 예측 또는 화면 간 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측 또는 화면 내 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 단, 본 발명에 따른 디코더 측면의 움직임 정보 유도 기법이 적용되는 경우에는, 상기 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등을 부호화기에서는 생성하지 않으므로, 해당 정보가 복호화기에도 전달되지 않게 된다. 반면, 움직임 정보를 디코더 측면에서 유도하여 사용함을 지시하는 정보 및 상기 움직임 정보 유도에 사용된 기법에 대한 정보를 상기 부호화기에서 시그널링(signaling)하여 전송하는 것이 가능하다.
인터 예측부(120)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른, 디코더 측면의 움직임 정보 유도 기법을 적용시에는, 모션 예측부에서 수행되는 방법으로는 템플릿 매칭 (template matching) 방법 및 움직임 궤도(motion trajectory)를 활용한 양방향 매칭 (bilateral matching) 방법이 적용될 수 있다. 관련하여, 상기 템플릿 매칭 (template matching) 방법 및 양방향 매칭 (bilateral matching) 방법에 대해서는 도 3에서 상세히 후술하고자 한다.
인트라 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.
또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.
변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지, DST를 적용할지 또는 KLT를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다. 관련하여, 엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보를 부호화 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 움직임 정보를 디코더 측면에서 유도하여 사용함을 지시하는 정보 및 움직임 정보 유도에 사용된 기법에 대한 정보를 시그널링(signaling)하여 전송하는 것이 가능하다.
역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다. ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도 이다. 도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 영상 부호화기에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT, DST, 및 KLT에 대해 역변환 즉, 역 DCT, 역 DST 및 역 KLT를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화기에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화기의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)이 선택적으로 수행될 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 인트라 예측 또는 화면 내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 반면, 만약 부호화기(100)에서 상기 인터 예측을 위한 모션 예측 관련 정보를 전송하지 않고, 대신 움직임 정보를 디코더 측면에서 유도하여 사용함을 지시하는 정보 및 움직임 정보 유도에 사용된 기법에 대한 정보를 전송하는 경우에는, 상기 예측 단위 판별부는 부호화기(100)로부터 전송된 정보를 기초로 하여, 인터 예측부(23)의 예측 수행을 판별하게 된다.
인터 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다. 또는, 상기 영상 부호화기에서 제공하는, 디코더 측면에서 움직임 정보를 유도하여 사용함을 지시하는 정보 및 움직임 정보 유도에 사용된 기법에 대한 정보로부터, 인터 예측부(230) 자체적으로 움직임 정보를 유도하여 인터 예측을 수행할 수 있다.
인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.
영상 부호화기로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다. ALF는 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하여, 본원발명에 적용 될 수 있는 다양한 블록 분할 형태가 적용된 블록 구조에 대해서 설명한다. 도 3은 하나의 영상(300)이 하나 이상의 하위 유닛(310, 315)으로 분할 되는 과정을 도시한다.
영상의 효율적인 부호화 및 복호화를 위해, 부호화 유닛(Coding unit)이 부/복호화의 기본 단위로 사용 될 수 있다. 또한, 부호화 유닛은 영상의 부호화/복호화 시 예측 모드가 구분되는 단위, 변환 및 역변환 단위, 양자화 단위, 변환 계수의 부호화/복호화 단위의 기본 단위 일 수 있다.
도 3에 따르면, 하나의 영상(300)은 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU)(310) 및 하위 유닛(315)로 순차적으로 분할 될 수 있다. 이때 LCU 단위로 분할의 구조가 결정될 수 있다. 영상 내의 유닛의 분할은, 유닛에 해당하는 블록의 분할을 의미 할 수 있다. 분할 정보는 부호화 유닛 혹은 블록의 깊이에 관한 정보를 포함 할 수 있다. 여기서 깊이란 특정 유닛이 분할되는 회수, 또는 정도를 의미 할 수 있다.
하나의 유닛은 분할 정보를 기초로 복수의 하위 유닛(315)로 분할 될 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 하위 유닛에 대한 분할 정보를 가질 수 있고, 하위 유닛의 깊이 정보 혹은 크기에 대한 정보 등을 가질 수 있다.
여기서, 분할 정보는 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit; CTU) 내의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 구성을 의미 할 수 있다. 분할 정보는 하나의 CU를 복수의 CU로 분할지 여부에 따라 결정 될 수 있다. 이러한 분할에 의해 생성되는 복수의 CU는 가로의 크기 또는 세로의 크기로 2 이상의 양의 정수 값을 가질 수 있다. 여기서 가로의 크기와 세로의 크기는 서로 같거나 다른 값일 수 있다.
복수의 CU는 다시 재귀적으로 분할 될 수 있다. 재귀적 분할에 따라, 분할되는 CU는 분할되기 전 CU에 비해 가로의 크기 또는 세로의 크기 중 적어도 하나에 비해 작은 가로의 크기 또는 세로의 크기를 가질 수 있다. 여기서 CU의 재귀적 분할은 기 정의된 크기까지 재귀적으로 이루어 질 수 있다. 더 이상 재귀적 분할이 이루어지지 않는 최소의 크기를 가지는 부호화 유닛을 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)이라 정의 할 수 있다. SCU는 기정의된 최대 깊이 값을 가질 수 있다. 즉, LCU로부터 분할이 시작되어, 재귀적 분할을 통해 SCU가 생성 될 수 있다.
도 3을 참조하면, 깊이가 0인 LCU(310)는 64x64 블록 일 수 있다. 여기서 0은 최소 깊이 일 수 있다. 반면, 깊이가 최대인 SCU는 깊이가 3일 수 있다. 여기서 3은 최대 깊이 일 수 있다. 32x32, 16x16은 각각 깊이 1과 2를 가질 수 있다. 또한 32x16은 깊이 값으로 2를 가질 수 있다.
하나의 CU는 4개의 유닛으로 분할 될 수 있다. 하나의 CU가 4개의 유닛으로 분할되는 경우, 분할된 CU의 가로 크기 및 세로 크기는 각각 분할 전 CU의 절반의 크기를 가질 수 있다. 하나의 CU가 이처럼 4개의 CU로 분할되는 경우, 부호화 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할되었다고 할 수 있다.
또한, 하나의 CU는 2개의 유닛으로도 분할 될 수 있다. 하나의 CU가 2개의 CU로 분할되는 경우, 분할된 CU는 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나는 분할 전 CU의 절반 일 수 있다. 예를 들어 32x32크기의 CU가 2개의 CU로 분할 되는 경우, 분할 된 2개의 CU는 각각 32x16의 크기를 가질 수 있다. 이처럼 하나의 CU가 2개의 CU로 분할되는 경우, CU는 바이너리트리(binary-tree) 또는 이진트리 형태로 분할되었다고 할 수 있다.
또한, 하나의 CU는 3개의 유닛으로 분할 될 수 있다. 하나의 CU가 3개의 유닛으로 분할되는 경우, 분할된 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나는 분할 전 CU의 크기를 특정 비율로 분할한 크기 중 하나로 결정 될 수 있다. 예를 들어 분할된 32x32 크기의 CU가 3개의 CU로 분할 되는 경우, 1:2:1의 비율로 분할 될 수 있다. 이 경우, 32x32 크기의 CU는 32x8, 32x16 및 32x8의 크기를 가질 수 있다. 이처럼 하나의 CU가 3개의 CU로 분할되는 경우, CU는 터너리트리(ternary-tree) 또는 3분할트리 형태로 분할되었다고 할 수 있다.
도 3은 하나의 LCU(310)가 쿼드트리, 바이너리트리 및 터너리트리를 통해 분할된 결과를 도시한다. 이처럼 부호화기 및 복호화기는 CTU를 분할하기 위해 쿼드트리 분할, 바이너리트리 분할, 3분할트리 분할 중 하나를 적용 할 수 있다. 여기서 각각의 분할은 기 정의된 순서에 따라 적용 될 수 있다. 예를 들어 LCU에 대해 쿼드트리 분할이 우선적으로 적용 될 수 있다. 이때 쿼드트리 분할이 더 이상 적용될 수 없는 CU는 쿼드트리 분할의 리프 노드 일 수 있다. 쿼드트리 분할의 리프 노드는 바이너리트리 혹은 3분할트리 분할의 루트 노드가 될 수 있다.
쿼드트리의 각 노드에 해당하는 CU는 쿼드트리 분할 정보를 통해 결정 될 수 있다. 예를 들어 쿼드트리 분할 정보가 제 1값을 가지는 경우 쿼드 분할 정보는 해당 CU가 쿼드트리로 재귀적 분할 됨을 지시 할 수 있다. 반면 쿼드트리 분할 정보가 제 2값을 가지는 경우, 해당 CU의 쿼드 분할 정보는 해당 CU가 더 이상 쿼드트리 분할이 되지 않음을 지시 할 수 있다.
바이너리트리 분할과 3분할트리 분할 간에는 우선순위가 존재하지 않을 수 있다. 즉 쿼드트리의 리프 노드는 바이너리트리 분할과 3분할 트리 중 적어도 하나에 의해 분할 되거나, 분할되지 않을 수 있다. 특정 CU에 대해 바이너리트리 분할과 3분할 트리 사이에 우선순위가 존재하지 않는 경우, 해당 CU의 분할은 복합형트리(multi-type tree) 분할 형태로 분할 되었다고 할 수 있다.
분할 여부에 대한 정보, 분할 형태의 대한 정보, 분할 방향 정보 등은 각각 소정의 길이를 가지는 플래그로 시그널링 될 수 있다.
본 발명에서 제안하는 대각 분할을 이용한 예측은 상술한 쿼드트리 분할, 바이너리트리 분할 및 터너리트리 분할 중 적어도 하나가 적용된 블록에 적용될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 대각 분할이 이루어진 블록과 상술한 쿼드트리 분할, 바이너리 트리 분할 및 터너리트리 분할이 중 하나가 적어도 하나가 적용된 블록이 인접하여 다양한 형태의 예측이 수행 될 수 있다.
이하, 상술한 사항을 바탕으로 본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 Geometry motion partition (GEO)를 설명하기 위한 도면이다.
효율적인 영상 부호화/복호화를 위해, JCT-VC(Joint Collaboration Team Video Coding) 과거 표준화 회의를 중심으로 임의의 형태로 특정 블록을 분할하고, 해당 분할 형태로 예측을 수행하는 Geometry motion partition (GEO) 논의 된 바 있다. 부호화 대상 블록은 GEO에 의해 다양한 형태로 분할되어 영상 부호화/복호화가 수행 될 수 있다.
기존의 GEO 기반의 복호화 장치는 하나의 블록(400)을 서로 다른 2개의 영역(405, 410)으로 분할 할 수 있다. 이때 하나의 블록을 2개의 영역으로 구분하는 경계선을 GEO 분할의 경계선(415)이라 정의 할 수 있다. 직선을 이용한 GEO 분할의 경계선(415)은 2개의 변수, 각도 값(
Figure PCTKR2018012175-appb-I000005
)와 법선 길이(
Figure PCTKR2018012175-appb-I000006
)에 의해 결정 될 수 있다. 여기서, 각도 값은 기준 선과 법선이 이루는 각도를 의미 할 수 있으며, 법선 길이는 원점부터 GEO 분할의 경계선(415)까지의 거리를 의미 할 수 있다.
GEO를 이용한 분할은 다양한 형태의 블록을 분할 할 수 있다는 장점이 있지만, 분할을 위한 GEO 경계선을 결정하기 위해, 상술한 각도 값과 법선 길이를 모두 시그널링을 해야하는 단점이 있었다. 부호화 장치는 각도 값과 법선 길이를 모두 시그널링해야 했기 때문에, GEO를 이용한 블록 분할은 시그널링 시 오버헤드가 발생한다는 문제점이 있었다.
본원발명은 다양한 블록 분할 형태가 적용된 블록 구조상에서 정방형 형태 혹은 직방형 형태로 다양하게 분할된 부호화 대상 블록을 좌측상단과 우측하단을 잇는 대각선, 혹은 우측상단과 좌측하단을 잇는 대각선으로 분할하여 영상 부호화/복호화 효율을 증대시키는 방안을 제안한다. 이하에서 본원발명에 따른 대각선을 이용한 블록 분할을 대각 모션 분할(Diagonal motion portions, 이하 DMPs), 대각 분할, 혹은 삼각형 분할이라 기재한다.
본 명세서가 기술하는 다양한 블록 분할 형태는 기존 쿼드트리 분할 형태, 쿼드트리 분할 형태, 바이너리트리 분할 형태, 터너리트리 분할 형태 혹은 상술한 분할이 복합적으로 적용된 형태들 중 적어도 하나를 의미 할 수 있다. 즉, 다양한 블록 분할 형태는 하나의 블록을 다수개의 정방형 및 직방형의 하위 부호화 블록들로 분할하는 다양한 분할 형태를 의미 할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 대각 분할은, 상술한 다양한 블록 분할 형태가 적용된 구조에서 해당 정방형 및 직방형 블록을 대각선을 이용하여 분할하고 이를 이용하여 예측을 수행하는 방법을 포괄적으로 지칭할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 복호화 장치는 현재 복호화 대상 블록에 대한 분할 정보를 획득할 수 있다(S500). 보다 구체적으로 복호화 장치는 부호화 장치로부터 전송되는 비트스트림을 엔트로피 디코딩하여, 현재 블록에 대한 분할 정보를 획득 할 수 있다. 이후 복호화 장치는 획득된 분할 정보를 이용하여 현재 블록에 대한 대각 분할 구조를 결정하고(S510), 결정된 분할 구조에 따라 현재 복호화 대상 블록을 대각 분할 할 수 있다. 여기서 현재 블록은 정방형 혹은 직방형 분할이 재귀적으로 적용되어 얻어진 부호화 블록을 의미 할 수 있다.
즉, 여기서의 현재 블록은 정방형 분할 혹은 직방형 분할이 더 이상 적용 될 수 없는 정방형 분할 혹은 직방형 분할의 리프 노드를 의미 할 수 있다. 또한, 여기서의 정방형 분할은 상술한 쿼드트리 분할을 의미 할 수 있으며, 직방형 분할은 상술한 바이너트리 분할 혹은 터너리트리 분할 중 적어도 하나를 의미 할 수 있다.
즉, 현재 블록은 쿼드트리 분할, 바이너리트리 분할 및 3진트리 분할 중 적어도 하나 이상이 재귀적으로 임의의 부호화 유닛에 적용된 결과 생성된 블록 일 수 있다. 다만, 현재 블록은 상기 열거된 방법에 의해 생성된 부호화 블록에 한정되는 것은 아니며, 통상의 기술자에게 실시 가능한 다양한 형태의 블록 분할 방법에 따라 생성된 블록이 본 발명에 적용 될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 부호화 장치는 현재 블록에 대한 대각 분할 구조를 결정 할 수 있다(S600). 여기서 대각 분할 구조는, 종래 사용되던 다양한 영상 부호화 방법이 활용하여 최적의 율-왜곡(RD: Rate distortion) 가지는 블록 구조로 결정 될 수 있다. 그리고, 부호화 장치는 결정된 대각 분할 구조에 따라, 현재 블록을 대각 분할 할 수 있다(S610). 최종적으로 부호화 장치는 대각 분할 정보를 인코딩 할 수 있다(S620).
편의상 아래에서는, 본원발명이 복호화 장치에 의해 수행되는 예시에 대해서 설명하나, 기술되는 실시예들은 부호화 장치 및 복호화 장치에서 같은 방법으로 수행 될 수 있다. 또한, 휘도 및 색차 신호 각각에 대해서도 동일한 실시예가 적용 될 수 있으며, 휘도 및 색차 신호 중 어느 한 신호에 대해서만 본원 발명에 따른 실시예가 적용 될 수 도 있다.
또한 본원발명은 현재 블록의 크기 혹은 현재 블록이 분할된 하위 블록의 크기에 따라 적용 될 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, 본 발명의 상기 실시예들은 현재 블록 혹은 현재 블록이 분할된 하위 블록의 크기가 최소 크기 이상 및 최대 크기 이하일 경우에만 적용될 수도 있다. 즉, 상기 실시예들을 블록 크기가 일정한 범위 내에 포함될 경우에만 적용될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 다른 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 대각 분할이 다양한 임의의 분할 형태를 나타낼 수 있음을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하여, 복호화 장치가 현재 블록에 대해 대각 분할을 수행하는 방법(S520)에 대해서 구체적으로 설명한다. 아래의 설명에서 현재 블록은 임의의 부호화 유닛에 대해 정방형 혹은 직방형 블록 분할이 재귀적으로 수행되어, 더 이상 정방형 혹은 직방형 블록 분할이 수행되지 않는 블록을 의미 할 수 있다. 즉 현재 블록은 정방형 분할 혹은 직방형 분할의 리프 노드를 의미 할 수 있다. 즉 현재 블록은 정방형 형태 혹은 직방형 형태 중 하나를 가질 수 있다.
또는 아래의 설명에서 현재 블록은 임의의 부호화 유닛에 대한 쿼드트리 분할이 재귀적으로 수행되어, 더 이상의 쿼드트리 분할이 수행되지 않는 블록을 의미 할 수도 있다. 즉, 이 경우 현재 블록은 정방형 형태 혹은 직방형 형태를 가질 수 있으며, 추가적인 바이너리트리 분할 혹은 터너리트리 분할 적용의 대상이 될 수 있다.
즉, 본 명세서 현재 블록은 대각 분할의 대상이 될 수 있는 대상 블록으로서, 임의의 부호화 유닛에 적어도 한번 이상의 정방형 혹은 직방형 블록 분할이 수행된 결과 생성된 블록을 의미 할 수 있다.
즉, 본 명세서 대각 분할의 대상이 될 수 있는 블록은 임의의 부호화 유닛에 쿼드트리 분할, 바이너리트리 분할 및 터너리트리 분할 중 적어도 하나가 수행된 결과 더 이상의 추가적인 쿼드트리 분할, 바이너리트리 분할 및 터너리트리 분할이 수행될 수 없는 정방형 분할 혹은 직방형 분할의 리프 노드를 의미할 수 있다.
복호화 장치는 하나의 블록(700)을 서로 다른 2개의 영역(705, 710)으로 분할 할 수 있다. 이때 하나의 블록을 2개의 영역으로 구분하는 경계선을 대각 분할의 경계선(715)이라 정의 할 수 있다. 대각 분할의 경계선(715)은 2개의 변수에 의해 정의 될 수 있다.
분할의 경계선(715)으로 인해 분할 되는 블록의 2개의 영역을 제 1 영역과 제 2 영역으로 정의 할 수 있다. 도 7의 기재상 좌측에 있는 영역(705)을 제 1 영역, 우측에 있는 영역(710)을 제 2 영역으로 정의하나, 제 1 영역과 제 2 영역의 의미는 이러한 설명에 한정 되는 것이 아니다. 분할된 두 개의 영역은 위치 및 형태와 관계 없이 제 1 영역 또는 제 2 영역으로 정의 될 수 있다.
기존의 GEO 기반 블록 분할 방법에서 GEO 분할의 경계선(415)을 각도 값과 법선 길이를 이용하여 표현했던 것과는 달리, 본원발명은 임의의 부호화 유닛에 대한 정방형 분할 혹은 직방형 분할과, 현재 블록에 대한 대각 분할을 이용하여 임의의 부호화 블록을 분할 할 수 있다.
도 7은 하나의 세로 바이너리트리 분할과 하나의 대각 분할을 이용하여, 복호화 장치가 도 4에서 설명하였던 분할 구조와 동일한 블록 분할 구조를 획득하는 예시를 도시한다.
도 7은 하나의 정방형 블록(700)이 세로 바이너리트리 분할에 따라 두 개의 직방형 블록으로 분할되는 것을 도시한다. 이 때 좌측의 직방형 블록에 대해서는 대각 분할이 적용되지 않을 수 있다. 즉, 도 7은 두개의 직방형 블록 중 우측 직방형 블록에 대해서만 대각 분할이 수행된 예를 도시한다. 복호화 장치는 정방형 분할 혹은 직방형 분할과, 대각 분할의 결합을 통해 GEO 분할과 동일한 형태의 분할 구조를 얻을 수 있다.
즉, 본원발명에 따르면 정방형 분할 혹은 직방형 블록 분할과 대각 분할 분할 정보 만으로도 임의의 블록 분할 형태를 표현할 수 있다.
도 8은 본원발명에 따라 대각 분할 된 몇몇 부호화 블록을 도시한다. 복호화 장치는 현재 블록을 대각 분할 할 수 있다. 아래에서, 좌측 상단 꼭지점과 우측 하단 꼭지점을 연결하여 블록을 분할하는 방향을 우하향(down-right) 방향 대각 분할이라 정의한다. 또한, 우측 상단 꼭지점과 좌측 하단 꼭지점을 연결하여 블록을 분할하는 방향을 우상향(up-right) 방향 대각 분할이라 정의한다.
복호화 장치는 현재 블록에 대해 우하향 방향 대각 분할 혹은 우상향 방향 대각 분할 중 하나를 수행 할 수 있다. 도 8에 도시되어 있는 첫번째 부호화 블록은 우하향 방향 경계선(800)에 의해 수행된 대각 분할을 도시한다. 도 8에 도시되어 있는 두번째 부호화 블록은 우상향 방향 경계선(805)에 의해 수행된 대각 분할을 도시한다. 복호화 장치는 분할 정보에 따라 부호화 블록을 우하향 혹은 우상향 방향으로 분할 할 수 있다.
도 8에 따르면 복호화 장치는 정방형 블록뿐 아니라, 직방형 블록에 대해서도 대각 분할을 수행 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 대각 분할 방향 결정 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 9(a)는 우하향 대각 분할을, 도 9(b)는 우상향 대각 분할을 각각 도시한다. 현재 블록을 분할하는 분할의 경계선은 다음의 수학식1에 따라 정의 될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2018012175-appb-I000007
여기서 h와 w는 각각 대각 분할의 대상이 되는 현재 블록의 세로(높이)와 가로(폭)일 수 있다. 상기 수학식1은 현재 블록의 좌측 최상단에 있는 좌표를 원점으로 하여 정의 된 것이다. 상술한 수학식1은 임의의 정방형 혹은 직방형 블록의 우하향 대각선 및 우상향 대각선을 표현하기 위한 하나의 예시 일 수 있다. 즉, 본원발명에 따른 대각 분할을 표현하는 수식은 하나 이상 존재 할 수 있으며, 본원발명에 따른 대각 분할을 표현하는 수식이 상술한 수학식1에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 9(a) 혹은 도 9(b)에 도시된 대각 분할로 발생하는 두 개의 영역을 각각 제 1 영역과 제 2 영역으로 정의 할 수 있다. 대각 분할의 대각선을 기준으로 좌측에 있는 영역을 제 1 영역, 우측에 있는 영역을 제 2 영역으로 정의하나, 제 1 영역과 제 2 영역의 의미는 이러한 설명에 한정 되는 것이 아니다. 분할된 두 개의 영역은 위치 및 형태와 관계 없이 제 1 영역 또는 제 2 영역으로 정의 될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스킹 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하여, 복호화 장치가 대각 분할의 경계선 상에 존재하는 샘플들을 분류하는 방법에 대해서 설명한다. 복호화 장치가 임의의 부호화 블록을 2개의 영역으로 분할하는 경우, 경계선 상에 위치하는 샘플들은 어느 영역에 포함시켜야 할지 판단이 어렵다는 문제가 있다.
샘플은 영상 부호화의 최소 단위인바, 더 이상 분할 될 수 없으므로, 하나의 샘플을 두 개의 영역으로 분할하는 것은 불가능하다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 복호화 장치는 대각 분할의 대상이 되는 부호화 블록 내의 샘플들에 대하여 마스킹(masking)을 수행 할 수 있다. 여기서 마스킹은 대각 분할의 대각선 상에 위치하는 샘플들뿐 아니라, 대각 분할의 대각선 주변의 샘플 및 대각 분할된 영역 내의 샘플 모두에 대해 수행 될 수 있다
본원발명의 명세서에서 마스킹은 대각 분할의 대상 복호화 블록이 포함하는 특정 샘플이, 제 1영역과 제 2영역중 어느 영역에 속해야 하는지를 결정하는 방법을 의미 하는 것일 수 있다.
또는, 본원발명의 명세서에서 마스킹은 대각 분할 대상 복호화 블록의 각 샘플에 기 설정된 가중치(weighting) 연산을 수행하는 방법을 의미 할 수 있다. 하나의 샘플을 분할하는 것은 불가능 하기 때문에, 대각 분할의 경계선이 지나가는 샘플을 두 영역의 가중합으로 표현하는 방법을 의미 할 수 있다.
도 10는 복호화 장치가 16x8 크기의 부호화 블록에 우상향 방향 마스킹을 적용하는 예를 도시한다. 도 10(a)는 우상향 대각 분할의 제 1 영역에 대한 마스킹을 도시하며, 도 10(b)는 우상향 대각 분할의 제 2 영역에 대한 마스킹을 도시한다. 마스킹 방법은 사전에 정의되어 있을 수 있다. 또한 마스킹 방법은 대각 분할의 대상 블록의 크기 및 분할 방향 등에 따라 다르게 결정 될 수 있다.
일예로, 마스킹은 아래의 수학식 2에 따라 정의 될 수 있다. 단 본 발명의 권리범위가 수학식2에서 제시되는 수치 등에 의해 제한되는 것은 아니다.
[수학식2]
Figure PCTKR2018012175-appb-I000008
위 수학식 2에서, Mask_p0와 Mask_p1은 각 영역 샘플의 픽셀 값을 결정하기 위한 가중치 값을 의미 할 수 있다. 상기 수학식2에서 f(x,y)>0 을 만족하는 샘플들을 제 1 샘플, f(x,y)=0을 만족하는 샘플을 경계 영역 샘플, 나머지에 해당하는 샘플들을 제 2 샘플로 정의 할 수 있다.
상기 수학식 2에 따르면, 대각 분할 대상 부호화 블록은 대각 분할의 경계선이 통과하지 않는 영역에 포함되는 샘플 중 경계선을 기준으로 어느 한쪽 방향의 샘플들로 구성되는 제 1 샘플, 대각 분할의 경계선이 통과하는 샘플들로 구성되는 제 2 샘플, 상기 제 1 샘플 및 상기 제 2 샘플에 포함되지는 않는 샘플들로 구성되는 제 3 샘플로 표현 될 수 있다.
이때 제 1영역에 대한 마스킹은 상기 제 1 샘플, 제 2 샘플 및 제 3 샘플에 각각 제 1 값, 제 2 값 및 제 3값을 적용하는 것일 수 있다. 이 경우 제 2 영역에 대한 마스킹은 상기 상기 제 1 샘플, 제 2 샘플 및 제 3 샘플에 각각 제 3 값, 제 2 값 및 제 1값을 적용 하는 것일 수 있다. 이때 수학식2에 개시되는 바와 같이 상기 제 1 값, 제 2 값, 제 3 값은 각각 2, 1 및 0 일 수 있다.
수학식 1과 수학식 2를 조합하여, 최종적인 현재 블록의 샘플 값은 아래의 수학식 3에 따라 정의 될 수 있다. 단 본 발명의 권리범위가 수학식3에서 제시되는 수치 혹은 변수 등에 의해 제한되는 것은 아니다.
[수학식3]
Figure PCTKR2018012175-appb-I000009
여기서, P_DMP(x, y)는 현재 블록 특정 샘플의 샘플 값, P_p0(x, y) 및 P_p1(x, y)는 각각 제 1 영역 혹은 제 2 영역에 속하는 샘플의 샘플 값일 수 있다. shift는 마스킹에 따른 샘플 값을 스케일링 하기 위한 값일 수 있다. 예를 들어 상기 shift의 값은 1일 수 있다.
P_p0(x, y), P_p1(x, y)은 대각 분할의 각 영역에 대응되는 서로 다른 움직임 벡터를 이용하여, 참조 픽쳐에서 움직임 보상을 수행하여 획득한 예측 샘플들을 의미할 수 있다. 또한, P_p0(x, y), P_p1(x, y)은 현재 블록의 각 영역에 해당되는 복원된 샘플들의 샘플 값을 의미할 수도 있다.
도 11는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스킹 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
대각 분할의 경계선 혹은 경계에 인접하는 샘플들은 물리적으로 서로 다른 영역으로부터 획득한 샘플들의 가중합 연산으로 구해지므로, 대각 분할의 경계선 혹은 경계에 인접한 샘플들에서는 영상 상의 불연속이 발생할 수 있다. 이러한 샘플들의 불연속을 방지하기 위해, 복호화 장치는 샘플 값의 불연속성을 고려하여 마스킹을 수행 할 수 있다. 본 명세서에서, 영상 부호화/복호화 영역에서 이러한 불연속성을 고려한 움직임 보정을 Overlapped block compensation(이하, OBMC라 함), 혹은 위치 기반 움직임 보정이라 정의 할 수 있다. 복호화 장치는 OBMC를 고려하여 현재 블록에 대한 대각 분할을 수행 할 수 있다. 아래 설명에서 대각 분할의 경계선 혹은 경계에 인접한 샘플 값의 불연속성을 고려한 마스킹은 샘플들의 불연속성을 고려한 마스킹이라 기재한다.
도 11은 복호화 장치가 부호화 블록에 대해 샘플들의 불연속성을 고려한 마스킹 수행하는 실시예를 도시한다. 구체적으로 도 11은 복호화 장치가 16x8 크기의 부호화 블록에 우상향 대각 분할의 마스킹을 수행하는 것을 도시한다. 도 11(a)는 우상향 대각 분할의 제 1 영역에 대한 마스킹을 도시하며, 도 11(b)는 우상향 대각 분할의 제 2 영역에 대한 마스킹을 도시한다. 샘플들의 불연속성을 고려한 마스킹 방법 및 가중치 세트 값은 사전에 정의되어 있을 수 있다. 또한 샘플들의 불연속성을 고려한 마스킹 방법 및 가중치 세트 값은 대각 분할의 대상 블록의 크기 및 분할 방향, 움직임 벡터, 색차성분 등에 따라 결정 될 수 있다.
도 11(a) 및 도 11(b)를 참조하면, 대각 분할의 경계선 방향과는 다른 방향으로 마스킹 값이 점진적으로 감소 혹은 증가 하는 것을 알 수 있다. 즉 대각 분할 방향이 우상향 방향인 경우, 마스킹 가중치 값은 우하향 방향으로 점진적으로 감소 혹은 증가 할 수 있다. 구체적으로 경계선에서 가장 멀리 떨어져 있는 샘플에 가장 큰 마스킹 값이 할당 될 수 있다. 반면, 경계선을 기준으로 가장 큰 마스킹 값이 할당 되어 있는 방향과 반대 방향으로, 가장 멀리 떨어져 있는 샘플에 가장 작은 마스킹 값(예를 들어 0)이 할당 될 수 있다.
즉, 도 11(a)에서 제 1 영역에 대한 마스킹 값은 우하향 방향으로 점진적으로 감소되도록 할당 될 수 있다. 이와 마찬가지로, 도 11(b)에서 제 2 영역에 대한 마스킹 값은 우하향 방향으로 점진적으로 증가되도록 할당 될 수 있다. 도 11(a) 및 도 11(b)에 도시되어 있는 마스킹 세트 값은 본발명의 예시로서 본발명의 권리범위가 이에 제한 되는 것은 아니다.
예를 들어, 가중치 세트 값은 {0, 1, 2, 4, 6, 7, 8}으로 결정 될 수 있다. 스케일링 값을 고려하여 상기 가중치 세트 값은 {0, 1/8, 2/8, 4/8, 6/8, 8/8}으로 결정 될 수 있다. 다른 예로 가중치 세트 값은 {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}으로 결정 될 수 있다. 스케일링 값을 고려하여 상기 가중치 세트 값은 {0, 1/8, 2/8, 3/8, 4/8, 5/8, 6/8, 7/8, 8/8}으로 결정 될 수 있다. 상술한 가중치 세트 값은 하나의 예시로서, 가중치 세트 값은 점진적으로 증가 혹은 감소 하는 다양한 수치들의 조합을 이용하여 결정 될 수 있다.
또한, 복호화 장치는 휘도 성분과 색차 성분에 서로 다른 가중치 세트 값을 적용 할 수 있다. 예를 들어, 휘도 성분 마스킹의 가중치 세트 값으로 {0, 1, 2, 4, 6, 7, 8} 혹은 {0, 1/8, 2/8, 4/8, 6/8, 8/8}를 적용하는 경우, 색차 성분 마스킹에 대해서는 {0, 1, 4, 7, 8} 혹은 {0, 1/8, 4/8, 7/8, 8/8} 의 가중치 세트 값을 사용 할 수 있다. 다른 예로, 휘도 성분 마스킹의 가중치 세트 값으로 {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8} 혹은 {0, 1/8, 2/8, 3/8, 4/8, 5/8, 6/8, 7/8, 8/8}를 적용하는 경우, 색차 성분 마스킹에 대해서는 {0, 2, 4, 6, 8} 혹은 {0, 2/8, 4/8, 6/8, 8/8}의 가중치 세트 값을 사용 할 수 있다. 상술한 가중치 세트의 대응 예는 하나의 예시로서, 휘도 성분 마스킹의 가중치 세트와 다른 다양한 수치들의 조합을 이용하여 결정 될 수 있다.
복호화 장치는 부호화 블록의 크기가 기 설정된 크기를 초과하거나 또는 이상인 경우에만, 샘플들의 불연속성을 고려한 마스킹이 적용되도록 할 수 있다. 예를 들어, 복호화 장치는 특정 부호화 블록의 샘플 개수가 256개를 초과 하는 경우에 한 해, 현재 블록 혹은 현재 블록의 하위 블록의 대각 분할에 샘플들의 불연속성을 고려한 마스킹이 적용되도록 할 수 있다.
다른 예로, 복호화 장치는 현재 블록의 가로 및/또는 세로 크기가 기 설정된 크기를 초과하거나 또는 이상인 경우에만 블록 분할에 샘플들의 불연속성을 고려한 마스킹가 적용되도록 할 수 있다. 예를 들어, 복호화 장치는 현재 블록의 가로 혹은 세로 크기 중 적어도 하나가 16보다 큰 경우에 한 해, 현재 블록 혹은 현재 블록의 하위 블록의 대각 분할에 샘플들의 불연속성을 고려한 마스킹이 적용되도록 할 수 있다.
부호화 장치와 복호화 장치는 현재 블록에 샘플들의 불연속성을 고려한 마스킹이 적용되는지 여부를 지시하는 지시자를 정의 할 수 있다. 지시자는 1bit 크기를 가지는 플래그(flag)로 정의 될 수 있다. 예를 들어, 상기 플래그가 제 1 값을 가지는 경우, 복호화 장치는 현재 블록을 샘플들의 불연속성을 고려한 마스킹을 적용하여 대각 분할 할 수 있다
샘플들의 불연속성을 고려한 마스킹이 적용되는지 여부를 지시하는 지시자는 플래그 형태뿐 아니라, 블록의 형태 정보, 움직임 정보 등과 함께 전송 될 수 있다. 또한, 샘플들의 불연속성을 고려한 마스킹이 적용되는지 여부는 현재 블록의 크기 등에 의해 간접적으로 지시 될 수 있다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 신택스(syntax) 파라미터를 설명하기 위한 도면이다.
본원발명에 따른 대각 분할이 적용된 블록 혹은 움직임 정보를 지시하기 위해 몇몇 파라미터가 제안될 수 있다.
부호화 장치 및 복호화 장치는 현재 블록에 대해 대각 분할이 적용될지 여부를 지시하는 플래그(DMP_flag)를 정의 할 수 있다. 부호화 장치 및 복호화 장치는 DMP_flag 가 제 1 값을 가지는 경우, 현재 블록에 대해 대각 분할을 수행 할 수 있다. 반대로 부호화 장치 및 복호화 장치는 상기 DMP_flag가 제 2 값을 가지는 경우 현재 블록에 대해 대각 분할을 수행하지 않을 수 있다.
여기서 대각 분할이 적용될지 여부를 지시하는 플래그 정보는 하나의 부호화 블록 단위로 전송될 수 있다, 이때, 상기 하나의 부호화 블록이라 함은, 정방형 분할 혹은 직방형 분할이 더 이상 적용 될 수 없는 정방형 분할 혹은 직방형 분할의 리프 노드를 의미 할 수 있다.
부호화 장치 및 복호화 장치는 대각 분할의 방향을 지시하는 방향 지시자(DMP_direction)를 정의 할 수 있다. 부호화 장치 및 복호화 장치는 DMP_direction가 제 1 값을 가지는 경우, 현재 블록에 대해 우상향 방향 대각 분할을 적용할 수 있다. 반대로 부호화 장치 및 복호화 장치는 상기 DMP_direction 가 제 2 값을 가지는 경우, 현재 블록에 대해 우하향 방향 대각 분할을 적용 할 수 있다.
본원발명의 분할 정보는 DMP_flag와 DMP_direction을 포함 할 수 있다.
부호화 장치 및 복호화 장치는 대각 분할이 적용된 영역에 머지 모드(merge mode)가 적용될지 여부를 지시하는 DMP 머지 플래그(DMP_merge_flag)를 정의 할 수 있다. 부호화 장치 및 복호화 장치는 DMP 머지 플래그가 제 1 값을 가지는 경우, 대각 분할된 영역을 머지 모드를 통해 부호화/복호화 할 수 있다. 상기 DMP 머지 플래그는 현재 블록 단위로 결정 될 수도 있고, 현재 블록이 분할된 영역 단위로도 결정 될 수도 있다.
부호화 장치 및 복호화 장치는 상기 DMP 머지 플래그가 제 1 값을 가지는 경우, 대각 분할된 영역에 대한 머지 후보를 지시하는 머지 인덱스(DMP_merge_idx)를 정의 할 수 있다. 상기 DMP 머지 인덱스는 하나의 블록 단위로 결정 될 수도 있고, 대각 분할이 수행되어 분할된 영역 단위로 결정 될 수도 있다.
대각 분할된 영역은 움직임 정보를 포함 할 수 있다. 여기서 움직임 정보는 화면 내 예측 방향, 참조 픽쳐 인덱스, 움직임 벡터, 차분 움직임 벡터, AMVP 움직임 정보 등을 포함 할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 움직임 정보는 하나의 블록 단위로 결정 될 수도 있고, 대각 분할이 수행되어 분할된 영역 단위로 결정 될 수도 있다.
다른 예로, 부호화 장치 및 복호화 장치는 대각 분할의 방향 대각 분할 시 각 영역에 대한 머지 후보의 프리셋을 지시하는 대각 분할 머지 인덱스(dmp_merge _idx)를 정의 할 수 있다. 예를 들어, 대각 분할 머지 인덱스가 제 1 값을 지정하는 경우, 복호화 장치는 상기 제 1 값에 대응하는 분할 방향과 각 영역의 기설정된 머지 후보를 이용하여, 현재 블록에 대한 예측을 수행 할 수 있다. 예를 들어, 상기 머지 인덱스는 0 보다 큰 미리 정의된 정수 값 중 하나의 값을 가지도록 기 정의 될 수 있다.
도 12는 현재 블록(1200)이 바이너리트리 분할을 이용하여 두 개의 하위 부호화 블록으로 분할되고, 이 중 하나의 하위 부호화 블록이 대각 분할의 경계선(1215)에 의해 다시 제 1 영역(1205)과 제 2 영역(1210)으로 대각 분할되는 일예를 도시한다.
복호화 장치는 현재 블록(1100)에 세로 바이너리트리 분할을 적용하여 현재 블록을 분할 할 수 있다. 이때 복호화 장치는 현재 블록에 바이너리트리 분할을 적용하기 위해 바이너리트리 플래그(BT_split_flag)를 확인하여 그 값이 제 1 값인 경우, 현재 블록을 바이너리트리 분할 할 수 있다. 나아가 복호화 장치는 바이너리트리 플래그에 의해 현재 블록이 바이너리트리 분할 되는 것으로 판단한 경우, 분할 타입 지시자(BT_split_type)를 확인하여 현재 블록을 세로 방향 분할 할 것인지, 가로 방향 분할 할 것인지를 결정 할 수 있다.
복호화 장치는 현재 블록에 대한 추가적인 정방형 분할 혹은 직방형 분할이 없다고 판단하는 경우, 현재 블록이 대각 분할 되는지 여부를 결정 할 수 있다. 이때 복호화 장치는 현재 블록에 대각 분할을 적용하기 위해 DMP_flag를 확인하여 그 값이 제 1 값인 경우, 현재 블록을 대각 분할 할 수 있다. 나아가 복호화 장치는 DMP_flag에 의해 현재 블록이 대각 분할 되는 것으로 판단한 경우, DMP_direction를 확인하여 현재 블록을 우하향 방향 대각 분할 할 것인지, 우상향 방향 대각 분할 할 것인지를 결정 할 수 있다. 예를 들어, 도 11에서 복호화 장치는 DMP_direction이 제 1 값을 가지는 것을 확인하여, 현재 블록을 우상향 방향 대각 분할 하는 것으로 결정 할 수 있다.
이후 복호화 장치는 대각 분할 된 제 1 영역(1105) 움직임 벡터 MV1과 제 2 영역(1110)의 움직임 벡터 MV2 를 각각 유도 할 수 있다.
상술한 파라미터 변수와 값은 예시적인 것으로서 본원발명의 권리범위가 명세서에 사용된 용어에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
본원발명에 따른 화면 간 예측 방법은 샘플 단위의 화면 간 예측 방법에 적용 될 수 있다. 즉, 본원발명에 따른 화면 간 예측 방법은 서브 블록 단위의 화면 간 예측 방법에는 적용되지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 본원발명에 따른 화면 간 예측 방법은 서브 블록 기반 시간적 후보 예측(ATMVP: Alternative temporal motion vector prediction), 서브 블록 기반 시공간 결합 후보 예측 (STMVP: Spatial-temporal motion vector prediction) 및 프레임율 변환(FRUC(Frame Rate Up Conversion) 등에는 적용되지 않을 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화 하는데 이용될 수 있다.

Claims (19)

  1. 영상 복호화 방법에 있어서,
    현재 블록에 대한 대각 분할 정보를 획득하는 단계;
    상기 대각 분할 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 대각 분할 구조를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 대각 분할 구조에 따라 상기 현재 블록을 제 1 영역과 제 2 영역으로 대각 분할(diagonal partition)하는 단계를 포함하되,
    상기 현재 블록은 정방형 분할 혹은 직방형 분할의 리프 노드인 것을 특징으로하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 대각 분할 정보는 상기 현재 블록이 대각 분할 될 지 여부를 지시하는 플래그를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 대각 분할은 분할 방향에 따라 우하향(down-right) 방향 대각 분할과 우상향(up-right) 방향 대각 분할 중 하나로 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 대각 분할 정보는 상기 대각 분할의 방향을 지시하는 분할 방향 정보를 포함하고,
    상기 분할하는 단계는, 상기 분할 방향 정보가 지시하는 방향으로 상기 현재 블록을 대각 분할하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 대각 분할하는 단계는,
    상기 현재 블록에 마스킹을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 마스킹은 상기 현재 블록의 샘플에 소정의 가중치 연산이 수행되는 것인 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 현재 블록은,
    상기 대각 분할의 경계선이 통과하지 않는 영역에 포함되는 샘플 중 경계선을 기준으로 어느 한쪽 방향의 샘플들로 구성되는 제 1 샘플, 상기 대각 분할의 경계선이 통과하는 샘플들로 구성되는 제 2 샘플 및 상기 현재 블록의 샘플 중 상기 제 1 샘플과 제 2 샘플에 속하지 않는 샘플들로 구성되는 제 3 샘플로 구성되되,
    상기 제 1 영역에 대한 마스킹은 상기 제 1 샘플에 제 1 값, 상기 제 2 샘플에 제 2 값 및 상기 제 3 샘플에 제 3 값을 각각 적용하고,
    상기 제 2 영역에 대한 마스킹은 상기 제 1 샘플에 상기 제 3 값, 상기 제 2 샘플에 제 2 값 및 상기 제 3 샘플에 제 3 값을 각각 적용하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 대각 분할의 경계선이 f(x, y)로 표현되는 경우,
    상기 제 1 영역에 대한 마스킹과 상기 제 2 영역에 대한 마스킹은 아래의 수학식 1을 만족하고,
    [수학식 1]
    Figure PCTKR2018012175-appb-I000010
    여기서, Mask_p0(x, y)는 상기 제 1 영역에 대한 마스킹 값을 나타내고, MASK_p1(x, y)은 상기 제 2 영역에 대한 마스킹 값을 나타내는 것을 특징으로하는, 영상 복호화 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 현재 블록의 샘플 값은 아래의 수학식 2를 만족하고,
    [수학식 2]
    Figure PCTKR2018012175-appb-I000011
    여기서, P_DMP(x, y)는 상기 현재 블록의 특정 샘플 값을 나타내고, P_p0(x, y)는 상기 제 1 영역에 속하는 샘플들의 샘플 값을 나타내고, P_p1(x, y)는 상기 제 2 영역에 속하는 샘플들의 샘플 값을 나타내고, 상기 shfit는 상기 마스킹에 따른 스케일링 값을 나타내는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 정방형 분할 혹은 직방형 분할은 쿼드트리(quad-tree) 분할, 바이너리트리(binary-tree) 분할 및 터너리트리(ternary-tree) 분할 중 하나인 것을 특징으로하는, 영상 복호화 방법.
  10. 영상 부호화 방법에 있어서,
    현재 블록에 대한 대각 분할 구조를 결정하는 단계;
    상기 결정된 대각 분할 구조에 따라 상기 현재 블록을 제 1 영역과 제 2 영역으로 대각 분할(diagonal partition)하는 단계; 및
    상기 대각 분할 구조에 대한 대각 분할 정보를 인코딩 하는 단계를 포함하되,
    상기 현재 블록은 정방형 분할 혹은 직방형 분할의 리프 노드인 것을 특징으로하는 하는, 영상 부호화 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 현재 블록이 대각 분할 되는 지 여부를 지시하는 플래그를 인코딩 하는 단계를 더 포함하는 영상 부호화 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 대각 분할은 분할 방향에 따라 우하향(down-right) 방향 대각 분할과 우상향(up-right) 방향 대각 분할 중 하나로 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 인코딩 하는 단계는, 상기 대각 분할의 방향을 지시하는 분할 방향 정보를 인코딩 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는, 영상 부호화 방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 대각 분할하는 단계는,
    상기 현재 블록에 마스킹을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 마스킹은 상기 현재 블록의 샘플에 소정의 가중치 연산이 수행되는 것인 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 현재 블록은,
    상기 대각 분할의 경계선이 통과하지 않는 영역에 포함되는 샘플 중 경계선을 기준으로 어느 한쪽 방향의 샘플들로 구성되는 제 1 샘플, 상기 대각 분할의 경계선이 통과하는 샘플들로 구성되는 제 2 샘플 및 상기 현재 블록의 샘플 중 상기 제 1 샘플과 제 2 샘플에 속하지 않는 샘플들로 구성되는 제 3 샘플로 구성되되,
    상기 제 1 영역에 대한 마스킹은 상기 제 1 샘플에 제 1 값, 상기 제 2 샘플에 제 2 값 및 상기 제 3 샘플에 제 3 값을 각각 적용하고,
    상기 제 2 영역에 대한 마스킹은 상기 제 1 샘플에 상기 제 3 값, 상기 제 2 샘플에 제 2 값 및 상기 제 3 샘플에 제 3 값을 각각 적용하는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 대각 분할의 경계선이 f(x, y)로 표현되는 경우,
    상기 제 1 영역에 대한 마스킹과 상기 제 2 영역에 대한 마스킹은 아래의 수학식 3을 만족하고,
    [수학식 3]
    Figure PCTKR2018012175-appb-I000012
    여기서, Mask_p0(x, y)는 상기 제 1 영역에 대한 마스킹 값을 나타내고, MASK_p1(x, y)은 상기 제 2 영역에 대한 마스킹 값을 나타내는 것을 특징으로하는, 영상 부호화 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 현재 블록의 샘플 값은 아래의 수학식 4를 만족하고,
    [수학식 4]
    Figure PCTKR2018012175-appb-I000013
    여기서, P_DMP(x, y)는 상기 현재 블록의 특정 샘플 값을 나타내고, P_p0(x, y)는 상기 제 1 영역에 속하는 샘플들의 샘플 값을 나타내고, P_p1(x, y)는 상기 2 영역에 속하는 샘플들의 샘플 값을 나타내고, 상기 shfit는 상기 마스킹에 따른 스케일링 값을 나타내는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 정방형 분할 혹은 직방형 분할은 쿼드트리(quad-tree) 분할, 바이너리트리(binary-tree) 분할 및 터너리트리(ternary-tree) 분할 중 하나인 것을 특징으로하는, 영상 부호화 방법.
  19. 현재 블록에 대한 대각 분할 구조를 결정하는 단계;
    상기 결정된 대각 분할 구조에 따라 상기 현재 블록을 제 1 영역과 제 2 영역으로 대각 분할(diagonal partition)하는 단계; 및
    상기 대각 분할 구조에 대한 대각 분할 정보를 인코딩 하는 단계를 포함하되,
    상기 현재 블록은 정방형 분할 혹은 직방형 분할의 리프 노드인 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장하는 것을 특징으로하는, 비일시적 저장매체.
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