WO2019194462A1 - Inter prediction mode-based video processing method and apparatus therefor - Google Patents

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WO2019194462A1
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prediction
motion vector
block
prediction block
template
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PCT/KR2019/003605
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남정학
김승환
이재호
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엘지전자 주식회사
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    • H04N19/176Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
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    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/513Processing of motion vectors

Definitions

  • the present invention relates to a still image or moving image processing method, and more particularly, to a method for encoding / decoding a still image or moving image based on an inter prediction mode and an apparatus supporting the same.
  • Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding.
  • a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
  • Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • An object of the present invention is to propose a method for generating an adaptive prediction template based on an inter prediction direction (or reference direction) in applying a DMVR.
  • An aspect of the present invention provides a method of decoding an image based on an inter prediction mode, comprising: deriving a first initial motion vector and a second initial motion vector of the current block when bidirectional prediction is applied to a current block; Deriving a first final motion vector and a second final motion vector by improving the first initial motion vector and the second initial motion vector based on a motion vector offset value symmetric with respect to a reference list direction; Generating a first prediction block by using the first final motion vector, and generating a second prediction block by using the second final motion vector; And generating a third prediction block representing the prediction block of the current block by using the first prediction block and the second prediction block.
  • the deriving of the first final motion vector and the second final motion vector comprises: a fourth prediction block specified by the first initial motion vector and a fifth prediction specified by the second initial motion vector. Weighting the blocks to generate a first prediction template for the reference list 0 direction and a second prediction template for the reference list 1 direction; And improving the first initial motion vector using the first prediction template, and improving the second initial motion vector using the second prediction template.
  • the first prediction template is generated through a weighted sum that is weighted higher to the fourth prediction block than the fifth prediction block, and the second prediction template is the fifth prediction block than the fourth prediction block.
  • the weighted sum may be generated by applying a higher weight to the prediction block.
  • the deriving of the first final motion vector and the second final motion vector comprises: a fourth prediction block specified by the first initial motion vector and a fifth prediction specified by the second initial motion vector.
  • the weight applied to generating the prediction template may be determined based on a difference value between the fourth prediction block and the prediction template and a difference value between the fifth prediction block and the prediction template.
  • the third prediction block is generated by weighting the first prediction block and the second prediction block, and weights applied to the first prediction block and the second prediction block are respectively applied to the first prediction block and the second prediction block. It may be determined according to a cost function value of the second prediction block.
  • an initial value for deriving a first initial motion vector and a second initial motion vector of the current block is provided.
  • It may include a prediction block generator for generating a third prediction block representing a prediction block of the current block.
  • the final motion vector derivation unit weights a fourth prediction block specified by the first initial motion vector and a fifth prediction block specified by the second initial motion vector, thereby weighting the reference list 0 direction.
  • Generate a second prediction template for a first prediction template and a reference list 1 direction improve the first initial motion vector using the first prediction template, and use the second prediction template to generate the second prediction template It is possible to improve the initial motion vector.
  • the first prediction template is generated through a weighted sum that is weighted higher to the fourth prediction block than the fifth prediction block, and the second prediction template is the fifth prediction block than the fourth prediction block.
  • the weighted sum may be generated by applying a higher weight to the prediction block.
  • the final motion vector derivation unit generates a prediction template by weighting a fourth prediction block specified by the first initial motion vector and a fifth prediction block specified by the second initial motion vector,
  • the first initial motion vector and the second initial motion vector may be improved in each reference list direction based on the difference value with the prediction template.
  • the weight applied to generating the prediction template may be determined based on a difference value between the fourth prediction block and the prediction template and a difference value between the fifth prediction block and the prediction template.
  • the third prediction block is generated by weighting the first prediction block and the second prediction block, and weights applied to the first prediction block and the second prediction block are respectively applied to the first prediction block and the second prediction block. It may be determined according to a cost function value of the second prediction block.
  • the DMVR prediction performance can be improved by improving the template generation and weighted average method of the DMVR.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoding apparatus in which an encoding of a video / image signal is performed, according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoding apparatus in which an embodiment of the present invention is applied and decoding of a video / image signal is performed.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a multi-type tree structure as an embodiment to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a signaling mechanism of partition partition information of a quadtree with nested multi-type tree structure according to an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method of dividing a CTU into multiple CUs based on a quadtree and accompanying multi-type tree structure as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method of limiting ternary-tree splitting as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating redundant division patterns that may occur in binary tree division and ternary tree division, as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 8 and 9 illustrate an inter prediction based video / image encoding method and an inter prediction unit in an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10 and 11 illustrate an inter prediction based video / image decoding method and an inter prediction unit in a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a neighboring block used in a merge mode or a skip mode as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a merge candidate list construction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a merge candidate list construction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 15 is a diagram illustrating a motion vector refinement method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 16 is a diagram illustrating a motion vector refinement method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 17 is a flowchart illustrating a method of generating a predictive block using weighted sum based on a cost function according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method of generating an inter prediction block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an inter prediction apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 20 shows a video coding system to which the present invention is applied.
  • 21 is a diagram illustrating a structure of a content streaming system according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the 'processing unit' refers to a unit in which a process of encoding / decoding such as prediction, transformation, and / or quantization is performed.
  • the processing unit may be referred to as a 'processing block' or 'block'.
  • the processing unit may be interpreted to include a unit for the luma component and a unit for the chroma component.
  • the processing unit may correspond to a Coding Tree Unit (CTU), a Coding Unit (CU), a Prediction Unit (PU), or a Transform Unit (TU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • CU Coding Unit
  • PU Prediction Unit
  • TU Transform Unit
  • the processing unit may be interpreted as a unit for a luma component or a unit for a chroma component.
  • the processing unit may be a coding tree block (CTB), a coding block (CB), a prediction block (PU), or a transform block (TB) for a luma component. May correspond to. Or, it may correspond to a coding tree block (CTB), a coding block (CB), a prediction block (PU), or a transform block (TB) for a chroma component.
  • CTB coding tree block
  • CB coding block
  • PU prediction block
  • TB transform block
  • the present invention is not limited thereto, and the processing unit may be interpreted to include a unit for a luma component and a unit for a chroma component.
  • processing unit is not necessarily limited to square blocks, but may also be configured in a polygonal form having three or more vertices.
  • a pixel, a pixel, and the like are referred to collectively as a sample.
  • using a sample may mean using a pixel value or a pixel value.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoding apparatus in which an encoding of a video / image signal is performed, according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoding apparatus 100 may include an image splitter 110, a subtractor 115, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150,
  • the adder 155, the filter 160, the memory 170, the inter predictor 180, the intra predictor 185, and the entropy encoder 190 may be configured.
  • the inter predictor 180 and the intra predictor 185 may be collectively referred to as a predictor.
  • the predictor may include an inter predictor 180 and an intra predictor 185.
  • the transform unit 120, the quantization unit 130, the inverse quantization unit 140, and the inverse transform unit 150 may be included in the residual processing unit.
  • the residual processing unit may further include a subtracting unit 115.
  • the image divider 110, the subtractor 115, the transformer 120, the quantizer 130, the inverse quantizer 140, the inverse transformer 150, and the adder 155 may be described.
  • the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, the intra prediction unit 185, and the entropy encoding unit 190 may be configured by one hardware component (eg, an encoder or a processor).
  • the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB) or may be configured by a digital storage medium.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image divider 110 may divide the input image (or picture or frame) input to the encoding apparatus 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit may be recursively divided according to a quad-tree binary-tree (QTBT) structure from a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU).
  • QTBT quad-tree binary-tree
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure and / or a binary tree structure.
  • the quad tree structure may be applied first and the binary tree structure may be applied later.
  • the binary tree structure may be applied first.
  • the coding procedure according to the present invention may be performed based on the final coding unit that is no longer split.
  • the maximum coding unit may be used as the final coding unit immediately based on coding efficiency according to the image characteristic, or if necessary, the coding unit is recursively divided into coding units of lower depths and optimized.
  • a coding unit of size may be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include a procedure of prediction, transform, and reconstruction, which will be described later.
  • the processing unit may further include a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be partitioned or partitioned from the aforementioned final coding unit, respectively.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transformation unit may be a unit for deriving a transform coefficient and / or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • an M ⁇ N block may represent a set of samples or transform coefficients composed of M columns and N rows.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, and may only represent pixel / pixel values of the luma component, or only pixel / pixel values of the chroma component.
  • a sample may be used as a term corresponding to one picture (or image) for a pixel or a pel.
  • the encoding apparatus 100 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 from the input image signal (original block, original sample array).
  • a signal may be generated (residual signal, residual block, residual sample array), and the generated residual signal is transmitted to the converter 120.
  • a unit that subtracts a prediction signal (prediction block, prediction sample array) from an input image signal (original block, original sample array) in the encoder 100 may be called a subtraction unit 115.
  • the prediction unit may perform a prediction on a block to be processed (hereinafter, referred to as a current block) and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied on a current block or CU basis. As described later in the description of each prediction mode, the prediction unit may generate various information related to prediction, such as prediction mode information, and transmit the generated information to the entropy encoding unit 190. The information about the prediction may be encoded in the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the intra predictor 185 may predict the current block by referring to the samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart according to the prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • Non-directional mode may include, for example, DC mode and planner mode (Planar mode).
  • the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes according to the degree of detail of the prediction direction. However, as an example, more or less directional prediction modes may be used depending on the setting.
  • the intra predictor 185 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter predictor 180 may derive the predicted block with respect to the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture.
  • the motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of the motion information between the neighboring block and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated CU (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block is called a collocated picture (colPic). It may be.
  • the inter prediction unit 180 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks and provides information indicating which candidates are used to derive a motion vector and / or a reference picture index of the current block. Can be generated. Inter prediction may be performed based on various prediction modes.
  • the inter prediction unit 180 may use motion information of a neighboring block as motion information of a current block.
  • the residual signal may not be transmitted.
  • the motion vector of the neighboring block is used as a motion vector predictor and the motion vector difference is signaled by signaling a motion vector difference. Can be directed.
  • the prediction signal generated by the inter predictor 180 or the intra predictor 185 may be used to generate a reconstruction signal or to generate a residual signal.
  • the transformer 120 may apply transform techniques to the residual signal to generate transform coefficients.
  • the transformation technique may include at least one of a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a karhunen-loeve transform (KLT), a graph-based transform (GBT), or a conditionally non-linear transform (CNT).
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine transform
  • KLT karhunen-loeve transform
  • GBT graph-based transform
  • CNT conditionally non-linear transform
  • GBT means a conversion obtained from this graph when the relationship information between pixels is represented by a graph.
  • CNT refers to a transform that is generated based on and generates a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the conversion process may be applied to pixel blocks having the same size as the square, or may be applied to blocks of variable size rather than square.
  • the quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits them to the entropy encoding unit 190.
  • the entropy encoding unit 190 encodes the quantized signal (information about the quantized transform coefficients) and outputs the bitstream. have.
  • the information about the quantized transform coefficients may be referred to as residual information.
  • the quantization unit 130 may rearrange block quantized transform coefficients into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and quantize the quantized transform coefficients based on the quantized transform coefficients in the one-dimensional vector form. Information about transform coefficients may be generated.
  • the entropy encoding unit 190 may perform various encoding methods such as, for example, exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC), and the like.
  • the entropy encoding unit 190 may encode information necessary for video / image reconstruction other than quantized transform coefficients (for example, values of syntax elements) together or separately.
  • Encoded information eg, encoded video / image information
  • NALs network abstraction layer
  • the network may include a broadcasting network and / or a communication network
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD, and the like.
  • the signal output from the entropy encoding unit 190 may include a transmitting unit (not shown) for transmitting and / or a storing unit (not shown) for storing as an internal / external element of the encoding apparatus 100, or the transmitting unit It may be a component of the entropy encoding unit 190.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized transform coefficients may be reconstructed in the residual signal by applying inverse quantization and inverse transform through inverse quantization unit 140 and inverse transform unit 150 in a loop.
  • the adder 155 adds the reconstructed residual signal to the predicted signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185 so that a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) is added. Can be generated. If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as the reconstructed block.
  • the adder 155 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of a next processing target block in a current picture, and may be used for inter prediction of a next picture through filtering as described below.
  • the filtering unit 160 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstruction signal.
  • the filtering unit 160 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture is stored in the memory 170, specifically, the DPB of the memory 170.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, a sample adaptive offset, an adaptive loop filter, a bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 160 may generate various information about the filtering and transmit the generated information to the entropy encoding unit 190.
  • the filtering information may be encoded in the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 170 may be used as the reference picture in the inter predictor 180.
  • the encoding apparatus may avoid prediction mismatch between the encoding apparatus 100 and the decoding apparatus, and may improve encoding efficiency.
  • the memory 170 DPB may store the modified reconstructed picture for use as a reference picture in the inter predictor 180.
  • the memory 170 may store the motion information of the block from which the motion information in the current picture is derived (or encoded) and / or the motion information of the blocks in the picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter predictor 180 to use the motion information of the spatial neighboring block or the motion information of the temporal neighboring block.
  • the memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and transfer the reconstructed samples to the intra predictor 185.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoding apparatus in which an embodiment of the present invention is applied and decoding of a video / image signal is performed.
  • the decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantizer 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filter 240, a memory 250, and an inter
  • the prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be configured.
  • the inter predictor 260 and the intra predictor 265 may be collectively called a predictor. That is, the predictor may include an inter predictor 180 and an intra predictor 185.
  • the inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230 may be collectively called a residual processing unit. That is, the residual processing unit may include an inverse quantization unit 220 and an inverse transformation unit 230.
  • the entropy decoder 210, the inverse quantizer 220, the inverse transformer 230, the adder 235, the filter 240, the inter predictor 260, and the intra predictor 265 are described in the embodiment. Can be configured by one hardware component (eg, decoder or processor).
  • the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB) or may be configured by a digital storage medium.
  • DPB decoded picture buffer
  • the decoding apparatus 200 may reconstruct an image corresponding to a process in which video / image information is processed in the encoding apparatus of FIG. 1.
  • the decoding apparatus 200 may perform decoding using a processing unit applied in the encoding apparatus.
  • the processing unit of decoding may be a coding unit, for example, which may be split along a quad tree structure and / or a binary tree structure from a coding tree unit or a maximum coding unit.
  • the reconstructed video signal decoded and output through the decoding apparatus 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoding apparatus 200 may receive a signal output from the encoding apparatus of FIG. 1 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream to derive information (eg, video / image information) necessary for image reconstruction (or picture reconstruction).
  • the entropy decoding unit 210 decodes information in a bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, quantized values of syntax elements required for image reconstruction, and transform coefficients for residuals. Can be output.
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and decodes syntax element information and decoding information of neighboring and decoding target blocks or information of symbols / bins decoded in a previous step.
  • the context model may be determined using the context model, the probability of occurrence of a bin may be predicted according to the determined context model, and arithmetic decoding of the bin may be performed to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element. have.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model by using the information of the decoded symbol / bin for the context model of the next symbol / bean after determining the context model.
  • the information related to the prediction among the information decoded by the entropy decoding unit 2110 is provided to the prediction unit (the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265), and the entropy decoding performed by the entropy decoding unit 210 is performed. Dual values, that is, quantized transform coefficients and related parameter information, may be input to the inverse quantizer 220.
  • information on filtering among information decoded by the entropy decoding unit 210 may be provided to the filtering unit 240.
  • a receiver (not shown) that receives a signal output from the encoding apparatus may be further configured as an internal / external element of the decoding apparatus 200, or the receiver may be a component of the entropy decoding unit 210.
  • the inverse quantization unit 220 may dequantize the quantized transform coefficients and output the transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 220 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a two-dimensional block. In this case, the reordering may be performed based on the coefficient scan order performed by the encoding apparatus.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients using a quantization parameter (for example, quantization step size information), and may obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter for example, quantization step size information
  • the inverse transformer 230 inversely transforms the transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the information about the prediction output from the entropy decoding unit 210, and may determine a specific intra / inter prediction mode.
  • the intra predictor 265 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart according to the prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the intra predictor 265 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 260 may derive the predicted block for the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture.
  • the motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of the motion information between the neighboring block and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the inter prediction unit 260 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks and derive a motion vector and / or a reference picture index of the current block based on the received candidate selection information. Inter prediction may be performed based on various prediction modes, and the information about the prediction may include information indicating a mode of inter prediction for the current block.
  • the adder 235 adds the obtained residual signal to the predictive signal (predicted block, predictive sample array) output from the inter predictor 260 or the intra predictor 265 to restore the reconstructed signal (restored picture, reconstructed block). , Restore sample array). If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as the reconstructed block.
  • the adder 235 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of a next processing target block in a current picture, and may be used for inter prediction of a next picture through filtering as described below.
  • the filtering unit 240 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstruction signal.
  • the filtering unit 240 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be stored in the memory 250, specifically, the DPB of the memory 250. Can be sent to.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, a sample adaptive offset, an adaptive loop filter, a bilateral filter, and the like.
  • the (modified) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 250 may be used as the reference picture in the inter predictor 260.
  • the memory 250 may store the motion information of the block from which the motion information in the current picture is derived (or decoded) and / or the motion information of the blocks in the picture that are already reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter predictor 260 to use the motion information of the spatial neighboring block or the motion information of the temporal neighboring block.
  • the memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and transfer the reconstructed samples to the intra predictor 265.
  • the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the encoding apparatus 100 are respectively the filtering unit 240 and the inter prediction of the decoding apparatus 200. The same may also apply to the unit 260 and the intra predictor 265.
  • the video / image coding method according to this document may be performed based on various detailed techniques, and each detailed technique will be described as follows. Techniques described below include prediction, residual processing ((inverse) transformation, (inverse) quantization, etc.), syntax element coding, filtering, partitioning / division, etc. in the video / image encoding / decoding procedures described above and / or described below. It will be apparent to those skilled in the art that they may be involved in related procedures.
  • the block partitioning procedure according to this document may be performed by the image splitter 110 of the encoding apparatus described above, and the partitioning related information may be processed (encoded) by the entropy encoding unit 190 and transmitted to the decoding apparatus in the form of a bitstream. .
  • the entropy decoding unit 210 of the decoding apparatus derives a block partitioning structure of the current picture based on the partitioning related information obtained from the bitstream, and based on this, a series of procedures (eg, prediction and residual) for image decoding. Processing, block reconstruction, in-loop filtering, etc.).
  • the CTU may correspond to a coding tree block (CTB).
  • CTB coding tree block
  • the CTU may include a coding tree block of luma samples and two coding tree blocks of corresponding chroma samples.
  • the CTU may include an N ⁇ N block of luma samples and two corresponding blocks of chroma samples.
  • the maximum allowable size of the CTU for coding and prediction may be different from the maximum allowable size of the CTU for transform.
  • the maximum allowable size of the luma block in the CTU may be 128x128.
  • the CTU may be divided into CUs based on a quad-tree (QT) structure.
  • the quadtree structure may be referred to as a quaternary tree structure. This is to reflect various local characteristics.
  • the CTU may be divided based on a multitype tree structure partition including a binary tree (BT) and a ternary tree (TT) as well as a quad tree.
  • the QTBT structure may include a quadtree and binary tree based partition structure
  • the QTBTTT may include a quadtree, binary tree, and ternary tree based partition structure.
  • the QTBT structure may include a quadtree, binary tree and ternary tree based partitioning structure.
  • a coding tree structure a CU may have a square or rectangular shape.
  • the CTU may first be divided into quadtree structures. After that, the leaf nodes of the quadtree structure may be further divided by the multitype tree structure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a multi-type tree structure as an embodiment to which the present invention can be applied.
  • the multitype tree structure may include four partition types as shown in FIG.
  • the four types of split include vertical binary splitting (SPLIT_BT_VER), horizontal binary splitting (SPLIT_BT_HOR), vertical ternary splitting (SPLIT_TT_VER), and horizontal ternary splitting (SPLIT_TT_HOR). ) May be included.
  • Leaf nodes of the multitype tree structure may be called CUs. These CUs can be used for prediction and transform procedures.
  • CU, PU, and TU may have the same block size in this document. However, when the maximum supported transform length is smaller than the width or height of the color component of the CU, the CU and the TU may have different block sizes.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a signaling mechanism of partition partition information of a quadtree with nested multi-type tree structure according to an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the CTU is treated as the root of the quadtree, and is partitioned for the first time into a quadtree structure.
  • Each quadtree leaf node may then be further partitioned into a multitype tree structure.
  • a first flag (ex. Mtt_split_cu_flag) is signaled to indicate whether the node is additionally partitioned.
  • a second flag (ex. Mtt_split_cu_verticla_flag) may be signaled to indicate the splitting direction.
  • a third flag (ex. Mtt_split_cu_binary_flag) may be signaled to indicate whether the partition type is binary partition or ternary partition.
  • a multi-type tree splitting mode (MttSplitMode) of a CU may be derived as shown in Table 1 below.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method of dividing a CTU into multiple CUs based on a quadtree and accompanying multi-type tree structure as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the CU may correspond to a coding block (CB).
  • the CU may include a coding block of luma samples and two coding blocks of corresponding chroma samples.
  • the size of a CU may be as large as CTU, or may be cut by 4 ⁇ 4 in luma sample units. For example, in the 4: 2: 0 color format (or chroma format), the maximum chroma CB size may be 64x64 and the minimum chroma CB size may be 2x2.
  • the maximum allowable luma TB size may be 64x64 and the maximum allowable chroma TB size may be 32x32. If the width or height of the CB divided according to the tree structure is larger than the maximum transform width or height, the CB may be automatically (or implicitly) split until the TB size limit in the horizontal and vertical directions is satisfied.
  • the following parameters may be defined and identified as SPS syntax elements.
  • CTU size the root node size of a quaternary tree
  • MinQTSize the minimum allowed quaternary tree leaf node size
  • MaxBtSize the maximum allowed binary tree root node size
  • MaxTtSize the maximum allowed ternary tree root node size
  • MaxMttDepth the maximum allowed hierarchy depth of multi-type tree splitting from a quadtree leaf
  • MinBtSize the minimum allowed binary tree leaf node size
  • MinTtSize the minimum allowed ternary tree leaf node size
  • the CTU size may be set to 64x64 blocks of 128x128 luma samples and two corresponding chroma samples (in 4: 2: 0 chroma format).
  • MinOTSize can be set to 16x16
  • MaxBtSize to 128x128, MaxTtSzie to 64x64
  • MinBtSize and MinTtSize (for both width and height) to 4x4, and MaxMttDepth to 4.
  • Quarttree partitioning may be applied to the CTU to generate quadtree leaf nodes.
  • the quadtree leaf node may be called a leaf QT node.
  • Quadtree leaf nodes may have a 128x128 size (i.e. the CTU size) from a 16x16 size (i.e. the MinOTSize). If the leaf QT node is 128x128, it may not be additionally divided into a binary tree / a ternary tree. This is because in this case, even if split, it exceeds MaxBtsize and MaxTtszie (i.e. 64x64). In other cases, leaf QT nodes may be further partitioned into a multitype tree. Therefore, the leaf QT node is the root node for the multitype tree, and the leaf QT node may have a multitype tree depth (mttDepth) 0 value.
  • mttDepth multitype tree depth
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method of limiting ternary-tree splitting as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • TT partitioning may be limited in certain cases. For example, when the width or height of the luma coding block is greater than a predetermined specific value (eg, 32 and 64), TT partitioning may be limited as shown in FIG. 6.
  • a predetermined specific value e.g, 32 and 64
  • the coding tree scheme may support that the luma and chroma blocks have separate block tree structures.
  • luma and chroma CTBs in one CTU may be limited to have the same coding tree structure.
  • luma and chroma blocks may have a separate block tree structure from each other. If an individual block tree mode is applied, the luma CTB may be split into CUs based on a particular coding tree structure, and the chroma CTB may be split into chroma CUs based on another coding tree structure. This may mean that a CU in an I slice may consist of a coding block of a luma component or coding blocks of two chroma components, and a CU of a P or B slice may be composed of blocks of three color components.
  • a quadtree coding tree structure involving a multitype tree has been described, but a structure in which a CU is divided is not limited thereto.
  • the BT structure and the TT structure may be interpreted as a concept included in a multiple partitioning tree (MPT) structure, and the CU may be interpreted to be divided through the QT structure and the MPT structure.
  • MPT multiple partitioning tree
  • a syntax element eg, MPT_split_type
  • MPT_split_mode a syntax element that contains information about which direction is divided into and horizontally.
  • the CU may be partitioned in a different way than the QT structure, BT structure or TT structure. That is, according to the QT structure, the CU of the lower depth is divided into 1/4 size of the CU of the upper depth, or the CU of the lower depth is divided into 1/2 size of the CU of the upper depth according to the BT structure, or according to the TT structure. Unlike the CU of the lower depth is divided into 1/4 or 1/2 size of the CU of the upper depth, the CU of the lower depth is sometimes 1/5, 1/3, 3/8, 3 of the CU of the upper depth. It can be divided into / 5, 2/3 or 5/8 size, the way in which the CU is divided is not limited to this.
  • the tree node block is placed so that all samples of all coded CUs are located within the picture boundaries. May be limited. In this case, for example, the following division rule may be applied.
  • the block is forced to be split with QT split mode.
  • the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode
  • the block is forced to be split with QT split mode.
  • the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_HOR mode.
  • the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode.
  • the block is forced to be split with QT split mode.
  • the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_VER mode.
  • the block is forced to be split with SPLIT_BT_VER mode.
  • the quadtree coded block structure with the multi-type tree described above can provide a very flexible block partitioning structure. Because of the partition types supported in a multitype tree, different partition patterns can sometimes lead to potentially identical coding block structure results. By limiting the occurrence of such redundant partition patterns, the data amount of partitioning information can be reduced. It demonstrates with reference to the following drawings.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating redundant division patterns that may occur in binary tree division and ternary tree division, as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • two levels of consecutive binary splits in one direction have the same coding block structure as the binary split for the center partition after the ternary split.
  • the binary tree split in the given direction for the center partition of the ternary tree split may be limited. This restriction can be applied for CUs of all pictures. If this particular partitioning is restricted, the signaling of the corresponding syntax elements can be modified to reflect this limited case, thereby reducing the number of bits signaled for partitioning. For example, as shown in FIG.
  • the mtt_split_cu_binary_flag syntax element indicating whether the split is a binary split or a tenary split is not signaled, and its value is Can be inferred by the decoder to zero.
  • the decoded portion of the current picture or other pictures in which the current processing unit is included may be used to reconstruct the current processing unit in which decoding is performed.
  • Intra picture or I picture which uses only the current picture for reconstruction, i.e. performs only intra picture prediction, predicts a picture (slice) using at most one motion vector and reference index to predict each unit
  • a picture using a predictive picture or P picture (slice), up to two motion vectors, and a reference index (slice) may be referred to as a bi-predictive picture or a B picture (slice).
  • Intra prediction means a prediction method that derives the current processing block from data elements (eg, sample values, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in the current picture.
  • data elements eg, sample values, etc.
  • Inter prediction (or inter screen prediction)
  • Inter prediction means a prediction method of deriving a current processing block based on data elements (eg, sample values or motion vectors, etc.) of pictures other than the current picture. That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in other reconstructed pictures other than the current picture.
  • data elements eg, sample values or motion vectors, etc.
  • Inter prediction (or inter picture prediction) is a technique for removing redundancy existing between pictures, and is mostly performed through motion estimation and motion compensation.
  • the present invention describes the detailed description of the inter prediction method described above with reference to FIGS. 1 and 2, and the decoder may be represented by the inter prediction-based video / image decoding method of FIG. 10 described later and the inter prediction unit in the decoding apparatus of FIG. 11. .
  • the encoder may be represented by the inter prediction based video / video encoding method of FIG. 8 and the inter prediction unit in the encoding apparatus of FIG. 9.
  • the data encoded by FIGS. 8 and 9 may be stored in the form of a bitstream.
  • the prediction unit of the encoding apparatus / decoding apparatus may derive the prediction sample by performing inter prediction on a block basis.
  • Inter prediction may represent prediction derived in a manner dependent on data elements (e.g. sample values, motion information, etc.) of the picture (s) other than the current picture.
  • data elements e.g. sample values, motion information, etc.
  • a predicted block (prediction sample array) for the current block is derived based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture indicated by the reference picture index. Can be.
  • the motion information of the current block may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of the motion information between the neighboring block and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction type (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated CU (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block is called a collocated picture (colPic). It may be.
  • a motion information candidate list may be constructed based on neighboring blocks of the current block, and a flag indicating which candidate is selected (used) to derive a motion vector and / or a reference picture index of the current block. Or index information may be signaled.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes.
  • the motion information of the current block may be the same as the motion information of the selected neighboring block.
  • the residual signal may not be transmitted.
  • a motion vector prediction (MVP) mode a motion vector of a selected neighboring block is used as a motion vector predictor, and a motion vector difference may be signaled.
  • the motion vector of the current block may be derived using the sum of the motion vector predictor and the motion vector difference.
  • MVP motion vector prediction
  • FIG. 8 and 9 illustrate an inter prediction based video / image encoding method and an inter prediction unit in an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • S801 may be performed by the inter prediction unit 180 of the encoding apparatus, and S802 may be performed by the residual processing unit of the encoding apparatus.
  • S802 may be performed by the subtraction unit 115 of the encoding apparatus.
  • the prediction information may be derived by the inter prediction unit 180 and encoded by the entropy encoding unit 190.
  • the residual information may be derived by the residual processor and encoded by the entropy encoding unit 190.
  • the residual information is information about the residual samples.
  • the residual information may include information about quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the residual samples may be derived as transform coefficients through the transform unit 120 of the encoding apparatus, and the transform coefficients may be derived as transform coefficients quantized through the quantization unit 130.
  • Information about the quantized transform coefficients may be encoded by the entropy encoding unit 190 through a residual coding procedure.
  • the encoding apparatus performs inter prediction on the current block (S801).
  • the encoding apparatus may derive inter prediction mode and motion information of the current block and generate prediction samples of the current block.
  • the inter prediction mode determination, the motion information derivation, and the prediction samples generation procedure may be performed simultaneously, or one procedure may be performed before the other.
  • the inter prediction unit 180 of the encoding apparatus may include a prediction mode determination unit 181, a motion information derivation unit 182, and a prediction sample derivation unit 183, and the prediction mode determination unit 181.
  • a prediction mode for the current block may be determined
  • motion information derivation unit 182 may derive motion information of the current block
  • prediction sample derivation unit 183 may derive motion samples of the current block.
  • the inter prediction unit 180 of the encoding apparatus searches for a block similar to the current block in a predetermined area (search area) of reference pictures through motion estimation, and a difference from the current block is determined.
  • Reference blocks that are minimum or below a certain criterion may be derived.
  • a reference picture index indicating a reference picture in which the reference block is located may be derived, and a motion vector may be derived based on a position difference between the reference block and the current block.
  • the encoding apparatus may determine a mode applied to the current block among various prediction modes.
  • the encoding apparatus may compare RD costs for the various prediction modes and determine an optimal prediction mode for the current block.
  • the encoding apparatus constructs a merge candidate list to be described later, and among the reference blocks indicated by merge candidates included in the merge candidate list.
  • a reference block having a difference from the current block that is smaller than or equal to a predetermined criterion may be derived.
  • a merge candidate associated with the derived reference block is selected, and merge index information indicating the selected merge candidate may be generated and signaled to the decoding apparatus.
  • the motion information of the current block may be derived using the motion information of the selected merge candidate.
  • the encoding apparatus constructs a (A) MVP candidate list to be described later, and among the mvp (motion vector predictor) candidates included in the (A) MVP candidate list.
  • the motion vector of the selected mvp candidate may be used as mvp of the current block.
  • a motion vector indicating a reference block derived by the above-described motion estimation may be used as the motion vector of the current block, and the difference with the motion vector of the current block is smallest among the mvp candidates.
  • An mvp candidate with a motion vector may be the selected mvp candidate.
  • a motion vector difference (MVD) which is a difference obtained by subtracting the mvp from the motion vector of the current block may be derived.
  • the information about the MVD may be signaled to the decoding device.
  • the value of the reference picture index may be configured with reference picture index information and separately signaled to the decoding apparatus.
  • the encoding apparatus may derive residual samples based on the prediction samples (S802).
  • the encoding apparatus may derive the residual samples by comparing the original samples of the current block with the prediction samples.
  • the encoding apparatus encodes image information including prediction information and residual information (S803).
  • the encoding apparatus may output the encoded image information in the form of a bitstream.
  • the prediction information may include prediction mode information (eg, skip flag, merge flag or mode index) and information on motion information as information related to the prediction procedure.
  • the information about the motion information may include candidate selection information (eg, merge index, mvp flag or mvp index) that is information for deriving a motion vector.
  • the information about the motion information may include the above-described information about the MVD and / or reference picture index information.
  • the information about the motion information may include information indicating whether L0 prediction, L1 prediction, or bi prediction is applied.
  • the residual information is information about the residual samples.
  • the residual information may include information about quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the output bitstream may be stored in a (digital) storage medium and delivered to the decoding device, or may be delivered to the decoding device via a network.
  • the encoding apparatus may generate a reconstructed picture (including the reconstructed samples and the reconstructed block) based on the reference samples and the residual samples. This is because the encoding apparatus derives the same prediction result as that performed in the decoding apparatus, and thus the coding efficiency can be increased. Accordingly, the encoding apparatus may store a reconstructed picture (or reconstructed samples, a reconstructed block) in a memory and use the reference picture for inter prediction. As described above, an in-loop filtering procedure may be further applied to the reconstructed picture.
  • FIGS. 10 and 11 illustrate an inter prediction based video / image decoding method and an inter prediction unit in a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the decoding apparatus may perform an operation corresponding to the operation performed by the encoding apparatus.
  • the decoding apparatus may perform prediction on the current block and derive prediction samples based on the received prediction information.
  • S1001 to S1003 may be performed by the inter prediction unit 260 of the decoding apparatus, and the residual information of S1004 may be obtained from the bitstream by the entropy decoding unit 210 of the decoding apparatus.
  • the residual processor of the decoding apparatus may derive residual samples for the current block based on the residual information.
  • the inverse quantization unit 220 of the residual processing unit performs dequantization on the basis of the quantized transform coefficients derived based on the residual information to derive transform coefficients and inverse transform unit of the residual processing unit ( 230 may derive residual samples for the current block by performing an inverse transform on the transform coefficients.
  • S1005 may be performed by the adder 235 or the reconstruction unit of the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may determine a prediction mode for the current block based on the received prediction information (S1001).
  • the decoding apparatus may determine which inter prediction mode is applied to the current block based on the prediction mode information in the prediction information.
  • inter prediction mode candidates may include a skip mode, a merge mode, and / or (A) MVP mode, or may include various inter prediction modes described below.
  • the decoding apparatus derives motion information of the current block based on the determined inter prediction mode (S1002). For example, when a skip mode or a merge mode is applied to the current block, the decoding apparatus may construct a merge candidate list to be described later, and select one merge candidate among merge candidates included in the merge candidate list. The selection may be performed based on the above merge information.
  • the motion information of the current block may be derived using the motion information of the selected merge candidate.
  • the motion information of the selected merge candidate may be used as motion information of the current block.
  • the decoding apparatus constructs (A) MVP candidate list to be described later, and among (m) mvp (motion vector predictor) candidates included in the (A) MVP candidate list.
  • the motion vector of the selected mvp candidate may be used as mvp of the current block.
  • the selection may be performed based on the above-described selection information (mvp flag or mvp index).
  • the MVD of the current block may be derived based on the information on the MVD
  • the motion vector of the current block may be derived based on mvp and the MVD of the current block.
  • a reference picture index of the current block may be derived based on the reference picture index information.
  • a picture indicated by the reference picture index in the reference picture list for the current block may be derived as a reference picture referred for inter prediction of the current block.
  • motion information of the current block may be derived without constructing a candidate list, and in this case, motion information of the current block may be derived according to a procedure disclosed in a prediction mode to be described later.
  • the candidate list structure as described above may be omitted.
  • the decoding apparatus may generate prediction samples for the current block based on the motion information of the current block (S1003).
  • the reference picture may be derived based on the reference picture index of the current block, and the prediction samples of the current block may be derived using the samples of the reference block indicated by the motion vector of the current block on the reference picture.
  • a prediction sample filtering procedure for all or some of the prediction samples of the current block may be further performed.
  • the inter prediction unit 260 of the decoding apparatus may include a prediction mode determination unit 261, a motion information derivation unit 262, and a prediction sample derivation unit 263, and the prediction mode determination unit 261 may be used. Determining a prediction mode for the current block based on the prediction mode information received in the step, and based on the information on the motion information received from the motion information derivation unit 262, motion information (motion vector and / or A reference picture index, etc.), and the prediction sample derivation unit 263 may derive the prediction samples of the current block.
  • the decoding apparatus generates residual samples for the current block based on the received residual information (S1004).
  • the decoding apparatus may generate reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the residual samples, and may generate a reconstructed picture based on the prediction samples (S1005). After that, the in-loop filtering procedure may be further applied to the reconstructed picture as described above.
  • the inter prediction procedure may include determining an inter prediction mode, deriving motion information according to the determined prediction mode, and performing prediction based on the derived motion information (prediction sample generation).
  • inter prediction modes may be used for prediction of the current block in the picture.
  • various modes such as merge mode, skip mode, MVP mode, and affine mode
  • DMVR Decoder side motion vector refinement
  • AMVR adaptive motion vector resolution
  • the affine mode may be called an affine motion prediction mode.
  • MVP mode may be referred to as advanced motion vector prediction (AMVP) mode.
  • Prediction mode information indicating the inter prediction mode of the current block may be signaled from the encoding device to the decoding device.
  • the prediction mode information may be included in the bitstream and received by the decoding apparatus.
  • the prediction mode information may include index information indicating one of a plurality of candidate modes.
  • the inter prediction mode may be indicated through hierarchical signaling of flag information.
  • the prediction mode information may include one or more flags.
  • a skip flag is signaled to indicate whether a skip mode is applied, and if a skip mode is not applied, a merge flag is signaled to indicate whether a merge mode is applied, and if a merge mode is not applied, an MVP mode is applied. Or may further signal a flag for additional classification.
  • the affine mode may be signaled in an independent mode, or may be signaled in a mode dependent on a merge mode or an MVP mode.
  • the affine mode may be configured with one candidate of a merge candidate list or an MVP candidate list as described below.
  • Inter prediction may be performed using motion information of the current block.
  • the encoding apparatus may derive optimal motion information for the current block through a motion estimation procedure. For example, the encoding apparatus may search for a similar reference block having a high correlation using the original block in the original picture for the current block in fractional pixel units within a predetermined search range in the reference picture, thereby deriving motion information. Can be. Similarity of blocks can be derived based on the difference of phase based sample values. For example, the similarity of the blocks may be calculated based on the SAD between the current block (or template of the current block) and the reference block (or template of the reference block). In this case, motion information may be derived based on a reference block having the smallest SAD in the search area. The derived motion information may be signaled to the decoding apparatus according to various methods based on the inter prediction mode.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a neighboring block used in a merge mode or a skip mode as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the motion information of the current prediction block is not directly transmitted, and the motion information of the current prediction block is derived using the motion information of the neighboring prediction block. Accordingly, the motion information of the current prediction block can be indicated by transmitting flag information indicating that the merge mode is used and a merge index indicating which neighboring prediction blocks are used.
  • the encoder may search for merge candidate blocks used to derive motion information of the current prediction block to perform the merge mode. For example, up to five merge candidate blocks may be used, but the present invention is not limited thereto.
  • the maximum number of merge candidate blocks may be transmitted in a slice header (or tile group header), but the present invention is not limited thereto.
  • the encoder may generate a merge candidate list, and select the merge candidate block having the smallest cost among them as the final merge candidate block.
  • the present invention provides various embodiments of a merge candidate block constituting the merge candidate list.
  • the merge candidate list may use, for example, five merge candidate blocks. For example, four spatial merge candidates and one temporal merge candidate may be used. As a specific example, in the case of the spatial merge candidate, the blocks shown in FIG. 12 may be used as the spatial merge candidate.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a merge candidate list construction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the coding apparatus inserts spatial merge candidates derived by searching for spatial neighboring blocks of the current block to the merge candidate list (S1301).
  • the spatial neighboring blocks may include a lower left corner peripheral block, a left peripheral block, a right upper corner peripheral block, an upper peripheral block, and an upper left corner peripheral block of the current block.
  • additional peripheral blocks such as a right peripheral block, a lower peripheral block, and a lower right peripheral block may be further used as the spatial peripheral blocks.
  • the coding apparatus may search for the spatial neighboring blocks based on priority, detect available blocks, and derive motion information of the detected blocks as the spatial merge candidates.
  • the encoder and the decoder may search the five blocks shown in FIG. 12 in the order of A1, B1, B0, A0, and B2, and index the available candidates sequentially to form a merge candidate list.
  • the coding apparatus inserts the temporal merge candidate derived by searching the temporal neighboring block of the current block into the merge candidate list (S1302).
  • the temporal neighboring block may be located on a reference picture that is a picture different from the current picture in which the current block is located.
  • the reference picture in which the temporal neighboring block is located may be called a collocated picture or a col picture.
  • the temporal neighboring block may be searched in the order of the lower right corner peripheral block and the lower right center block of the co-located block with respect to the current block on the col picture.
  • the constant storage unit may be predetermined, for example, 16x16 sample units, 8x8 sample units, or the like, or size information about the constant storage unit may be signaled from the encoder to the decoder.
  • motion information of the temporal neighboring block may be replaced with representative motion information of the predetermined storage unit in which the temporal neighboring block is located.
  • the temporal merge candidate may be derived based on the motion information of the covering prediction block.
  • the constant storage unit is 2nx2n sample units
  • the modified positions are ((xTnb >> n) ⁇ n) and (yTnb >> The motion information of the prediction block located at n) ⁇ n)) may be used for the temporal merge candidate.
  • the modified position is ((xTnb >> 4) ⁇ 4), ( The motion information of the prediction block located at yTnb >> 4) ⁇ 4)) may be used for the temporal merge candidate.
  • the constant storage unit is an 8x8 sample unit, if the coordinates of the temporal neighboring block are (xTnb, yTnb), the modified position is ((xTnb >> 3) ⁇ 3), (yTnb> The motion information of the prediction block located at > 3) ⁇ 3) can be used for the temporal merge candidate.
  • the coding apparatus may check whether the number of current merge candidates is smaller than the number of maximum merge candidates (S1303).
  • the maximum number of merge candidates may be predefined or signaled at the encoder to the decoder. For example, the encoder may generate information about the maximum number of merge candidates, encode the information, and transmit the encoded information to the decoder in the form of a bitstream. If the maximum number of merge candidates is filled up, the subsequent candidate addition process may not proceed.
  • the coding apparatus inserts an additional merge candidate into the merge candidate list (S1304).
  • the additional merge candidate may include, for example, ATMVP, combined bi-predictive merge candidate (when the slice type of the current slice is B type) and / or zero vector merge candidate.
  • the coding apparatus may terminate the construction of the merge candidate list.
  • the encoder may select an optimal merge candidate among merge candidates constituting the merge candidate list based on a rate-distortion (RD) cost, and signal selection information (ex. Merge index) indicating the selected merge candidate to the decoder. can do.
  • the decoder may select the optimal merge candidate based on the merge candidate list and the selection information.
  • the motion information of the selected merge candidate may be used as the motion information of the current block, and the prediction samples of the current block may be derived based on the motion information of the current block.
  • An encoder may derive residual samples of the current block based on the prediction samples, and may signal residual information about the residual samples to a decoder.
  • the decoder may generate reconstructed samples based on the residual samples derived from the residual information and the prediction samples, and generate a reconstructed picture based on the same.
  • the motion information of the current block may be derived in the same manner as when the merge mode is applied. However, when the skip mode is applied, the residual signal for the corresponding block is omitted, and thus prediction samples may be used as reconstructed samples.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a merge candidate list construction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the motion vector and / or the temporal neighboring block (or Col block) of the restored spatial neighboring block (for example, may be the neighboring block described above with reference to FIG. 12).
  • a motion vector predictor candidate list may be generated. That is, the motion vector of the reconstructed spatial neighboring block and / or the motion vector corresponding to the temporal neighboring block may be used as a motion vector predictor candidate.
  • the information about the prediction may include selection information (eg, MVP flag or MVP index) indicating an optimal motion vector predictor candidate selected from the motion vector predictor candidates included in the list.
  • the prediction unit may select the motion vector predictor of the current block from among the motion vector predictor candidates included in the motion vector candidate list using the selection information.
  • the prediction unit of the encoding apparatus may obtain a motion vector difference (MVD) between the motion vector of the current block and the motion vector predictor, and may encode the output vector in a bitstream form. That is, MVD may be obtained by subtracting the motion vector predictor from the motion vector of the current block.
  • MVP flag or MVP index indicating an optimal motion vector predictor candidate selected from the motion vector predictor candidates included in the list.
  • the prediction unit of the decoding apparatus may obtain a motion vector difference included in the information about the prediction, and derive the motion vector of the current block by adding the motion vector difference and the motion vector predictor.
  • the prediction unit of the decoding apparatus may obtain or derive a reference picture index or the like indicating the reference picture from the information about the prediction.
  • the motion vector predictor candidate list may be configured as shown in FIG. 14.
  • the DMVR is a method of performing motion prediction by refinementing motion information of neighboring blocks at the decoder side.
  • the decoder may refine the motion information refined through cost comparison based on a template (or prediction block or prediction sample array) generated by using motion information of neighboring blocks in merge / skip mode. Can be induced.
  • an error may occur as the motion vector of the current block is represented by using the motion vector for each direction.
  • the encoder / decoder may apply a DMVR process to improve the motion vector to correct this error.
  • the DMVR process can be invoked to improve the accuracy of the initial motion compensation prediction (ie, motion compensation prediction through merge / skip mode).
  • An embodiment of the present invention proposes a method of generating an adaptive prediction template based on an inter prediction direction (or a reference direction) in applying a DMVR.
  • an embodiment of the present invention proposes a method of generating an adaptive prediction template based on a cost function in applying a DMVR.
  • an embodiment of the present invention proposes a method of generating an inter prediction sample by applying an adaptive weighted average based on a cost function in applying a DMVR.
  • the DMVR prediction performance can be improved by improving the template generation and weighted average method of the DMVR.
  • 15 is a diagram illustrating a motion vector refinement method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder uses the initial prediction block P ′ using motion information MV0 and MV1 in each direction.
  • the initial prediction block may be referred to as a template, a prediction template, a temporary prediction block, etc.), and in terms of cost function in each reference picture based on the initial prediction block P '.
  • the motion information MV0 and MV1 in each direction may be updated (or refined) (MV0 'and MV1').
  • the encoder / decoder generates the prediction block P0 in the L0 direction using the motion vector MV0 of the reference picture list 0 (L0) and uses the motion vector MV1 of the reference picture list 1 (L1). By doing so, the prediction block P1 in the L1 direction may be generated.
  • the encoder / decoder may generate an initial prediction block P ′ using average values of the generated two prediction blocks P0 and P1. In one embodiment, the initial prediction block P ′ may be generated using Equation 1 below.
  • O represents an offset value, and as an example, O may be set to a value of 1.
  • the encoder / decoder uses the initial prediction block P 'as a reference block or prediction template, and the minimum in terms of the cost function in terms of MV0 in the reference picture list (or reference list) L0 direction.
  • the motion vector can be updated (MV0 ') by searching for blocks with errors, and the motion vector is updated (MV1') by searching for blocks with the smallest error in terms of cost functions around MV1 in the reference picture list L1 direction. can do.
  • the sum of absolute difference (SAD), sum of square difference (SSD), mean sum of absolute difference (MRSAD), etc. may be the cost function. (Or cost).
  • the encoder / decoder may generate prediction blocks P0 'and P1' using the updated motion vectors MV0 'and MV1', respectively, and sum (eg, average or weight) the two blocks to generate a final prediction block.
  • Equation 2 may be used.
  • O represents an offset value, and as an example, O may be set to a value of 1.
  • the encoder / decoder may generate a reconstructed signal by adding the last generated final predictive block and the residual signal.
  • the encoder / decoder may generate an initial prediction block and then refine the initial motion vector by searching by integer pixel units through template matching.
  • the above-described cost function may be used for the template matching.
  • the initial motion vector may be improved such that the cost (or sum of differences) value calculated using the cost function described above is minimized.
  • the encoder / decoder may perform motion compensation using bilinear interpolation filtering. If the initial motion vector is changed, the encoder / decoder may improve the changed motion vector by searching in subpixel units through template matching. In this case, the encoder / decoder may perform motion compensation using bidirectional linear interpolation filtering.
  • the encoder / decoder may perform motion compensation using the final motion vector (or the last updated motion vector, the last changed motion vector).
  • the encoder / decoder may generate a final prediction block by performing motion compensation using a regular interpolation filter. If the initial motion vector is not changed, the encoder / decoder may perform motion compensation using the initial motion vector. As an example, after the DMVR process is completed, the encoder / decoder may perform final motion compensation using a regular interpolation filter.
  • the decoder may improve the motion vector by performing motion compensation in both directions again using the initial prediction block as the reference block.
  • a method of applying DMVR using an initial prediction block that is weighted based on the inter prediction direction (or reference list direction) will be described.
  • 16 is a diagram illustrating a motion vector refinement method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder may adaptively generate (or determine) a prediction template, that is, an initial prediction block, according to the prediction direction (or reference direction).
  • the encoder / decoder when searching for a block with a minimum error in terms of a given (or preset) cost function about the initial motion vector MV0 with respect to the reference list L0 direction, the encoder / decoder is specified by the initial motion vector MV0.
  • An initial prediction block for the reference list L0 direction may be generated through a weighted sum with higher weights applied to the prediction block P0 (or identified).
  • the encoder / decoder may use the following Equation 3 to generate the initial prediction block P0 'for the reference list L0 direction.
  • the encoder / decoder may weight the prediction blocks P0 and P1 to improve an initial motion vector in the reference list L0 direction.
  • O is an offset value, for example, O may be set to a value of (a + b) / 2.
  • the encoder / decoder is further added to the motion prediction block P1 using the initial motion vector MV1.
  • An initial prediction block for the reference list L1 direction may be generated through a weighted weighted sum.
  • the encoder / decoder may use the following Equation 4 to generate the initial prediction block P0 'for the reference list L1 direction.
  • the encoder / decoder may weight the prediction blocks P0 and P1 to improve an initial motion vector in the reference list L1 direction.
  • O is an offset value, for example, O may be set to a value of (a + b) / 2.
  • the values of a and b may have the form of (3, 1), (7, 1), (1, 3), (1, 7), or the like.
  • a value of (a + b) may be used for shift operation instead of division for the convenience of encoder and decoder implementation.
  • the value of (a + b) may have the form 2 ⁇ k.
  • the motion vector improvement process may be performed only within a specific region determined based on an initial MV value (in the present invention, the specific region may be referred to as a search region, a search range, a limited region, a limited range, etc.). Can be performed. Or, it may be performed only when the cost value is larger than a specific threshold.
  • the weight values for the prediction templates for each direction described above may be determined (or set) equally at the encoder and decoder.
  • the weight value for the prediction template for each direction may include a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header (or a tile group header), a slice data unit, and the like. Signaled via
  • the syntax indicating whether to apply the weight may be transmitted in a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header (or a tile group header), and a slice data unit.
  • the weight value may be determined based on the distance between the reference list L0 and the reference picture of the reference list L1.
  • the weighted distance sum may have a form of 2 ⁇ k.
  • a method for generating a prediction template based on a cost function is proposed. That is, the encoder / decoder may derive a weight value for generating the prediction template based on the cost (or difference) value of the prediction block specified by the motion vector of each reference direction (or prediction direction).
  • the encoder / decoder may derive a weight value for generating a prediction template by comparing the cost function value of the motion prediction block P0 using the initial motion vector MV0 with the cost function value of the motion prediction block P1 using the initial motion vector MV1. have. For example, when the value of the cost function for P0 is smaller than the value of the cost function for P1 as shown in Equation 5 below, it may mean that the prediction error of P0 is relatively small. In this case, the encoder / decoder can evaluate the reliability of P0 high. In an embodiment, the encoder / decoder may apply weights to the block using Equation 6 below.
  • O represents an offset value and may be set to a value of (a + b) / 2.
  • the values of a and b may have the form of (3, 1), (7, 1), and the like. That is, since the value of the cost function for P0 is relatively smaller, the weight a value can be set to a value greater than the b value.
  • the encoder / decoder may set the weight value for the P1 block relatively larger than the P1 block.
  • the values of a and b may have the form of (1, 3), (1, 7), or the like. That is, the weight b value may be set to a value larger than the a value.
  • a value of (a + b) may be used for shift operation instead of division for the convenience of encoder and decoder implementation.
  • the value of (a + b) may have the form 2 ⁇ k.
  • the motion vector improvement process may be performed only within a specific region determined based on an initial MV value (in the present invention, the specific region may be referred to as a search region, a search range, a limited region, a limited range, etc.). Can be performed. Or, it may be performed only when the cost value is larger than a specific threshold.
  • the weight values for the prediction templates for each direction described above may be determined (or set) equally at the encoder and decoder.
  • the weight value for the prediction template for each direction may include a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header (or a tile group header), a slice data unit, and the like. Signaled via
  • the syntax indicating whether to apply the weight may be transmitted in a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header (or a tile group header), and a slice data unit.
  • the weight value may be determined based on the distance between the reference list L0 and the reference picture of the reference list L1.
  • the encoder / decoder may generate an initial prediction block and then refine the initial motion vector by searching by integer pixel units through template matching.
  • the above-described cost function may be used for the template matching.
  • the initial motion vector may be improved such that the cost (or sum of differences) value calculated using the cost function described above is minimized.
  • the encoder / decoder may perform motion compensation using bilinear interpolation filtering. If the initial motion vector is changed, the encoder / decoder may improve the changed motion vector by searching in subpixel units through template matching. In this case, the encoder / decoder may perform motion compensation using bidirectional linear interpolation filtering.
  • the encoder / decoder may perform motion compensation using the final motion vector (or the last updated motion vector, the last changed motion vector).
  • the encoder / decoder may generate a final prediction block by performing motion compensation using a regular interpolation filter. If the initial motion vector is not changed, the encoder / decoder may perform motion compensation using the initial motion vector. As an example, after the DMVR process is completed, the encoder / decoder may perform final motion compensation using a regular interpolation filter.
  • the DMVR technique improves (or updates) the motion vectors for both directions based on the prediction template, and uses the improved motion vectors MV0 'and motion vectors MV1' to respectively calculate the motion prediction blocks P0 'and P1'.
  • the final prediction block P may be generated using the average value of the two blocks.
  • a method of generating a final prediction block by adaptively performing a weighted average (or weighted sum) based on a cost function is proposed.
  • 17 is a flowchart illustrating a method of generating a predictive block using weighted sum based on a cost function according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder / decoder may generate a final prediction block by performing weighted sum based on a cost function.
  • the encoder / decoder may refine the motion vector of each reference direction (or prediction direction) and weight the prediction blocks specific to the improved motion vector to generate a final prediction block.
  • the encoder / decoder generates the prediction block P0 using the motion vector MV0 (or the initial motion vector) in the direction of the reference picture list 0 (L0), and the motion vector MV1 (or the initial value in the direction of the reference picture list 1 (L1).
  • a prediction block P1 is generated using the motion vector (S1701).
  • the encoder / decoder may improve the MV0 and MV1 by applying a DMVR process (S1702).
  • the DMVR technique represents a technique of correcting a motion vector in a decoder based on a symmetrical motion vector offset value.
  • the method described above with reference to FIGS. 15 and 16 may be used as the DMVR technique.
  • the motion vector may be improved (or updated) within a search region of ⁇ 2 integer pixels around the received motion vector in consideration of the decoder computational complexity.
  • a DCT based interpolation filter, a bi-linear interpolation filter, or the like may be used to more accurately search (or obtain) an optimal motion vector improvement position.
  • the subpixel precision of 1/2, 1/4, and 1/16 positions may be provided.
  • the encoder / decoder generates the improved prediction blocks P0 'and P1' using the improved motion vector (refined MV) (S1703).
  • the encoder / decoder may calculate (or derive) a weight value applied to each of the prediction blocks P0 'and P1' generated in step S1703 (S1704).
  • the encoder / decoder may derive a weight value for calculating the final prediction block by comparing the cost function value of the prediction block P0 using the motion vector MV0 with the cost function value of the motion prediction block P1 using the motion vector MV1. have.
  • the encoder / decoder can evaluate the reliability of P0 high.
  • the encoder / decoder may use the weight value for the block as shown in Equation 8 below.
  • O represents an offset value and may be set to a value of (a + b) / 2.
  • the values of a and b may have the form of (3, 1), (7, 1), and the like.
  • the encoder / decoder may set the weight value for the P1 block relatively larger than the P1 block.
  • the values of a and b may have the form of (1, 3), (1, 7), or the like. That is, the weight b value may be set to a value larger than the a value.
  • the encoder / decoder compares the cost function values of the prediction blocks P0 'and P1' specified by the improved motion vectors MV0 ', MV1' to obtain a weight value for generating the final prediction block.
  • a weight value for generating the final prediction block.
  • the encoder / decoder can evaluate the reliability of P0 'highly.
  • the values of a and b may have the form of (3, 1), (7, 1), or the like. That is, the weight a value may be set to a value larger than the b value.
  • the encoder / decoder may set the weight value for the P1 'block relatively larger than the P1' block.
  • the values of a and b may have the form of (1, 3), (1, 7), or the like. That is, the weight b value may be set to a value larger than the a value.
  • the values of a and b may have the form of (3, 1), (7, 1), (1, 3), (1, 7), or the like.
  • a value of (a + b) may be used for shift operation instead of division for the convenience of encoder and decoder implementation.
  • the value of (a + b) may have the form 2 ⁇ k.
  • the motion vector improvement process may be performed only within a specific region determined based on an initial MV value (in the present invention, the specific region may be referred to as a search region, a search range, a limited region, a limited range, etc.). Can be performed. Or, it may be performed only when the cost value is larger than a specific threshold.
  • the weight values for the prediction templates for each direction described above may be determined (or set) equally at the encoder and decoder.
  • the weight value for the prediction template for each direction may include a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header (or a tile group header), a slice data unit, and the like. Signaled via
  • the syntax indicating whether to apply the weight may be transmitted in a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header (or a tile group header), and a slice data unit.
  • the weight value may be determined based on the distance between the reference list L0 and the reference picture of the reference list L1.
  • the encoder / decoder may generate an initial prediction block and then refine the initial motion vector by searching by integer pixel units through template matching.
  • the above-described cost function may be used for the template matching.
  • the initial motion vector may be improved such that the cost (or sum of differences) value calculated using the cost function described above is minimized.
  • the encoder / decoder may perform motion compensation using bilinear interpolation filtering. If the initial motion vector is changed, the encoder / decoder may improve the changed motion vector by searching in subpixel units through template matching. In this case, the encoder / decoder may perform motion compensation using bidirectional linear interpolation filtering.
  • the encoder / decoder may perform motion compensation using the final motion vector (or the last updated motion vector, the last changed motion vector).
  • the encoder / decoder may generate a final prediction block by performing motion compensation using a regular interpolation filter. If the initial motion vector is not changed, the encoder / decoder may perform motion compensation using the initial motion vector. As an example, after the DMVR process is completed, the encoder / decoder may perform final motion compensation using a regular interpolation filter.
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented independently, or one or more embodiments may be implemented in combination.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method of generating an inter prediction block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a decoder is mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto, and the method of generating an inter prediction block according to an embodiment of the present invention may be performed in the same manner in the encoder and the decoder.
  • the decoder When the bidirectional prediction is applied to the current block, the decoder derives a first initial motion vector and a second initial motion vector of the current block (S1801). According to an embodiment, when the bidirectional prediction is applied to the current block and the current picture is located between two reference picture lists based on a picture order count (POC) indicating an output order of the picture, the present invention
  • POC picture order count
  • the DMVR process according to the embodiment of FIGS. 15 to 18 may be applied. Also, in one embodiment, when the decoder applies bidirectional prediction to the current block, the current picture is located between two reference pictures based on the POC, and the distance between the two reference pictures and the current picture is the same, an embodiment of the present invention The DMVR process according to FIG. 15 to FIG. 18 may be applied.
  • the decoder improves the first initial motion vector and the second initial motion vector based on a motion vector offset value that is symmetrical with respect to the reference list direction so that the first final motion vector (or the improved motion vector) and the second final motion vector ( Or an improved motion vector) (S1802).
  • the motion vector offset value represents a value added (or subtracted) to the initial motion vector and may be referred to as a motion vector difference value.
  • the decoder weights the fourth prediction block specified by the first initial motion vector and the fifth prediction block specified by the second initial motion vector, thereby removing the first reference motion relative to the reference list 0 direction.
  • the second prediction template for the first prediction template and the reference list 1 direction may be generated.
  • the decoder may improve the first initial motion vector using the first prediction template and may improve the second initial motion vector using the second prediction template.
  • the first prediction template is generated through a weighted sum to which the fourth prediction block has a higher weight than the fifth prediction block, and the second prediction template has a higher weight to the fifth prediction block than the fourth prediction block. It can be generated through the weighting applied.
  • the decoder may generate a prediction template by weighting the fourth prediction block specified by the first initial motion vector and the fifth prediction block specified by the second initial motion vector. Can be.
  • the decoder may improve the first initial motion vector and the second initial motion vector in each reference list direction based on the difference value with the prediction template.
  • the weight applied to generating the prediction template may be determined based on a difference value between the fourth prediction block and the prediction template and a difference value between the fifth prediction block and the prediction template.
  • the decoder generates a first prediction block using the first final motion vector, and generates a second prediction block using the second final motion vector (S1803).
  • the decoder generates a third prediction block representing the prediction block of the current block by using the first prediction block and the second prediction block (S1804).
  • the decoder may generate the third prediction block by weighting the first prediction block and the second prediction block.
  • a weight applied to each of the first prediction block and the second prediction block may be determined according to a cost function value of the first prediction block and the second prediction block.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an inter prediction apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the inter prediction unit is illustrated as one block for convenience of description, but the inter prediction unit may be implemented in a configuration included in the encoder and / or the decoder.
  • the inter prediction unit implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 8 to 18.
  • the inter prediction unit may include an initial motion vector derivation unit 1901, a final motion vector derivation unit 1902, and a prediction block generator 1803.
  • the initial motion vector deriving unit 1901 derives a first initial motion vector and a second initial motion vector of the current block.
  • the bidirectional prediction is applied to the current block and the current picture is located between two reference picture lists based on a picture order count (POC) indicating an output order of the picture
  • POC picture order count
  • the present invention The DMVR process according to the embodiment of FIGS. 15 to 18 may be applied.
  • the decoder applies bidirectional prediction to the current block, the current picture is located between two reference pictures based on the POC, and the distance between the two reference pictures and the current picture is the same, an embodiment of the present invention
  • the DMVR process according to FIG. 15 to FIG. 18 may be applied.
  • the final motion vector derivation unit 1902 improves the first initial motion vector and the second initial motion vector based on the motion vector offset value symmetrical with respect to the reference list direction, so that the first final motion vector (or the improved motion vector) and Derive a second final motion vector (or an improved motion vector).
  • the motion vector offset value represents a value added (or subtracted) to the initial motion vector and may be referred to as a motion vector difference value.
  • the final motion vector deriving unit 1902 weights the fourth prediction block specified by the first initial motion vector and the fifth prediction block specified by the second initial motion vector, thereby referencing it.
  • a first prediction template for the list 0 direction and a second prediction template for the reference list 1 direction may be generated.
  • the final motion vector derivator 1902 may improve the first initial motion vector using the first prediction template and may improve the second initial motion vector using the second prediction template.
  • the first prediction template is generated through a weighted sum to which the fourth prediction block has a higher weight than the fifth prediction block, and the second prediction template has a higher weight to the fifth prediction block than the fourth prediction block. It can be generated through the weighting applied.
  • the final motion vector deriving unit 1902 weights the fourth prediction block specified by the first initial motion vector and the fifth prediction block specified by the second initial motion vector.
  • a prediction template may be generated.
  • the final motion vector derivator 1902 may improve the first initial motion vector and the second initial motion vector in each reference list direction based on the difference value with the prediction template.
  • the weight applied to generating the prediction template may be determined based on a difference value between the fourth prediction block and the prediction template and a difference value between the fifth prediction block and the prediction template.
  • the prediction block generator 1903 generates a first prediction block by using the first final motion vector, and generates a second prediction block by using the second final motion vector.
  • the prediction block generator 1903 generates a third prediction block representing the prediction block of the current block by using the first prediction block and the second prediction block.
  • the prediction block generator 1903 may generate the third prediction block by weighting the first prediction block and the second prediction block.
  • a weight applied to each of the first prediction block and the second prediction block may be determined according to a cost function value of the first prediction block and the second prediction block.
  • FIG. 20 shows a video coding system to which the present invention is applied.
  • the video coding system can include a source device and a receiving device.
  • the source device may deliver the encoded video / image information or data to a receiving device through a digital storage medium or network in a file or streaming form.
  • the source device may include a video source, an encoding apparatus, and a transmitter.
  • the receiving device may include a receiver, a decoding apparatus, and a renderer.
  • the encoding device may be called a video / image encoding device, and the decoding device may be called a video / image decoding device.
  • the transmitter may be included in the encoding device.
  • the receiver may be included in the decoding device.
  • the renderer may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source may acquire the video / image through a process of capturing, synthesizing, or generating the video / image.
  • the video source may comprise a video / image capture device and / or a video / image generation device.
  • the video / image capture device may include, for example, one or more cameras, video / image archives including previously captured video / images, and the like.
  • Video / image generation devices may include, for example, computers, tablets and smartphones, and may (electronically) generate video / images.
  • a virtual video / image may be generated through a computer or the like. In this case, the video / image capturing process may be replaced by a process of generating related data.
  • the encoding device may encode the input video / image.
  • the encoding apparatus may perform a series of procedures such as prediction, transform, and quantization for compression and coding efficiency.
  • the encoded data (encoded video / image information) may be output in the form of a bitstream.
  • the transmitter may transmit the encoded video / video information or data output in the form of a bitstream to the receiver of the receiving device through a digital storage medium or a network in the form of a file or streaming.
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD, and the like.
  • the transmission unit may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast / communication network.
  • the receiver may extract the bitstream and transmit the extracted bitstream to the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may decode the video / image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoding apparatus.
  • the renderer may render the decoded video / image.
  • the rendered video / image may be displayed through the display unit.
  • 21 is a diagram illustrating a structure of a content streaming system according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a content streaming system to which the present invention is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server compresses content input from multimedia input devices such as a smart phone, a camera, a camcorder, etc. into digital data to generate a bitstream and transmit the bitstream to the streaming server.
  • multimedia input devices such as smart phones, cameras, camcorders, etc. directly generate a bitstream
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generation method to which the present invention is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits the multimedia data to the user device based on the user's request through the web server, and the web server serves as a medium for informing the user of what service.
  • the web server delivers it to a streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server.
  • the control server plays a role of controlling a command / response between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media store and / or an encoding server. For example, when the content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), navigation, a slate PC, Tablet PCs, ultrabooks, wearable devices, such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC slate PC
  • Tablet PCs ultrabooks
  • wearable devices such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, in which case data received from each server may be distributed.
  • the embodiments described herein may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units shown in each drawing may be implemented and performed on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the decoder and encoder to which the present invention is applied include a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, a real time communication device such as video communication, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providing devices, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providing devices, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices. It can be used to process video signals or data signals.
  • the OTT video device may include a game console, a Blu-ray player, an internet access TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, a digital video recorder (DVR), and the like.
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium may be, for example, a Blu-ray disc (BD), a universal serial bus (USB), a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical disc. It may include a data storage device.
  • the computer-readable recording medium also includes media embodied in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet).
  • the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
  • embodiments of the present invention may be implemented as a computer program product by a program code, the program code may be performed on a computer by an embodiment of the present invention.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Abstract

Disclosed are a method for decoding a video signal and an apparatus therefor. Specifically, a method for decoding a video on the basis of an inter prediction mode comprises the steps of: in the case where a bidirectional prediction is applied to a current block, deriving a first initial motion vector and a second initial motion vector of the current block; deriving a first final motion vector and a second final motion vector by improving the first initial motion vector and the second initial motion vector on the basis of a motion vector offset value that is symmetric with respect to a reference list direction; generating a first prediction block by using the first final motion vector and a second prediction block by using the second final motion vector; and generating a third prediction block indicating a prediction block of the current block, by using the first prediction block and the second prediction block.

Description

인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치Inter prediction mode based image processing method and apparatus therefor
본 발명은 정지 영상 또는 동영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 인터 예측 모드(inter prediction mode) 기반으로 정지 영상 또는 동영상을 인코딩/디코딩하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a still image or moving image processing method, and more particularly, to a method for encoding / decoding a still image or moving image based on an inter prediction mode and an apparatus supporting the same.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다. Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium. Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding. In particular, a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.Accordingly, there is a need to design coding tools for more efficiently processing next generation video content.
본 발명의 목적은, DMVR을 적용함에 있어서, 인터 예측 방향(또는 참조 방향)을 기반으로 적응적인 예측 템플릿을 생성하는 방법을 제안한다. An object of the present invention is to propose a method for generating an adaptive prediction template based on an inter prediction direction (or reference direction) in applying a DMVR.
또한, 본 발명의 목적은, DMVR을 적용함에 있어서, 비용 함수를 기반으로 적응적인 예측 템플릿을 생성하는 방법을 제안한다. It is also an object of the present invention to propose a method for generating an adaptive prediction template based on a cost function in applying a DMVR.
또한, 본 발명의 목적은, 비용 함수를 기반으로 적응적인 가중 평균을 적용하여 인터 예측 샘플을 생성하는 방법에 대하여 제안한다.It is also an object of the present invention to propose a method for generating an inter prediction sample by applying an adaptive weighted average based on a cost function.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.
본 발명의 일 양상은, 인터 예측 모드 기반으로 영상을 디코딩하는 방법에 있어서, 현재 블록에 양방향 예측이 적용되는 경우, 상기 현재 블록의 제1 초기 움직임 벡터 및 제2 초기 움직임 벡터를 유도하는 단계; 참조 리스트 방향에 대하여 대칭되는 움직임 벡터 오프셋 값에 기초하여 상기 제1 초기 움직임 벡터 및 상기 제2 초기 움직임 벡터를 개선함으로써, 제1 최종 움직임 벡터 및 제2 최종 움직임 벡터를 유도하는 단계; 상기 제1 최종 움직임 벡터를 이용하여 제1 예측 블록을 생성하고, 상기 제2 최종 움직임 벡터를 이용하여 제2 예측 블록을 생성하는 단계; 및 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 나타내는 제3 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.An aspect of the present invention provides a method of decoding an image based on an inter prediction mode, comprising: deriving a first initial motion vector and a second initial motion vector of the current block when bidirectional prediction is applied to a current block; Deriving a first final motion vector and a second final motion vector by improving the first initial motion vector and the second initial motion vector based on a motion vector offset value symmetric with respect to a reference list direction; Generating a first prediction block by using the first final motion vector, and generating a second prediction block by using the second final motion vector; And generating a third prediction block representing the prediction block of the current block by using the first prediction block and the second prediction block.
바람직하게, 상기 제1 최종 움직임 벡터 및 상기 제2 최종 움직임 벡터를 유도하는 단계는, 상기 제1 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제4 예측 블록 및 상기 제2 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제5 예측 블록을 가중합함으로써, 참조 리스트 0 방향에 대한 제1 예측 템플릿 및 참조 리스트 1 방향에 대한 제2 예측 템플릿을 생성하는 단계; 및 상기 제1 예측 템플릿을 이용하여 상기 제1 초기 움직임 벡터를 개선하고, 상기 제2 예측 템플릿을 이용하여 상기 제2 초기 움직임 벡터를 개선하는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, the deriving of the first final motion vector and the second final motion vector comprises: a fourth prediction block specified by the first initial motion vector and a fifth prediction specified by the second initial motion vector. Weighting the blocks to generate a first prediction template for the reference list 0 direction and a second prediction template for the reference list 1 direction; And improving the first initial motion vector using the first prediction template, and improving the second initial motion vector using the second prediction template.
바람직하게, 상기 제1 예측 템플릿은, 상기 제5 예측 블록보다 상기 제4 예측 블록에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 생성되고, 상기 제2 예측 템플릿은, 상기 제4 예측 블록 보다 상기 제5 예측 블록에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 생성될 수 있다.Preferably, the first prediction template is generated through a weighted sum that is weighted higher to the fourth prediction block than the fifth prediction block, and the second prediction template is the fifth prediction block than the fourth prediction block. The weighted sum may be generated by applying a higher weight to the prediction block.
바람직하게, 상기 제1 최종 움직임 벡터 및 상기 제2 최종 움직임 벡터를 유도하는 단계는, 상기 제1 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제4 예측 블록 및 상기 제2 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제5 예측 블록을 가중합함으로써, 예측 템플릿을 생성하는 단계; 및 상기 예측 템플릿과의 차분값에 기초하여 각각의 참조 리스트 방향에서 상기 제1 초기 움직임 벡터 및 상기 제2 초기 움직임 벡터를 개선하는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, the deriving of the first final motion vector and the second final motion vector comprises: a fourth prediction block specified by the first initial motion vector and a fifth prediction specified by the second initial motion vector. Generating a prediction template by weighting the blocks; And improving the first initial motion vector and the second initial motion vector in each reference list direction based on the difference value with the prediction template.
바람직하게, 상기 예측 템플릿 생성에 적용되는 가중치는, 상기 제4 예측 블록과 상기 예측 템플릿간 차분값, 상기 제5 예측 블록과 상기 예측 템플릿간 차분값에 기초하여 결정될 수 있다.Preferably, the weight applied to generating the prediction template may be determined based on a difference value between the fourth prediction block and the prediction template and a difference value between the fifth prediction block and the prediction template.
바람직하게, 상기 제3 예측 블록은 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 가중합함으로써 생성되고, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 각각 적용되는 가중치는 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록의 비용 함수 값에 따라 결정될 수 있다.Preferably, the third prediction block is generated by weighting the first prediction block and the second prediction block, and weights applied to the first prediction block and the second prediction block are respectively applied to the first prediction block and the second prediction block. It may be determined according to a cost function value of the second prediction block.
본 발명의 다른 일 양상은, 인터 예측 모드 기반으로 영상을 디코딩하는 장치에 있어서, 현재 블록에 양방향 예측이 적용되는 경우, 상기 현재 블록의 제1 초기 움직임 벡터 및 제2 초기 움직임 벡터를 유도하는 초기 움직임 벡터 유도부; 참조 리스트 방향에 대하여 대칭되는 움직임 벡터 오프셋 값에 기초하여 상기 제1 초기 움직임 벡터 및 상기 제2 초기 움직임 벡터를 개선함으로써, 제1 최종 움직임 벡터 및 제2 최종 움직임 벡터를 유도하는 최종 움직임 벡터 유도부; 및 상기 제1 최종 움직임 벡터를 이용하여 제1 예측 블록을 생성하고, 상기 제2 최종 움직임 벡터를 이용하여 제2 예측 블록을 생성하고, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 나타내는 제3 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, in an apparatus for decoding an image based on an inter prediction mode, when bidirectional prediction is applied to a current block, an initial value for deriving a first initial motion vector and a second initial motion vector of the current block is provided. A motion vector induction part; A final motion vector derivation unit for deriving a first final motion vector and a second final motion vector by improving the first initial motion vector and the second initial motion vector based on a motion vector offset value symmetric with respect to a reference list direction; And generating a first prediction block using the first final motion vector, generating a second prediction block using the second final motion vector, and using the first prediction block and the second prediction block. It may include a prediction block generator for generating a third prediction block representing a prediction block of the current block.
바람직하게, 상기 최종 움직임 벡터 유도부는, 상기 제1 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제4 예측 블록 및 상기 제2 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제5 예측 블록을 가중합함으로써, 참조 리스트 0 방향에 대한 제1 예측 템플릿 및 참조 리스트 1 방향에 대한 제2 예측 템플릿을 생성하고, 그리고, 상기 제1 예측 템플릿을 이용하여 상기 제1 초기 움직임 벡터를 개선하고, 상기 제2 예측 템플릿을 이용하여 상기 제2 초기 움직임 벡터를 개선할 수 있다.Preferably, the final motion vector derivation unit weights a fourth prediction block specified by the first initial motion vector and a fifth prediction block specified by the second initial motion vector, thereby weighting the reference list 0 direction. Generate a second prediction template for a first prediction template and a reference list 1 direction, improve the first initial motion vector using the first prediction template, and use the second prediction template to generate the second prediction template It is possible to improve the initial motion vector.
바람직하게, 상기 제1 예측 템플릿은, 상기 제5 예측 블록보다 상기 제4 예측 블록에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 생성되고, 상기 제2 예측 템플릿은, 상기 제4 예측 블록 보다 상기 제5 예측 블록에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 생성될 수 있다.Preferably, the first prediction template is generated through a weighted sum that is weighted higher to the fourth prediction block than the fifth prediction block, and the second prediction template is the fifth prediction block than the fourth prediction block. The weighted sum may be generated by applying a higher weight to the prediction block.
바람직하게, 상기 최종 움직임 벡터 유도부는, 상기 제1 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제4 예측 블록 및 상기 제2 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제5 예측 블록을 가중합함으로써, 예측 템플릿을 생성하고, 그리고, 상기 예측 템플릿과의 차분값에 기초하여 각각의 참조 리스트 방향에서 상기 제1 초기 움직임 벡터 및 상기 제2 초기 움직임 벡터를 개선할 수 있다.Preferably, the final motion vector derivation unit generates a prediction template by weighting a fourth prediction block specified by the first initial motion vector and a fifth prediction block specified by the second initial motion vector, The first initial motion vector and the second initial motion vector may be improved in each reference list direction based on the difference value with the prediction template.
바람직하게, 상기 예측 템플릿 생성에 적용되는 가중치는, 상기 제4 예측 블록과 상기 예측 템플릿간 차분값, 상기 제5 예측 블록과 상기 예측 템플릿간 차분값에 기초하여 결정될 수 있다.Preferably, the weight applied to generating the prediction template may be determined based on a difference value between the fourth prediction block and the prediction template and a difference value between the fifth prediction block and the prediction template.
바람직하게, 상기 제3 예측 블록은 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 가중합함으로써 생성되고, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 각각 적용되는 가중치는 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록의 비용 함수 값에 따라 결정될 수 있다.Preferably, the third prediction block is generated by weighting the first prediction block and the second prediction block, and weights applied to the first prediction block and the second prediction block are respectively applied to the first prediction block and the second prediction block. It may be determined according to a cost function value of the second prediction block.
본 발명의 실시예에 따르면, 부가적인 시그널링 정보 없이 움직임 예측의 정밀도를 높이고 압축 성능을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to increase the precision of motion prediction and improve the compression performance without additional signaling information.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, DMVR의 템플릿 생성 및 가중 평균 방법을 개선함으로써, DMVR 예측 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the DMVR prediction performance can be improved by improving the template generation and weighted average method of the DMVR.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. .
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, included as part of the detailed description in order to provide a thorough understanding of the present invention, provide embodiments of the present invention and together with the description, describe the technical features of the present invention.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 인코딩이 수행되는 인코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.1 is a schematic block diagram of an encoding apparatus in which an encoding of a video / image signal is performed, according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 디코딩이 수행되는 디코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.2 is a schematic block diagram of a decoding apparatus in which an embodiment of the present invention is applied and decoding of a video / image signal is performed.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a multi-type tree structure as an embodiment to which the present invention can be applied.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시하는 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a signaling mechanism of partition partition information of a quadtree with nested multi-type tree structure according to an embodiment to which the present invention may be applied.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 쿼드트리 및 수반되는 멀티타입 트리(quadtree and nested multi-type tree) 구조를 기반으로 CTU를 다중 CU들로 분할하는 방법을 예시하는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a method of dividing a CTU into multiple CUs based on a quadtree and accompanying multi-type tree structure as an embodiment to which the present invention may be applied.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 터너리 트리(ternary-tree) 분할을 제한하는 방법을 예시하는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a method of limiting ternary-tree splitting as an embodiment to which the present invention may be applied.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 바이너리 트리 분할 및 터너리 트리 분할에서 발생할 수 있는 리던던트 분할 패턴들을 예시하는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating redundant division patterns that may occur in binary tree division and ternary tree division, as an embodiment to which the present invention may be applied.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 인코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.8 and 9 illustrate an inter prediction based video / image encoding method and an inter prediction unit in an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 디코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.10 and 11 illustrate an inter prediction based video / image decoding method and an inter prediction unit in a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 머지 모드 또는 스킵 모드에서 이용되는 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 12 is a diagram for describing a neighboring block used in a merge mode or a skip mode as an embodiment to which the present invention is applied.
도 13은 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.13 is a flowchart illustrating a merge candidate list construction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 14는 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.14 is a flowchart illustrating a merge candidate list construction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 움직임 벡터 개선(refinement) 방법을 예시하는 도면이다.15 is a diagram illustrating a motion vector refinement method according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 움직임 벡터 개선(refinement) 방법을 예시하는 도면이다.16 is a diagram illustrating a motion vector refinement method according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 비용 함수에 기반한 가중합을 이용하여 예측 블록을 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.17 is a flowchart illustrating a method of generating a predictive block using weighted sum based on a cost function according to an embodiment of the present invention.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 인터 예측 블록을 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.18 is a flowchart illustrating a method of generating an inter prediction block according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 19는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 인터 예측 장치를 예시하는 도면이다.19 is a diagram illustrating an inter prediction apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 20은 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.20 shows a video coding system to which the present invention is applied.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.21 is a diagram illustrating a structure of a content streaming system according to an embodiment to which the present invention is applied.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The detailed description, which will be given below with reference to the accompanying drawings, is intended to explain exemplary embodiments of the present invention and is not intended to represent the only embodiments in which the present invention may be practiced. The following detailed description includes specific details in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, one of ordinary skill in the art appreciates that the present invention may be practiced without these specific details.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. In some instances, well-known structures and devices may be omitted or shown in block diagram form centering on the core functions of the structures and devices in order to avoid obscuring the concepts of the present invention.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.In addition, the terminology used in the present invention was selected as a general term widely used as possible now, in a specific case will be described using terms arbitrarily selected by the applicant. In such a case, since the meaning is clearly described in the detailed description of the part, it should not be interpreted simply by the name of the term used in the description of the present invention, and it should be understood that the meaning of the term should be understood and interpreted. .
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.Specific terms used in the following description are provided to help the understanding of the present invention, and the use of such specific terms may be changed to other forms without departing from the technical spirit of the present invention. For example, signals, data, samples, pictures, frames, blocks, etc. may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
이하 본 명세서에서 '처리 유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 처리 과정이 수행되는 단위를 의미한다. 이하, 설명의 편의를 위해 처리 유닛은 '처리 블록' 또는 '블록'으로 지칭될 수도 있다. Hereinafter, in the present specification, the 'processing unit' refers to a unit in which a process of encoding / decoding such as prediction, transformation, and / or quantization is performed. Hereinafter, for convenience of description, the processing unit may be referred to as a 'processing block' or 'block'.
처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)에 해당될 수 있다. The processing unit may be interpreted to include a unit for the luma component and a unit for the chroma component. For example, the processing unit may correspond to a Coding Tree Unit (CTU), a Coding Unit (CU), a Prediction Unit (PU), or a Transform Unit (TU).
또한, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위 또는 색차(chroma) 성분에 대한 단위로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 코딩 블록(CB: Coding Block), 예측 블록(PU: Prediction Block) 또는 변환 블록(TB: Transform Block)에 해당될 수 있다. 또는, 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB), 코딩 블록(CB), 예측 블록(PU) 또는 변환 블록(TB)에 해당될 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수도 있다. In addition, the processing unit may be interpreted as a unit for a luma component or a unit for a chroma component. For example, the processing unit may be a coding tree block (CTB), a coding block (CB), a prediction block (PU), or a transform block (TB) for a luma component. May correspond to. Or, it may correspond to a coding tree block (CTB), a coding block (CB), a prediction block (PU), or a transform block (TB) for a chroma component. In addition, the present invention is not limited thereto, and the processing unit may be interpreted to include a unit for a luma component and a unit for a chroma component.
또한, 처리 유닛은 반드시 정사각형의 블록으로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태로 구성될 수도 있다. In addition, the processing unit is not necessarily limited to square blocks, but may also be configured in a polygonal form having three or more vertices.
또한, 이하 본 명세서에서 픽셀 또는 화소 등을 샘플로 통칭한다. 그리고, 샘플을 이용한다는 것은 픽셀 값 또는 화소 값 등을 이용한다는 것을 의미할 수 있다. In the following specification, a pixel, a pixel, and the like are referred to collectively as a sample. In addition, using a sample may mean using a pixel value or a pixel value.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 인코딩이 수행되는 인코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.1 is a schematic block diagram of an encoding apparatus in which an encoding of a video / image signal is performed, according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 1을 참조하면, 인코딩 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 예측부로 통칭될 수 있다. 다시 말해, 예측부는 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)를 포함할 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다. 일 실시예로서, 상술한 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)는 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한, 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. Referring to FIG. 1, the encoding apparatus 100 may include an image splitter 110, a subtractor 115, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150, The adder 155, the filter 160, the memory 170, the inter predictor 180, the intra predictor 185, and the entropy encoder 190 may be configured. The inter predictor 180 and the intra predictor 185 may be collectively referred to as a predictor. In other words, the predictor may include an inter predictor 180 and an intra predictor 185. The transform unit 120, the quantization unit 130, the inverse quantization unit 140, and the inverse transform unit 150 may be included in the residual processing unit. The residual processing unit may further include a subtracting unit 115. As an example, the image divider 110, the subtractor 115, the transformer 120, the quantizer 130, the inverse quantizer 140, the inverse transformer 150, and the adder 155 may be described. The filtering unit 160, the inter prediction unit 180, the intra prediction unit 185, and the entropy encoding unit 190 may be configured by one hardware component (eg, an encoder or a processor). In addition, the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB) or may be configured by a digital storage medium.
영상 분할부(110)는 인코딩 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBT (Quad-tree binary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다. The image divider 110 may divide the input image (or picture or frame) input to the encoding apparatus 100 into one or more processing units. For example, the processing unit may be called a coding unit (CU). In this case, the coding unit may be recursively divided according to a quad-tree binary-tree (QTBT) structure from a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU). For example, one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure and / or a binary tree structure. In this case, for example, the quad tree structure may be applied first and the binary tree structure may be applied later. Alternatively, the binary tree structure may be applied first. The coding procedure according to the present invention may be performed based on the final coding unit that is no longer split. In this case, the maximum coding unit may be used as the final coding unit immediately based on coding efficiency according to the image characteristic, or if necessary, the coding unit is recursively divided into coding units of lower depths and optimized. A coding unit of size may be used as the final coding unit. Here, the coding procedure may include a procedure of prediction, transform, and reconstruction, which will be described later. As another example, the processing unit may further include a prediction unit (PU) or a transform unit (TU). In this case, the prediction unit and the transform unit may be partitioned or partitioned from the aforementioned final coding unit, respectively. The prediction unit may be a unit of sample prediction, and the transformation unit may be a unit for deriving a transform coefficient and / or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.The unit may be used interchangeably with terms such as block or area in some cases. In a general case, an M × N block may represent a set of samples or transform coefficients composed of M columns and N rows. A sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, and may only represent pixel / pixel values of the luma component, or only pixel / pixel values of the chroma component. A sample may be used as a term corresponding to one picture (or image) for a pixel or a pel.
인코딩 장치(100)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송된다. 이 경우 도시된 바와 같이 인코더(100) 내에서 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 예측 신호(예측 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하는 유닛은 감산부(115)라고 불릴 수 있다. 예측부는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. The encoding apparatus 100 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 from the input image signal (original block, original sample array). A signal may be generated (residual signal, residual block, residual sample array), and the generated residual signal is transmitted to the converter 120. In this case, as shown, a unit that subtracts a prediction signal (prediction block, prediction sample array) from an input image signal (original block, original sample array) in the encoder 100 may be called a subtraction unit 115. The prediction unit may perform a prediction on a block to be processed (hereinafter, referred to as a current block) and generate a predicted block including prediction samples for the current block. The prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied on a current block or CU basis. As described later in the description of each prediction mode, the prediction unit may generate various information related to prediction, such as prediction mode information, and transmit the generated information to the entropy encoding unit 190. The information about the prediction may be encoded in the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.The intra predictor 185 may predict the current block by referring to the samples in the current picture. The referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart according to the prediction mode. In intra prediction, prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes. Non-directional mode may include, for example, DC mode and planner mode (Planar mode). The directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes according to the degree of detail of the prediction direction. However, as an example, more or less directional prediction modes may be used depending on the setting. The intra predictor 185 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.The inter predictor 180 may derive the predicted block with respect to the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture. In this case, in order to reduce the amount of motion information transmitted in the inter prediction mode, the motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of the motion information between the neighboring block and the current block. The motion information may include a motion vector and a reference picture index. The motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information. In the case of inter prediction, the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture. The reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different. The temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated CU (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block is called a collocated picture (colPic). It may be. For example, the inter prediction unit 180 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks and provides information indicating which candidates are used to derive a motion vector and / or a reference picture index of the current block. Can be generated. Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in case of a skip mode and a merge mode, the inter prediction unit 180 may use motion information of a neighboring block as motion information of a current block. In the skip mode, unlike the merge mode, the residual signal may not be transmitted. In the motion vector prediction (MVP) mode, the motion vector of the neighboring block is used as a motion vector predictor and the motion vector difference is signaled by signaling a motion vector difference. Can be directed.
상기 인터 예측부(180) 또는 상기 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. The prediction signal generated by the inter predictor 180 or the intra predictor 185 may be used to generate a reconstruction signal or to generate a residual signal.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.The transformer 120 may apply transform techniques to the residual signal to generate transform coefficients. For example, the transformation technique may include at least one of a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a karhunen-loeve transform (KLT), a graph-based transform (GBT), or a conditionally non-linear transform (CNT). It may include. Here, GBT means a conversion obtained from this graph when the relationship information between pixels is represented by a graph. CNT refers to a transform that is generated based on and generates a prediction signal using all previously reconstructed pixels. In addition, the conversion process may be applied to pixel blocks having the same size as the square, or may be applied to blocks of variable size rather than square.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소일 수도 있다.The quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits them to the entropy encoding unit 190. The entropy encoding unit 190 encodes the quantized signal (information about the quantized transform coefficients) and outputs the bitstream. have. The information about the quantized transform coefficients may be referred to as residual information. The quantization unit 130 may rearrange block quantized transform coefficients into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and quantize the quantized transform coefficients based on the quantized transform coefficients in the one-dimensional vector form. Information about transform coefficients may be generated. The entropy encoding unit 190 may perform various encoding methods such as, for example, exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC), and the like. The entropy encoding unit 190 may encode information necessary for video / image reconstruction other than quantized transform coefficients (for example, values of syntax elements) together or separately. Encoded information (eg, encoded video / image information) may be transmitted or stored in units of NALs (network abstraction layer) in the form of a bitstream. The bitstream may be transmitted over a network or may be stored in a digital storage medium. The network may include a broadcasting network and / or a communication network, and the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD, and the like. The signal output from the entropy encoding unit 190 may include a transmitting unit (not shown) for transmitting and / or a storing unit (not shown) for storing as an internal / external element of the encoding apparatus 100, or the transmitting unit It may be a component of the entropy encoding unit 190.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들은에 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호를 복원할 수 있다. 가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다. The quantized transform coefficients output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal. For example, the quantized transform coefficients may be reconstructed in the residual signal by applying inverse quantization and inverse transform through inverse quantization unit 140 and inverse transform unit 150 in a loop. The adder 155 adds the reconstructed residual signal to the predicted signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185 so that a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) is added. Can be generated. If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as the reconstructed block. The adder 155 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit. The generated reconstruction signal may be used for intra prediction of a next processing target block in a current picture, and may be used for inter prediction of a next picture through filtering as described below.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)은 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. The filtering unit 160 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstruction signal. For example, the filtering unit 160 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture is stored in the memory 170, specifically, the DPB of the memory 170. Can be stored in The various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, a sample adaptive offset, an adaptive loop filter, a bilateral filter, and the like. As described below in the description of each filtering method, the filtering unit 160 may generate various information about the filtering and transmit the generated information to the entropy encoding unit 190. The filtering information may be encoded in the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다. The modified reconstructed picture transmitted to the memory 170 may be used as the reference picture in the inter predictor 180. When the inter prediction is applied through the encoding apparatus, the encoding apparatus may avoid prediction mismatch between the encoding apparatus 100 and the decoding apparatus, and may improve encoding efficiency.
메모리(170) DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다. The memory 170 DPB may store the modified reconstructed picture for use as a reference picture in the inter predictor 180. The memory 170 may store the motion information of the block from which the motion information in the current picture is derived (or encoded) and / or the motion information of the blocks in the picture that have already been reconstructed. The stored motion information may be transmitted to the inter predictor 180 to use the motion information of the spatial neighboring block or the motion information of the temporal neighboring block. The memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and transfer the reconstructed samples to the intra predictor 185.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 디코딩이 수행되는 디코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.2 is a schematic block diagram of a decoding apparatus in which an embodiment of the present invention is applied and decoding of a video / image signal is performed.
도 2를 참조하면, 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 예측부라고 불릴 수 있다. 즉, 예측부는 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)를 포함할 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)를 합쳐서 레지듀얼 처리부라고 불릴 수 있다. 즉, 레지듀얼 처리부는 역양자화부(220), 역변환부(230)을 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다.Referring to FIG. 2, the decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantizer 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filter 240, a memory 250, and an inter The prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be configured. The inter predictor 260 and the intra predictor 265 may be collectively called a predictor. That is, the predictor may include an inter predictor 180 and an intra predictor 185. The inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230 may be collectively called a residual processing unit. That is, the residual processing unit may include an inverse quantization unit 220 and an inverse transformation unit 230. The entropy decoder 210, the inverse quantizer 220, the inverse transformer 230, the adder 235, the filter 240, the inter predictor 260, and the intra predictor 265 are described in the embodiment. Can be configured by one hardware component (eg, decoder or processor). In addition, the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB) or may be configured by a digital storage medium.
비디오/이미지 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(200)는 도 1의 인코딩 장치에서 비디오/이미지 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(200)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.When a bitstream including video / image information is input, the decoding apparatus 200 may reconstruct an image corresponding to a process in which video / image information is processed in the encoding apparatus of FIG. 1. For example, the decoding apparatus 200 may perform decoding using a processing unit applied in the encoding apparatus. Thus the processing unit of decoding may be a coding unit, for example, which may be split along a quad tree structure and / or a binary tree structure from a coding tree unit or a maximum coding unit. The reconstructed video signal decoded and output through the decoding apparatus 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
디코딩 장치(200)는 도 1의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(2110)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소일 수도 있다. The decoding apparatus 200 may receive a signal output from the encoding apparatus of FIG. 1 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 210. For example, the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream to derive information (eg, video / image information) necessary for image reconstruction (or picture reconstruction). For example, the entropy decoding unit 210 decodes information in a bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, quantized values of syntax elements required for image reconstruction, and transform coefficients for residuals. Can be output. More specifically, the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and decodes syntax element information and decoding information of neighboring and decoding target blocks or information of symbols / bins decoded in a previous step. The context model may be determined using the context model, the probability of occurrence of a bin may be predicted according to the determined context model, and arithmetic decoding of the bin may be performed to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element. have. In this case, the CABAC entropy decoding method may update the context model by using the information of the decoded symbol / bin for the context model of the next symbol / bean after determining the context model. The information related to the prediction among the information decoded by the entropy decoding unit 2110 is provided to the prediction unit (the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265), and the entropy decoding performed by the entropy decoding unit 210 is performed. Dual values, that is, quantized transform coefficients and related parameter information, may be input to the inverse quantizer 220. In addition, information on filtering among information decoded by the entropy decoding unit 210 may be provided to the filtering unit 240. Meanwhile, a receiver (not shown) that receives a signal output from the encoding apparatus may be further configured as an internal / external element of the decoding apparatus 200, or the receiver may be a component of the entropy decoding unit 210.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다. The inverse quantization unit 220 may dequantize the quantized transform coefficients and output the transform coefficients. The inverse quantization unit 220 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a two-dimensional block. In this case, the reordering may be performed based on the coefficient scan order performed by the encoding apparatus. The inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients using a quantization parameter (for example, quantization step size information), and may obtain transform coefficients.
역변환부(230)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다. The inverse transformer 230 inversely transforms the transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다. The prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block. The prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the information about the prediction output from the entropy decoding unit 210, and may determine a specific intra / inter prediction mode.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(265)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.The intra predictor 265 may predict the current block by referring to samples in the current picture. The referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart according to the prediction mode. In intra prediction, prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes. The intra predictor 265 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다. The inter prediction unit 260 may derive the predicted block for the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture. In this case, in order to reduce the amount of motion information transmitted in the inter prediction mode, the motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of the motion information between the neighboring block and the current block. The motion information may include a motion vector and a reference picture index. The motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information. In the case of inter prediction, the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture. For example, the inter prediction unit 260 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks and derive a motion vector and / or a reference picture index of the current block based on the received candidate selection information. Inter prediction may be performed based on various prediction modes, and the information about the prediction may include information indicating a mode of inter prediction for the current block.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.The adder 235 adds the obtained residual signal to the predictive signal (predicted block, predictive sample array) output from the inter predictor 260 or the intra predictor 265 to restore the reconstructed signal (restored picture, reconstructed block). , Restore sample array). If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as the reconstructed block.
가산부(235)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다. The adder 235 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit. The generated reconstruction signal may be used for intra prediction of a next processing target block in a current picture, and may be used for inter prediction of a next picture through filtering as described below.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. The filtering unit 240 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstruction signal. For example, the filtering unit 240 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be stored in the memory 250, specifically, the DPB of the memory 250. Can be sent to. The various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, a sample adaptive offset, an adaptive loop filter, a bilateral filter, and the like.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.The (modified) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 250 may be used as the reference picture in the inter predictor 260. The memory 250 may store the motion information of the block from which the motion information in the current picture is derived (or decoded) and / or the motion information of the blocks in the picture that are already reconstructed. The stored motion information may be transmitted to the inter predictor 260 to use the motion information of the spatial neighboring block or the motion information of the temporal neighboring block. The memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and transfer the reconstructed samples to the intra predictor 265.
본 명세서에서, 인코딩 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 디코딩 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.In the present specification, the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the encoding apparatus 100 are respectively the filtering unit 240 and the inter prediction of the decoding apparatus 200. The same may also apply to the unit 260 and the intra predictor 265.
Block PartitioningBlock Partitioning
본 문서에 따른 비디오/영상 코딩 방법은 다양한 세부 기술들에 기반하여 수행될 수 있으며, 각각의 세부 기술들을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 이하 설명되는 기술들은 상술한 및/또는 후술되는 비디오/영상 인코딩/디코딩 절차에서의 예측, 레지듀얼 처리((역)변환, (역)양자화 등), 신텍스 요소 코딩, 필터링, 파티셔닝/분할 등의 관련 절차에 연관될 수 있음은 당업자에게 자명하다.The video / image coding method according to this document may be performed based on various detailed techniques, and each detailed technique will be described as follows. Techniques described below include prediction, residual processing ((inverse) transformation, (inverse) quantization, etc.), syntax element coding, filtering, partitioning / division, etc. in the video / image encoding / decoding procedures described above and / or described below. It will be apparent to those skilled in the art that they may be involved in related procedures.
본 문서에 따른 블록 파티셔닝 절차는 상술한 인코딩 장치의 영상 분할부(110)에서 수행되어, 파티셔닝 관련 정보가 엔트로피 인코딩부(190)에서 (인코딩) 처리되어 비트스트림 형태로 디코딩 장치로 전달될 수 있다. 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 상기 파티셔닝 관련 정보를 기반으로 현재 픽처의 블록 파티셔닝 구조를 도출하고, 이를 기반으로 영상 디코딩을 위한 일련의 절차(ex. 예측, 레지듀얼 처리, 블록 복원, 인루프 필터링 등)을 수행할 수 있다.The block partitioning procedure according to this document may be performed by the image splitter 110 of the encoding apparatus described above, and the partitioning related information may be processed (encoded) by the entropy encoding unit 190 and transmitted to the decoding apparatus in the form of a bitstream. . The entropy decoding unit 210 of the decoding apparatus derives a block partitioning structure of the current picture based on the partitioning related information obtained from the bitstream, and based on this, a series of procedures (eg, prediction and residual) for image decoding. Processing, block reconstruction, in-loop filtering, etc.).
Partitioning of picture into CTUsPartitioning of picture into CTUs
픽처들은 코딩 트리 유닛들 (CTUs)의 시퀀스로 분할될(divided into a sequence) 수 있다. CTU는 코딩 트리 블록(CTB)에 대응될 수 있다. 혹은 CTU는 루마 샘플들의 코딩 트리 블록과, 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 트리 블록들을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 세가지 샘플 어레이를 포함하는 픽처에 대하여, CTU는 루마 샘플들의 NxN 블록과 크로마 샘플들의 두개의 대응 블록들을 포함할 수 있다.Pictures can be divided into a sequence of coding tree units (CTUs). The CTU may correspond to a coding tree block (CTB). Alternatively, the CTU may include a coding tree block of luma samples and two coding tree blocks of corresponding chroma samples. In other words, for a picture that includes three sample arrays, the CTU may include an N × N block of luma samples and two corresponding blocks of chroma samples.
코딩 및 예측 등을 위한 CTU의 최대 허용 사이즈는 변환을 위한 CTU의 최대 허용 사이즈와 다를 수 있다. 예를 들어, CTU 내 루마 블록의 최대 허용 사이즈는 128x128일 수 있다.The maximum allowable size of the CTU for coding and prediction may be different from the maximum allowable size of the CTU for transform. For example, the maximum allowable size of the luma block in the CTU may be 128x128.
Partitionig of the CTUs using a tree structurePartitionig of the CTUs using a tree structure
CTU는 쿼드트리(quad-tree, QT) 구조를 기반으로 CU들로 분할될 수 있다. 쿼드트리 구조는 쿼터너리(quaternary) 트리 구조라고 불릴 수 있다. 이는 다양한 국지적 특징(local characteristic)을 반영하기 위함이다. 한편, 본 문서에서는 CTU는 쿼드트리 뿐 아니라 바이너리 트리(binary-tree, BT) 및 터너리 트리(ternary-tree, TT)을 포함하는 멀티타입 트리 구조 분할을 기반하여 분할될 수 있다. 이하, QTBT 구조라 함은 쿼드트리 및 바이너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수 있고, QTBTTT라 함은 쿼드트리, 바이너리 트리 및 터너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수 있다. 또는, QTBT 구조는 쿼드트리, 바이너리 트리 및 터너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수도 있다. 코딩 트리 구조에서, CU는 정사각형 또는 직사각형 모양을 가질 수 있다. CTU는 먼저 쿼드트리 구조로 분할될 수 있다. 이후 쿼드트리 구조의 리프 노드들은 멀티타입 트리 구조에 의하여 추가적으로 분할될 수 있다. The CTU may be divided into CUs based on a quad-tree (QT) structure. The quadtree structure may be referred to as a quaternary tree structure. This is to reflect various local characteristics. Meanwhile, in the present document, the CTU may be divided based on a multitype tree structure partition including a binary tree (BT) and a ternary tree (TT) as well as a quad tree. Hereinafter, the QTBT structure may include a quadtree and binary tree based partition structure, and the QTBTTT may include a quadtree, binary tree, and ternary tree based partition structure. Alternatively, the QTBT structure may include a quadtree, binary tree and ternary tree based partitioning structure. In a coding tree structure, a CU may have a square or rectangular shape. The CTU may first be divided into quadtree structures. After that, the leaf nodes of the quadtree structure may be further divided by the multitype tree structure.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a multi-type tree structure as an embodiment to which the present invention can be applied.
본 발명의 일 실시예에서, 멀티타입 트리 구조는 도 3에 도시된 바와 같은 4개의 분할 타입을 포함할 수 있다. 상기 4개의 분할 타입은 수직 바이너리 분할(vertical binary splitting, SPLIT_BT_VER), 수평 바이너리 분할(horizontal binary splitting, SPLIT_BT_HOR), 수직 터너리 분할(vertical ternary splitting, SPLIT_TT_VER), 수평 터너리 분할(horizontal ternary splitting, SPLIT_TT_HOR)을 포함할 수 있다. 상기 멀티타입 트리 구조의 리프 노드들은 CU들이라고 불리 수 있다. 이러한 CU들은 예측 및 변환 절차를 위하여 사용될 수 있다. 본 문서에서 일반적으로 CU, PU, TU는 동일한 블록 사이즈를 가질 수 있다. 다만, 최대 허용 변환 길이(maximum supported transform length )가 CU의 컬러 성분(colour component)의 너비 도는 높이보다 작은 경우에는 CU와 TU가 서로 다른 블록 사이즈를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the multitype tree structure may include four partition types as shown in FIG. The four types of split include vertical binary splitting (SPLIT_BT_VER), horizontal binary splitting (SPLIT_BT_HOR), vertical ternary splitting (SPLIT_TT_VER), and horizontal ternary splitting (SPLIT_TT_HOR). ) May be included. Leaf nodes of the multitype tree structure may be called CUs. These CUs can be used for prediction and transform procedures. In general, CU, PU, and TU may have the same block size in this document. However, when the maximum supported transform length is smaller than the width or height of the color component of the CU, the CU and the TU may have different block sizes.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시하는 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a signaling mechanism of partition partition information of a quadtree with nested multi-type tree structure according to an embodiment to which the present invention may be applied.
여기서, CTU는 쿼드트리의 루트(root)로 취급되며, 쿼드트리 구조로 처음으로 파티셔닝된다. 각 쿼드트리 리프 노드는 이후 멀티타입 트리 구조로 더 파티셔닝될 수 있다. 멀티타입 트리 구조에서, 제1 플래그(a first flag, ex. mtt_split_cu_flag)가 해당 노드가 추가적으로 파티셔닝되는지를 지시하기 위하여 시그널링된다. 만약 해당 노드가 추가적으로 파티셔닝되는 경우, 제2 플래그(a second flag, ex. mtt_split_cu_verticla_flag)가 분할 방향(splitting direction)을 지시하기 위하여 시그널링될 수 있다. 그 후 제3 플래그(a third flag, ex. mtt_split_cu_binary_flag)가 분할 타입이 바이너리 분할인지 터너리 분할인지 여부를 지시하기 위하여 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 mtt_split_cu_vertical_flag 및 상기 mtt_split_cu_binary_flag를 기반으로, CU의 멀티타입 트리 분할 모드(multi-type tree splitting mode, MttSplitMode)가 다음 표 1과 같이 도출될 수 있다.Here, the CTU is treated as the root of the quadtree, and is partitioned for the first time into a quadtree structure. Each quadtree leaf node may then be further partitioned into a multitype tree structure. In the multitype tree structure, a first flag (ex. Mtt_split_cu_flag) is signaled to indicate whether the node is additionally partitioned. If the node is additionally partitioned, a second flag (ex. Mtt_split_cu_verticla_flag) may be signaled to indicate the splitting direction. Thereafter, a third flag (ex. Mtt_split_cu_binary_flag) may be signaled to indicate whether the partition type is binary partition or ternary partition. For example, based on the mtt_split_cu_vertical_flag and the mtt_split_cu_binary_flag, a multi-type tree splitting mode (MttSplitMode) of a CU may be derived as shown in Table 1 below.
Figure PCTKR2019003605-appb-img-000001
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도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 쿼드트리 및 수반되는 멀티타입 트리(quadtree and nested multi-type tree) 구조를 기반으로 CTU를 다중 CU들로 분할하는 방법을 예시하는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a method of dividing a CTU into multiple CUs based on a quadtree and accompanying multi-type tree structure as an embodiment to which the present invention may be applied.
여기서, 볼드 블록 엣지들(bold block edges)는 쿼드트리 파티셔닝을, 나머지 엣지들은 멀티타입 트리 파티셔닝을 나타낸다. 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 파티션은 컨텐츠-어댑티드 코딩 트리 구조를 제공할 수 있다. CU는 코딩 블록(CB)에 대응될 수 있다. 혹은 CU는 루마 샘플들의 코딩 블록과, 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 블록들을 포함할 수 있다. CU의 사이즈는 CTU만큼 클 수도 있고, 또는 루마 샘플 단위에서 4x4 만큼 잘을 수도 있다. 예를 들어, 4:2:0 컬러 포멧(or 크로마 포멧)인 경우, 최대 크로마 CB 사이즈는 64x64이고 최소 크로마 CB 사이즈는 2x2일 수 있다.Here, bold block edges represent quadtree partitioning and the remaining edges represent multitype tree partitioning. Quadtree partitions involving a multitype tree can provide a content-adapted coding tree structure. The CU may correspond to a coding block (CB). Alternatively, the CU may include a coding block of luma samples and two coding blocks of corresponding chroma samples. The size of a CU may be as large as CTU, or may be cut by 4 × 4 in luma sample units. For example, in the 4: 2: 0 color format (or chroma format), the maximum chroma CB size may be 64x64 and the minimum chroma CB size may be 2x2.
본 문서에서 예를 들어, 최대 허용 루마 TB 사이즈는 64x64이고, 최대 허용 크로마 TB 사이즈는 32x32일 수 있다. 만약 상기 트리 구조에 따라 분할된 CB의 너비 또는 높이가 최대 변환 너비 또는 높이보다 큰 경우, 해당 CB는 자동적으로(또는 묵시적으로) 수평 및 수직 방향의 TB 사이즈 제한을 만족할 때까지 분할될 수 있다. For example, in this document, the maximum allowable luma TB size may be 64x64 and the maximum allowable chroma TB size may be 32x32. If the width or height of the CB divided according to the tree structure is larger than the maximum transform width or height, the CB may be automatically (or implicitly) split until the TB size limit in the horizontal and vertical directions is satisfied.
한편, 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 스킴을 위하여, 다음 파라미터들이 SPS 신텍스 요소로 정의 및 식별될 수 있다.Meanwhile, for a quadtree coding tree scheme involving a multitype tree, the following parameters may be defined and identified as SPS syntax elements.
- CTU size: the root node size of a quaternary treeCTU size: the root node size of a quaternary tree
- MinQTSize: the minimum allowed quaternary tree leaf node sizeMinQTSize: the minimum allowed quaternary tree leaf node size
- MaxBtSize: the maximum allowed binary tree root node sizeMaxBtSize: the maximum allowed binary tree root node size
- MaxTtSize: the maximum allowed ternary tree root node sizeMaxTtSize: the maximum allowed ternary tree root node size
- MaxMttDepth: the maximum allowed hierarchy depth of multi-type tree splitting from a quadtree leafMaxMttDepth: the maximum allowed hierarchy depth of multi-type tree splitting from a quadtree leaf
- MinBtSize: the minimum allowed binary tree leaf node sizeMinBtSize: the minimum allowed binary tree leaf node size
- MinTtSize: the minimum allowed ternary tree leaf node sizeMinTtSize: the minimum allowed ternary tree leaf node size
멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조의 일 예로, CTU 사이즈는 128x128 루마 샘플들 및 두개의 대응하는 크로마 샘플들의 64x64 블록들로 설정될 수 있다(4:2:0 크로마 포멧에서). 이 경우, MinOTSize는 16x16으로 설정되고, MaxBtSize는 128x128로 설정되고, MaxTtSzie는 64x64로 설정되고, MinBtSize 및 MinTtSize (for both width and height)는 4x4로, 그리고 MaxMttDepth는 4로 설정될 수 있다. 쿼트트리 파티셔닝은 CTU에 적용되어 쿼드트리 리프 노드들을 생성할 수 있다. 쿼드트리 리프 노드는 리프 QT 노드라고 불릴 수 있다. 쿼드트리 리프 노드들은 16x16 사이즈 (i.e. the MinOTSize)로부터 128x128 사이즈(i.e. the CTU size)를 가질 수 있다. 만약 리프 QT 노드가 128x128인 경우, 추가적으로 바이너리 트리/터너리 트리로 분할되지 않을 수 있다. 이는 이 경우 분할되더라도 MaxBtsize 및 MaxTtszie (i.e. 64x64)를 초과하기 때문이다. 이 외의 경우, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리로 추가적으로 분할될 수 있다. 그러므로, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리에 대한 루트 노드(root node)이고, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리 뎁스(mttDepth) 0 값을 가질 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 뎁스가 MaxMttdepth (ex. 4)에 도달한 경우, 더 이상 추가 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 너비가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수평 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 높이가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수직 분할은 고려되지 않을 수 있다.As an example of a quadtree coding tree structure involving a multitype tree, the CTU size may be set to 64x64 blocks of 128x128 luma samples and two corresponding chroma samples (in 4: 2: 0 chroma format). In this case, MinOTSize can be set to 16x16, MaxBtSize to 128x128, MaxTtSzie to 64x64, MinBtSize and MinTtSize (for both width and height) to 4x4, and MaxMttDepth to 4. Quarttree partitioning may be applied to the CTU to generate quadtree leaf nodes. The quadtree leaf node may be called a leaf QT node. Quadtree leaf nodes may have a 128x128 size (i.e. the CTU size) from a 16x16 size (i.e. the MinOTSize). If the leaf QT node is 128x128, it may not be additionally divided into a binary tree / a ternary tree. This is because in this case, even if split, it exceeds MaxBtsize and MaxTtszie (i.e. 64x64). In other cases, leaf QT nodes may be further partitioned into a multitype tree. Therefore, the leaf QT node is the root node for the multitype tree, and the leaf QT node may have a multitype tree depth (mttDepth) 0 value. If the multitype tree depth reaches MaxMttdepth (ex. 4), further splitting may not be considered further. If the width of the multitype tree node is equal to MinBtSize and less than or equal to 2xMinTtSize, then no further horizontal split may be considered. If the height of the multitype tree node is equal to MinBtSize and less than or equal to 2xMinTtSize, no further vertical split may be considered.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 터너리 트리(ternary-tree) 분할을 제한하는 방법을 예시하는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a method of limiting ternary-tree splitting as an embodiment to which the present invention may be applied.
도 6을 참조하면, 하드웨어 디코더에서의 64x64 루마 블록 및 32x32 크로마 파이프라인 디자인을 허용하기 위하여, TT 분할은 특정 경우 제한될 수 있다. 예를 들어, 루마 코딩 블록의 너비 또는 높이가 기 설정된 특정 값(예컨대, 32, 64)보다 큰 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, TT 분할이 제한될 수 있다. With reference to FIG. 6, to allow for 64x64 luma blocks and 32x32 chroma pipeline designs in a hardware decoder, TT partitioning may be limited in certain cases. For example, when the width or height of the luma coding block is greater than a predetermined specific value (eg, 32 and 64), TT partitioning may be limited as shown in FIG. 6.
본 문서에서, 코딩 트리 스킴은 루마 및 크로마 블록이 개별적(separate) 블록 트리 구조를 가지는 것을 지원할 수 있다. P 및 B 슬라이스들에 대하여, 하나의 CTU 내 루마 및 크로마 CTB들은 동일한 코딩 트리 구조를 갖도록 제한될 수 있다. 그러나, I 슬라이스들에 대하여, 루마 및 크로마 블록들은 서로 개별적 블록 트리 구조를 가질 수 있다. 만약 개별적 블록 트리 모드가 적용되는 경우, 루마 CTB는 특정 코딩 트리 구조를 기반으로 CU들로 분할되고, 크로마 CTB는 다른 코딩 트리 구조를 기반으로 크로마 CU들로 분할될 수 있다. 이는, I 슬라이스 내 CU는 루마 성분의 코딩 블록 또는 두 크로마 성분들의 코딩 블록들로 구성되고, P 또는 B 슬라이스의 CU는 세가지 컬러 성분의 블록들로 구성될 수 있음을 의미할 수 있다.In this document, the coding tree scheme may support that the luma and chroma blocks have separate block tree structures. For P and B slices, luma and chroma CTBs in one CTU may be limited to have the same coding tree structure. However, for I slices, luma and chroma blocks may have a separate block tree structure from each other. If an individual block tree mode is applied, the luma CTB may be split into CUs based on a particular coding tree structure, and the chroma CTB may be split into chroma CUs based on another coding tree structure. This may mean that a CU in an I slice may consist of a coding block of a luma component or coding blocks of two chroma components, and a CU of a P or B slice may be composed of blocks of three color components.
상술한 “Partitionig of the CTUs using a tree structure”에서 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조에 대하여 설명하였으나, CU가 분할되는 구조는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, BT 구조 및 TT 구조는 다수 분할 트리 (Multiple Partitioning Tree, MPT) 구조에 포함되는 개념으로 해석될 수 있고, CU는 QT 구조 및 MPT 구조를 통해 분할된다고 해석할 수 있다. QT 구조 및 MPT 구조를 통해 CU가 분할되는 일 예에서, QT 구조의 리프 노드가 몇 개의 블록으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_type) 및 QT 구조의 리프 노드가 수직과 수평 중 어느 방향으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_mode)가 시그널링 됨으로써 분할 구조가 결정될 수 있다.In the above-described "Partitionig of the CTUs using a tree structure", a quadtree coding tree structure involving a multitype tree has been described, but a structure in which a CU is divided is not limited thereto. For example, the BT structure and the TT structure may be interpreted as a concept included in a multiple partitioning tree (MPT) structure, and the CU may be interpreted to be divided through the QT structure and the MPT structure. In one example where a CU is split through a QT structure and an MPT structure, a syntax element (eg, MPT_split_type) that contains information about how many blocks the leaf node of the QT structure is divided into and the leaf node of the QT structure are vertical The partition structure may be determined by signaling a syntax element (eg, MPT_split_mode) including information about which direction is divided into and horizontally.
또 다른 예에서, CU는 QT 구조, BT 구조 또는 TT 구조와 다른 방법으로 분할될 수 있다. 즉, QT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 크기로 분할되거나, BT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/2 크기로 분할되거나, TT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 또는 1/2 크기로 분할되는 것과 달리, 하위 뎁스의 CU는 경우에 따라 상위 뎁스의 CU의 1/5, 1/3, 3/8, 3/5, 2/3 또는 5/8 크기로 분할될 수 있으며, CU가 분할되는 방법은 이에 한정되지 않는다.In another example, the CU may be partitioned in a different way than the QT structure, BT structure or TT structure. That is, according to the QT structure, the CU of the lower depth is divided into 1/4 size of the CU of the upper depth, or the CU of the lower depth is divided into 1/2 size of the CU of the upper depth according to the BT structure, or according to the TT structure. Unlike the CU of the lower depth is divided into 1/4 or 1/2 size of the CU of the upper depth, the CU of the lower depth is sometimes 1/5, 1/3, 3/8, 3 of the CU of the upper depth. It can be divided into / 5, 2/3 or 5/8 size, the way in which the CU is divided is not limited to this.
만약 트리 노드 블록의 부분(a portion)이 하단(bottom) 또는 오른쪽(right) 픽처 바운더리를 초과하는(exceeds) 경우, 해당 트리 노드 블록은 모든 코딩된 CU의 모든 샘플들이 상기 픽처 바운더리들 내에 위치하도록 제한될 수 있다. 이 경우 예를 들어 다음과 같은 분할 규칙이 적용될 수 있다.If a portion of a tree node block exceeds the bottom or right picture boundary, the tree node block is placed so that all samples of all coded CUs are located within the picture boundaries. May be limited. In this case, for example, the following division rule may be applied.
- If a portion of a tree node block exceeds both the bottom and the right picture boundaries,-If a portion of a tree node block exceeds both the bottom and the right picture boundaries,
- If the block is a QT node and the size of the block is larger than the minimum QT size, the block is forced to be split with QT split mode.-If the block is a QT node and the size of the block is larger than the minimum QT size, the block is forced to be split with QT split mode.
- Otherwise, the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode-Otherwise, the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode
- Otherwise if a portion of a tree node block exceeds the bottom picture boundaries,-Otherwise if a portion of a tree node block exceeds the bottom picture boundaries,
- If the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size, and the size of the block is larger than the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode.-If the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size, and the size of the block is larger than the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode.
- Otherwise, if the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_HOR mode.-Otherwise, if the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_HOR mode.
- Otherwise (the block is a BTT node or the size of the block is smaller than or equal to the minimum QT size), the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode.-Otherwise (the block is a BTT node or the size of the block is smaller than or equal to the minimum QT size), the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode.
- Otherwise if a portion of a tree node block exceeds the right picture boundaries,-Otherwise if a portion of a tree node block exceeds the right picture boundaries,
- If the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size, and the size of the block is larger than the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode.-If the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size, and the size of the block is larger than the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode.
- Otherwise, if the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_VER mode.-Otherwise, if the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_VER mode.
- Otherwise (the block is a BTT node or the size of the block is smaller than or equal to the minimum QT size), the block is forced to be split with SPLIT_BT_VER mode.-Otherwise (the block is a BTT node or the size of the block is smaller than or equal to the minimum QT size), the block is forced to be split with SPLIT_BT_VER mode.
한편, 상술한 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 블록 구조는 매우 유연한 블록 파티셔닝 구조를 제공할 수 있다. 멀티타입 트리에 지원되는 분할 타입들 때문에, 다른 분할 패턴들이 경우에 따라서 잠재적으로 동일한 코딩 블록 구조 결과를 가져올 수 잇다. 이러한 리던던트(redundant)한 분할 패턴들의 발생을 제한함으로써 파티셔닝 정보의 데이터량을 줄일 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.On the other hand, the quadtree coded block structure with the multi-type tree described above can provide a very flexible block partitioning structure. Because of the partition types supported in a multitype tree, different partition patterns can sometimes lead to potentially identical coding block structure results. By limiting the occurrence of such redundant partition patterns, the data amount of partitioning information can be reduced. It demonstrates with reference to the following drawings.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 바이너리 트리 분할 및 터너리 트리 분할에서 발생할 수 있는 리던던트 분할 패턴들을 예시하는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating redundant division patterns that may occur in binary tree division and ternary tree division, as an embodiment to which the present invention may be applied.
도 7에 도시된 바와 같이, 2단계 레벨의 한 방향에 대한 연속적인 바이너리 분할(two levels of consecutive binary splits in one direction)은, 터너리 분할 이후 센터 파티션에 대한 바이너리 분할과 동일한 코딩 블록 구조를 갖는다. 이러한 경우, 터너리 트리 분할의 센터 파티션에 대한 바이너리 트리 분할 (in the given direction)은 제한될 수 있다. 이러한 제한는 모든 픽처들의 CU들에 대하여 적용될 수 있다. 이러한 특정 분할이 제한되는 경우, 대응하는 신텍스 요소들의 시그널링은 이러한 제한되는 경우를 반영하여 수정될 수 있고, 이를 통하여 파티셔닝을 위하여 시그널링되는 비트수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 예와 같이, CU의 센터 파티션에 대한 바이너리 트리 분할이 제한되는 경우, 분할이 바이너리 분할인지 테너리 분할인지 여부를 가리키는 mtt_split_cu_binary_flag 신텍스 요소는 시그널링되지 않고, 그 값은 0으로 디코더에 의하여 추론될 수 있다.As shown in FIG. 7, two levels of consecutive binary splits in one direction have the same coding block structure as the binary split for the center partition after the ternary split. . In this case, the binary tree split in the given direction for the center partition of the ternary tree split may be limited. This restriction can be applied for CUs of all pictures. If this particular partitioning is restricted, the signaling of the corresponding syntax elements can be modified to reflect this limited case, thereby reducing the number of bits signaled for partitioning. For example, as shown in FIG. 7, when the binary tree split for the center partition of the CU is restricted, the mtt_split_cu_binary_flag syntax element indicating whether the split is a binary split or a tenary split is not signaled, and its value is Can be inferred by the decoder to zero.
예측(prediction)Prediction
디코딩이 수행되는 현재 처리 유닛을 복원하기 위해서 현재 처리 유닛이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다. The decoded portion of the current picture or other pictures in which the current processing unit is included may be used to reconstruct the current processing unit in which decoding is performed.
복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 화면내 예측만을 수행하는 픽쳐(슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 예측 픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(슬라이스), 최대 두 개의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(슬라이스)라고 지칭할 수 있다. Intra picture or I picture (slice), which uses only the current picture for reconstruction, i.e. performs only intra picture prediction, predicts a picture (slice) using at most one motion vector and reference index to predict each unit A picture using a predictive picture or P picture (slice), up to two motion vectors, and a reference index (slice) may be referred to as a bi-predictive picture or a B picture (slice).
인트라 예측은 동일한 디코딩된 픽쳐(또는 슬라이스)의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 등)으로부터 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다. Intra prediction means a prediction method that derives the current processing block from data elements (eg, sample values, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in the current picture.
이하, 인터 예측에 대하여 보다 상세히 살펴본다.Hereinafter, the inter prediction will be described in more detail.
인터 예측(Inter prediction)(또는 화면 간 예측)Inter prediction (or inter screen prediction)
인터 예측은 현재 픽쳐 이외의 픽쳐의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 움직임 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 이외의 복원된 다른 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.Inter prediction means a prediction method of deriving a current processing block based on data elements (eg, sample values or motion vectors, etc.) of pictures other than the current picture. That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in other reconstructed pictures other than the current picture.
인터 예측(또는 픽처간 예측)은 픽처들 사이에 존재하는 중복성을 제거하는 기술로 대부분 움직임 추정(motion estimation) 및 움직임 보상(motion compensation)을 통해 이루어진다.Inter prediction (or inter picture prediction) is a technique for removing redundancy existing between pictures, and is mostly performed through motion estimation and motion compensation.
본 발명은 앞서 도 1 및 도 2에서 설명한 인터 예측 방법의 세부 기술을 설명하는 것으로 디코더의 경우 후술하는 도 10의 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 도 11의 디코딩 장치 내 인터 예측부로 나타낼 수 있다. 더불어 인코더의 경우, 후술하는 도 8의 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 도 9의 인코딩 장치 내 인터 예측부로 나타낼 수 있다. 더하여, 도 8 및 도 9에 의해 인코딩된 데이터는 비트스트림의 형태로 저장될 수 있다.The present invention describes the detailed description of the inter prediction method described above with reference to FIGS. 1 and 2, and the decoder may be represented by the inter prediction-based video / image decoding method of FIG. 10 described later and the inter prediction unit in the decoding apparatus of FIG. 11. . In addition, the encoder may be represented by the inter prediction based video / video encoding method of FIG. 8 and the inter prediction unit in the encoding apparatus of FIG. 9. In addition, the data encoded by FIGS. 8 and 9 may be stored in the form of a bitstream.
인코딩 장치/디코딩 장치의 예측부는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들(e.g. 샘플값들, 또는 움직임 정보 등)에 의존적인 방법으로 도출되는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록(예측 샘플 어레이)을 유도할 수 있다. The prediction unit of the encoding apparatus / decoding apparatus may derive the prediction sample by performing inter prediction on a block basis. Inter prediction may represent prediction derived in a manner dependent on data elements (e.g. sample values, motion information, etc.) of the picture (s) other than the current picture. When inter prediction is applied to the current block, a predicted block (prediction sample array) for the current block is derived based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture indicated by the reference picture index. Can be.
이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. In this case, in order to reduce the amount of motion information transmitted in the inter prediction mode, the motion information of the current block may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of the motion information between the neighboring block and the current block. The motion information may include a motion vector and a reference picture index. The motion information may further include inter prediction type (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
인터 예측이 적용되는 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 선택(사용)되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다. When inter prediction is applied, the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture. The reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different. The temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated CU (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block is called a collocated picture (colPic). It may be. For example, a motion information candidate list may be constructed based on neighboring blocks of the current block, and a flag indicating which candidate is selected (used) to derive a motion vector and / or a reference picture index of the current block. Or index information may be signaled.
다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 현재 블록의 움직임 정보는 선택된 주변 블록의 움직임 정보와 같을 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 선택된 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)은 시그널링될 수 있다. 이 경우 상기 움직임 벡터 예측자 및 움직임 벡터 차분의 합을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in the case of the skip mode and the merge mode, the motion information of the current block may be the same as the motion information of the selected neighboring block. In the skip mode, unlike the merge mode, the residual signal may not be transmitted. In the case of a motion vector prediction (MVP) mode, a motion vector of a selected neighboring block is used as a motion vector predictor, and a motion vector difference may be signaled. In this case, the motion vector of the current block may be derived using the sum of the motion vector predictor and the motion vector difference.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 인코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.8 and 9 illustrate an inter prediction based video / image encoding method and an inter prediction unit in an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 8 및 도 9를 참조하면, S801은 인코딩 장치의 인터 예측부(180)에 의하여 수행될 수 있고, S802는 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로, S802은 인코딩 장치의 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. S803에서 예측 정보는 인터 예측부(180)에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 수 있다. S803에서 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 8 and 9, S801 may be performed by the inter prediction unit 180 of the encoding apparatus, and S802 may be performed by the residual processing unit of the encoding apparatus. In detail, S802 may be performed by the subtraction unit 115 of the encoding apparatus. In S803, the prediction information may be derived by the inter prediction unit 180 and encoded by the entropy encoding unit 190. In S803, the residual information may be derived by the residual processor and encoded by the entropy encoding unit 190. The residual information is information about the residual samples. The residual information may include information about quantized transform coefficients for the residual samples.
상술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 인코딩 장치의 변환부(120)를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(130)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩될 수 있다. As described above, the residual samples may be derived as transform coefficients through the transform unit 120 of the encoding apparatus, and the transform coefficients may be derived as transform coefficients quantized through the quantization unit 130. Information about the quantized transform coefficients may be encoded by the entropy encoding unit 190 through a residual coding procedure.
인코딩 장치는 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행한다(S801). 인코딩 장치는 현재 블록의 인터 예측 모드 및 움직임 정보를 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측 모드 결정, 움직임 정보 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 인코딩 장치의 인터 예측부(180)는 예측 모드 결정부(181), 움직임 정보 도출부(182), 예측 샘플 도출부(183)를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부(181)에서 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(182)에서 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하고, 예측 샘플 도출부(183)에서 상기 현재 블록의 움직임 샘플들을 도출할 수 있다. The encoding apparatus performs inter prediction on the current block (S801). The encoding apparatus may derive inter prediction mode and motion information of the current block and generate prediction samples of the current block. In this case, the inter prediction mode determination, the motion information derivation, and the prediction samples generation procedure may be performed simultaneously, or one procedure may be performed before the other. For example, the inter prediction unit 180 of the encoding apparatus may include a prediction mode determination unit 181, a motion information derivation unit 182, and a prediction sample derivation unit 183, and the prediction mode determination unit 181. In FIG. 2, a prediction mode for the current block may be determined, motion information derivation unit 182 may derive motion information of the current block, and prediction sample derivation unit 183 may derive motion samples of the current block.
예를 들어, 인코딩 장치의 인터 예측부(180)는 움직임 추정(motion estimation)을 통하여 참조 픽처들의 일정 영역(서치 영역) 내에서 상기 현재 블록과 유사한 블록을 서치하고, 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이를 기반으로 상기 참조 블록이 위치하는 참조 픽처를 가리키는 참조 픽처 인덱스를 도출하고, 상기 참조 블록과 상기 현재 블록의 위치 차이를 기반으로 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 인코딩 장치는 다양한 예측 모드들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드를 결정할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 다양한 예측 모드들에 대한 RD cost를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 예측 모드를 결정할 수 있다. For example, the inter prediction unit 180 of the encoding apparatus searches for a block similar to the current block in a predetermined area (search area) of reference pictures through motion estimation, and a difference from the current block is determined. Reference blocks that are minimum or below a certain criterion may be derived. Based on this, a reference picture index indicating a reference picture in which the reference block is located may be derived, and a motion vector may be derived based on a position difference between the reference block and the current block. The encoding apparatus may determine a mode applied to the current block among various prediction modes. The encoding apparatus may compare RD costs for the various prediction modes and determine an optimal prediction mode for the current block.
예를 들어, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 가리키는 참조 블록들 중 상기 현재 블록과 중 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 도출된 참조 블록과 연관된 머지 후보가 선택되며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스 정보가 생성되어 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다. For example, when a skip mode or a merge mode is applied to the current block, the encoding apparatus constructs a merge candidate list to be described later, and among the reference blocks indicated by merge candidates included in the merge candidate list. A reference block having a difference from the current block that is smaller than or equal to a predetermined criterion may be derived. In this case, a merge candidate associated with the derived reference block is selected, and merge index information indicating the selected merge candidate may be generated and signaled to the decoding apparatus. The motion information of the current block may be derived using the motion information of the selected merge candidate.
다른 예로, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 상술한 움직임 추정에 의하여 도출된 참조 블록을 가리키는 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 움직임 벡터로 이용될 수 있으며, 상기 mvp 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 벡터와의 차이가 가장 작은 움직임 벡터를 갖는 mvp 후보가 상기 선택된 mvp 후보가 될 있다. 상기 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 mvp를 뺀 차분인 MVD(motion vector difference)가 도출될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보가 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 또한, (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 참조 픽처 인덱스의 값은 참조 픽처 인덱스 정보 구성되어 별도로 상기 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. As another example, when the (A) MVP mode is applied to the current block, the encoding apparatus constructs a (A) MVP candidate list to be described later, and among the mvp (motion vector predictor) candidates included in the (A) MVP candidate list. The motion vector of the selected mvp candidate may be used as mvp of the current block. In this case, for example, a motion vector indicating a reference block derived by the above-described motion estimation may be used as the motion vector of the current block, and the difference with the motion vector of the current block is smallest among the mvp candidates. An mvp candidate with a motion vector may be the selected mvp candidate. A motion vector difference (MVD) which is a difference obtained by subtracting the mvp from the motion vector of the current block may be derived. In this case, the information about the MVD may be signaled to the decoding device. In addition, when the (A) MVP mode is applied, the value of the reference picture index may be configured with reference picture index information and separately signaled to the decoding apparatus.
인코딩 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S802). 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들의 비교를 통하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.The encoding apparatus may derive residual samples based on the prediction samples (S802). The encoding apparatus may derive the residual samples by comparing the original samples of the current block with the prediction samples.
인코딩 장치는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩한다(S803). 인코딩 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로 예측 모드 정보(ex. skip flag, merge flag or mode index 등) 및 움직임 정보에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보에 관한 정보는 움직임 벡터를 도출하기 위한 정보인 후보 선택 정보(ex. merge index, mvp flag or mvp index)를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 상술한 MVD에 관한 정보 및/또는 참조 픽처 인덱스 정보를 포함할 수 있다. The encoding apparatus encodes image information including prediction information and residual information (S803). The encoding apparatus may output the encoded image information in the form of a bitstream. The prediction information may include prediction mode information (eg, skip flag, merge flag or mode index) and information on motion information as information related to the prediction procedure. The information about the motion information may include candidate selection information (eg, merge index, mvp flag or mvp index) that is information for deriving a motion vector. In addition, the information about the motion information may include the above-described information about the MVD and / or reference picture index information.
또한, 상기 움직임 정보에 관한 정보는 L0 예측, L1 예측, 또는 쌍(bi) 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. The information about the motion information may include information indicating whether L0 prediction, L1 prediction, or bi prediction is applied. The residual information is information about the residual samples. The residual information may include information about quantized transform coefficients for the residual samples.
출력된 비트스트림은 (디지털) 저장매체에 저장되어 디코딩 장치로 전달될 수 있고, 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수도 있다. The output bitstream may be stored in a (digital) storage medium and delivered to the decoding device, or may be delivered to the decoding device via a network.
한편, 상술한 바와 같이 인코딩 장치는 상기 참조 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이는 디코딩 장치에서 수행되는 것과 동일한 예측 결과를 인코딩 장치에서 도출하기 위함이며, 이를 통하여 코딩 효율을 높일 수 있기 때문이다. 따라서, 인코딩 장치는 복원 픽처(또는 복원 샘플들, 복원 블록)을 메모리에 저장하고, 인터 예측을 위한 참조 픽처로 활용할 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.Meanwhile, as described above, the encoding apparatus may generate a reconstructed picture (including the reconstructed samples and the reconstructed block) based on the reference samples and the residual samples. This is because the encoding apparatus derives the same prediction result as that performed in the decoding apparatus, and thus the coding efficiency can be increased. Accordingly, the encoding apparatus may store a reconstructed picture (or reconstructed samples, a reconstructed block) in a memory and use the reference picture for inter prediction. As described above, an in-loop filtering procedure may be further applied to the reconstructed picture.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 디코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.10 and 11 illustrate an inter prediction based video / image decoding method and an inter prediction unit in a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 10 및 도 11을 참조하면, 디코딩 장치는 상기 인코딩 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 디코딩 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 10 and 11, the decoding apparatus may perform an operation corresponding to the operation performed by the encoding apparatus. The decoding apparatus may perform prediction on the current block and derive prediction samples based on the received prediction information.
S1001 내지 S1003은 디코딩 장치의 인터 예측부(260)에 의하여 수행될 수 있고, S1004의 레지듀얼 정보는 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 디코딩 장치의 레지듀얼 처리부는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 구체적으로 상기 레지듀얼 처리부의 역양자화부(220)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 레지듀얼 처리부의 역변환부(230)은 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. S1005은 디코딩 장치의 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다. S1001 to S1003 may be performed by the inter prediction unit 260 of the decoding apparatus, and the residual information of S1004 may be obtained from the bitstream by the entropy decoding unit 210 of the decoding apparatus. The residual processor of the decoding apparatus may derive residual samples for the current block based on the residual information. In detail, the inverse quantization unit 220 of the residual processing unit performs dequantization on the basis of the quantized transform coefficients derived based on the residual information to derive transform coefficients and inverse transform unit of the residual processing unit ( 230 may derive residual samples for the current block by performing an inverse transform on the transform coefficients. S1005 may be performed by the adder 235 or the reconstruction unit of the decoding apparatus.
구체적으로 디코딩 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다(S1001). 디코딩 장치는 상기 예측 정보 내의 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 어떤 인터 예측 모드가 적용되는지 결정할 수 있다. In detail, the decoding apparatus may determine a prediction mode for the current block based on the received prediction information (S1001). The decoding apparatus may determine which inter prediction mode is applied to the current block based on the prediction mode information in the prediction information.
예를 들어, 상기 merge flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 머지 모드가 적용되지 또는 (A)MVP 모드가 결정되는지 여부를 결정할 수 있다. 또는 상기 mode index를 기반으로 다양한 인터 예측 모드 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 상기 인터 예측 모드 후보들은 스킵 모드, 머지 모드 및/또는 (A)MVP 모드를 포함할 수 있고, 또는 후술하는 다양한 인터 예측 모드들을 포함할 수 있다. For example, it may be determined whether the merge mode is not applied to the current block or (A) MVP mode is determined based on the merge flag. Alternatively, one of various inter prediction mode candidates may be selected based on the mode index. The inter prediction mode candidates may include a skip mode, a merge mode, and / or (A) MVP mode, or may include various inter prediction modes described below.
디코딩 장치는 상기 결정된 인터 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출한다(S1002). 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(merge index)를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다. The decoding apparatus derives motion information of the current block based on the determined inter prediction mode (S1002). For example, when a skip mode or a merge mode is applied to the current block, the decoding apparatus may construct a merge candidate list to be described later, and select one merge candidate among merge candidates included in the merge candidate list. The selection may be performed based on the above merge information. The motion information of the current block may be derived using the motion information of the selected merge candidate. The motion information of the selected merge candidate may be used as motion information of the current block.
다른 예로, 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(mvp flag or mvp index)를 기반으로 수행될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 MVD를 도출할 수 있으며, 상기 현재 블록의 mvp와 상기 MVD를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 또한, 상기 참조 픽처 인덱스 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 상기 현재 블록에 관한 참조 픽처 리스트 내에서 상기 참조 픽처 인덱스가 가리키는 픽처가 상기 현재 블록의 인터 예측을 위하여 참조되는 참조 픽처로 도출될 수 있다. As another example, when (A) MVP mode is applied to the current block, the decoding apparatus constructs (A) MVP candidate list to be described later, and among (m) mvp (motion vector predictor) candidates included in the (A) MVP candidate list. The motion vector of the selected mvp candidate may be used as mvp of the current block. The selection may be performed based on the above-described selection information (mvp flag or mvp index). In this case, the MVD of the current block may be derived based on the information on the MVD, and the motion vector of the current block may be derived based on mvp and the MVD of the current block. In addition, a reference picture index of the current block may be derived based on the reference picture index information. A picture indicated by the reference picture index in the reference picture list for the current block may be derived as a reference picture referred for inter prediction of the current block.
한편, 후술하는 바와 같이 후보 리스트 구성 없이 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있으며, 이 경우 후술하는 예측 모드에서 개시된 절차에 따라 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있다. 이 경우 상술한 바와 같은 후보 리스트 구성은 생략될 수 있다.Meanwhile, as described below, motion information of the current block may be derived without constructing a candidate list, and in this case, motion information of the current block may be derived according to a procedure disclosed in a prediction mode to be described later. In this case, the candidate list structure as described above may be omitted.
디코딩 장치는 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S1003). 이 경우 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 상기 참조 픽처를 도출하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 상기 참조 픽처 상에서 가리키는 참조 블록의 샘플들을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 이 경우 후술하는 바와 같이 경우에 따라 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 전부 또는 일부에 대한 예측 샘플 필터링 절차가 더 수행될 수 있다. The decoding apparatus may generate prediction samples for the current block based on the motion information of the current block (S1003). In this case, the reference picture may be derived based on the reference picture index of the current block, and the prediction samples of the current block may be derived using the samples of the reference block indicated by the motion vector of the current block on the reference picture. In this case, as described below, a prediction sample filtering procedure for all or some of the prediction samples of the current block may be further performed.
예를 들어, 디코딩 장치의 인터 예측부(260)는 예측 모드 결정부(261), 움직임 정보 도출부(262), 예측 샘플 도출부(263)를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부(261)에서 수신된 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(262)에서 수신된 움직임 정보에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보(움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스 등)를 도출하고, 예측 샘플 도출부(263)에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.For example, the inter prediction unit 260 of the decoding apparatus may include a prediction mode determination unit 261, a motion information derivation unit 262, and a prediction sample derivation unit 263, and the prediction mode determination unit 261 may be used. Determining a prediction mode for the current block based on the prediction mode information received in the step, and based on the information on the motion information received from the motion information derivation unit 262, motion information (motion vector and / or A reference picture index, etc.), and the prediction sample derivation unit 263 may derive the prediction samples of the current block.
디코딩 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성한다(S1004). 디코딩 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S1005). 이후 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다. The decoding apparatus generates residual samples for the current block based on the received residual information (S1004). The decoding apparatus may generate reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the residual samples, and may generate a reconstructed picture based on the prediction samples (S1005). After that, the in-loop filtering procedure may be further applied to the reconstructed picture as described above.
상술한 바와 같이 인터 예측 절차는 인터 예측 모드 결정 단계, 결정된 예측 모드에 따른 움직임 정보 도출 단계, 도출된 움직임 정보에 기반한 예측 수행(예측 샘플 생성) 단계를 포함할 수 있다.As described above, the inter prediction procedure may include determining an inter prediction mode, deriving motion information according to the determined prediction mode, and performing prediction based on the derived motion information (prediction sample generation).
인터 예측 모드 결정 (Determination of inter prediction mode)Determination of inter prediction mode
픽처 내 현재 블록의 예측을 위하여 다양한 인터 예측 모드가 사용될 수 있다. 예를 들어, 머지 모드, 스킵 모드, MVP 모드, 어파인(Affine) 모드 등 다양한 모드가 사용될 수 있다. DMVR (Decoder side motion vector refinement) 모드, AMVR(adaptive motion vector resolution) 모드 등이 부수적인 모드로 더 사용될 수 있다. 어파인 모드는 어파인 움직임 예측(affine motion prediction) 모드라고 불릴 수도 있다. MVP 모드는 AMVP(advanced motion vector prediction) 모드라고 불릴 수도 있다. Various inter prediction modes may be used for prediction of the current block in the picture. For example, various modes, such as merge mode, skip mode, MVP mode, and affine mode, may be used. Decoder side motion vector refinement (DMVR) mode, adaptive motion vector resolution (AMVR) mode, and the like may be further used as a secondary mode. The affine mode may be called an affine motion prediction mode. MVP mode may be referred to as advanced motion vector prediction (AMVP) mode.
현재 블록의 인터 예측 모드를 가리키는 예측 모드 정보가 인코딩 장치로부터 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 예측 모드 정보는 비트스트림에 포함되어 디코딩 장치에 수신될 수 있다. 상기 예측 모드 정보는 다수의 후보 모드들 중 하나를 지시하는 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 또는, 플래그 정보의 계층적 시그널링을 통하여 인터 예측 모드를 지시할 수도 있다. 이 경우 상기 예측 모드 정보는 하나 이상의 플래그들을 포함할 수 있다. Prediction mode information indicating the inter prediction mode of the current block may be signaled from the encoding device to the decoding device. The prediction mode information may be included in the bitstream and received by the decoding apparatus. The prediction mode information may include index information indicating one of a plurality of candidate modes. Alternatively, the inter prediction mode may be indicated through hierarchical signaling of flag information. In this case, the prediction mode information may include one or more flags.
예를 들어, 스킵 플래그를 시그널링하여 스킵 모드 적용 여부를 지시하고, 스킵 모드가 적용 안되는 경우에 머지 플래그를 시그널링하여 머지 모드 적용 여부를 지시하고, 머지 모드가 적용 안되는 경우에 MVP 모드 적용되는 것으로 지시하거나 추가적인 구분을 위한 플래그를 더 시그널링할 수도 있다. 어파인 모드는 독립적인 모드로 시그널링될 수도 있고, 또는 머지 모드 또는 MVP 모드 등에 종속적인 모드로 시그널링될 수도 있다. 예를 들어, 어파인 모드는 후술하는 바와 같이 머지 후보 리스트 또는 MVP 후보 리스트의 하나의 후보로 구성될 수도 있다.For example, a skip flag is signaled to indicate whether a skip mode is applied, and if a skip mode is not applied, a merge flag is signaled to indicate whether a merge mode is applied, and if a merge mode is not applied, an MVP mode is applied. Or may further signal a flag for additional classification. The affine mode may be signaled in an independent mode, or may be signaled in a mode dependent on a merge mode or an MVP mode. For example, the affine mode may be configured with one candidate of a merge candidate list or an MVP candidate list as described below.
움직임 정보 도출 (Derivation of motion information according to inter prediction mode)Derivation of motion information according to inter prediction mode
현재 블록의 움직임 정보를 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다. 인코딩 장치는 움직임 추정(motion estimation) 절차를 통하여 현재 블록에 대한 최적의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 원본 픽처 내 원본 블록을 이용하여 상관성이 높은 유사한 참조 블록을 참조 픽처 내의 정해진 탐색 범위 내에서 분수 픽셀 단위로 탐색할 수 있고, 이를 통하여 움직임 정보를 도출할 수 있다. 블록의 유사성은 위상(phase) 기반 샘플 값들의 차를 기반으로 도출할 수 있다. 예를 들어, 블록의 유사성은 현재 블록(또는 현재 블록의 템플릿)과 참조 블록(또는 참조 블록의 템플릿) 간 SAD를 기반으로 계산될 수 있다. 이 경우 탐색 영역 내 SAD가 가장 작은 참조 블록을 기반으로 움직임 정보를 도출할 수 있다. 도출된 움직임 정보는 인터 예측 모드 기반으로 여러 방법에 따라 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.Inter prediction may be performed using motion information of the current block. The encoding apparatus may derive optimal motion information for the current block through a motion estimation procedure. For example, the encoding apparatus may search for a similar reference block having a high correlation using the original block in the original picture for the current block in fractional pixel units within a predetermined search range in the reference picture, thereby deriving motion information. Can be. Similarity of blocks can be derived based on the difference of phase based sample values. For example, the similarity of the blocks may be calculated based on the SAD between the current block (or template of the current block) and the reference block (or template of the reference block). In this case, motion information may be derived based on a reference block having the smallest SAD in the search area. The derived motion information may be signaled to the decoding apparatus according to various methods based on the inter prediction mode.
머지 모드 및 스킵 모드Merge mode and skip mode
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 머지 모드 또는 스킵 모드에서 이용되는 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 12 is a diagram for describing a neighboring block used in a merge mode or a skip mode as an embodiment to which the present invention is applied.
머지 모드(merge mode)가 적용되는 경우, 현재 예측 블록의 움직임 정보가 직접적으로 전송되지 않고, 주변 예측 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 예측 블록의 움직임 정보를 유도하게 된다. 따라서, 머지 모드를 이용하였음을 알려주는 플래그 정보 및 주변의 어떤 예측 블록을 이용하였는지를 알려주는 머지 인덱스를 전송함으로써 현재 예측 블록의 움직임 정보를 지시할 수 있다.When the merge mode is applied, the motion information of the current prediction block is not directly transmitted, and the motion information of the current prediction block is derived using the motion information of the neighboring prediction block. Accordingly, the motion information of the current prediction block can be indicated by transmitting flag information indicating that the merge mode is used and a merge index indicating which neighboring prediction blocks are used.
인코더는 머지 모드를 수행하기 위해서 현재 예측 블록의 움직임 정보를 유도하기 위해 이용되는 머지 후보 블록(merge candidate block)을 탐색할 수 있다. 예를 들어, 상기 머지 후보 블록은 최대 5개까지 이용될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 그리고, 상기 머지 후보 블록의 최대 개수는 슬라이스 헤더(또는 타일 그룹 헤더)에서 전송될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 머지 후보 블록들을 찾은 후, 인코더는 머지 후보 리스트를 생성할 수 있고, 이들 중 가장 작은 비용을 갖는 머지 후보 블록을 최종 머지 후보 블록으로 선택할 수 있다.The encoder may search for merge candidate blocks used to derive motion information of the current prediction block to perform the merge mode. For example, up to five merge candidate blocks may be used, but the present invention is not limited thereto. The maximum number of merge candidate blocks may be transmitted in a slice header (or tile group header), but the present invention is not limited thereto. After finding the merge candidate blocks, the encoder may generate a merge candidate list, and select the merge candidate block having the smallest cost among them as the final merge candidate block.
본 발명은 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보 블록에 대한 다양한 실시예를 제공한다.The present invention provides various embodiments of a merge candidate block constituting the merge candidate list.
상기 머지 후보 리스트는 예를 들어 5개의 머지 후보 블록을 이용할 수 있다. 예를 들어, 4개의 공간적 머지 후보(spatial merge candidate)와 1개의 시간적 머지 후보(temporal merge candidate)를 이용할 수 있다. 구체적 예로, 공간적 머지 후보의 경우 도 12에 도시된 블록들을 공간적 머지 후보로 이용할 수 있다.The merge candidate list may use, for example, five merge candidate blocks. For example, four spatial merge candidates and one temporal merge candidate may be used. As a specific example, in the case of the spatial merge candidate, the blocks shown in FIG. 12 may be used as the spatial merge candidate.
도 13은 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.13 is a flowchart illustrating a merge candidate list construction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 13을 참조하면, 코딩 장치(인코더/디코더)는 현재 블록의 공간적 주변 블록들을 탐색하여 도출된 공간적 머지 후보들을 머지 후보 리스트에 삽입한다(S1301). 예를 들어, 상기 공간적 주변 블록들은 상기 현재 블록의 좌하측 코너 주변 블록, 좌측 주변 블록, 우상측 코너 주변 블록, 상측 주변 블록, 좌상측 코너 주변 블록들을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 상술한 공간적 주변 블록들 이외에도 우측 주변 블록, 하측 주변 블록, 우하측 주변 블록 등 추가적인 주변 블록들이 더 상기 공간적 주변 블록들로 사용될 수 있다. 코딩 장치는 상기 공간적 주변 블록들을 우선순위를 기반으로 탐색하여 가용한 블록들을 검출하고, 검출된 블록들의 움직임 정보를 상기 공간적 머지 후보들로 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코더 및 디코더는 도 12에 도시된 5개의 블록들을 A1, B1, B0, A0, B2의 순서대로 탐색하여, 가용한 후보들을 순차적으로 인덱싱하여 머지 후보 리스트로 구성할 수 있다. Referring to FIG. 13, the coding apparatus (encoder / decoder) inserts spatial merge candidates derived by searching for spatial neighboring blocks of the current block to the merge candidate list (S1301). For example, the spatial neighboring blocks may include a lower left corner peripheral block, a left peripheral block, a right upper corner peripheral block, an upper peripheral block, and an upper left corner peripheral block of the current block. However, as an example, in addition to the above-described spatial peripheral blocks, additional peripheral blocks such as a right peripheral block, a lower peripheral block, and a lower right peripheral block may be further used as the spatial peripheral blocks. The coding apparatus may search for the spatial neighboring blocks based on priority, detect available blocks, and derive motion information of the detected blocks as the spatial merge candidates. For example, the encoder and the decoder may search the five blocks shown in FIG. 12 in the order of A1, B1, B0, A0, and B2, and index the available candidates sequentially to form a merge candidate list.
코딩 장치는 상기 현재 블록의 시간적 주변 블록을 탐색하여 도출된 시간적 머지 후보를 상기 머지 후보 리스트에 삽입한다(S1302). 상기 시간적 주변 블록은 상기 현재 블록이 위치하는 현재 픽처와 다른 픽처인 참조 픽처 상에 위치할 수 있다. 상기 시간적 주변 블록이 위치하는 참조 픽처는 collocated 픽처 또는 col 픽처라고 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록은 상기 col 픽처 상에서의 상기 현재 블록에 대한 동일 위치 블록(co-located block)의 우하측 코너 주변 블록 및 우하측 센터 블록의 순서로 탐색될 수 있다. The coding apparatus inserts the temporal merge candidate derived by searching the temporal neighboring block of the current block into the merge candidate list (S1302). The temporal neighboring block may be located on a reference picture that is a picture different from the current picture in which the current block is located. The reference picture in which the temporal neighboring block is located may be called a collocated picture or a col picture. The temporal neighboring block may be searched in the order of the lower right corner peripheral block and the lower right center block of the co-located block with respect to the current block on the col picture.
한편, motion data compression이 적용되는 경우, 상기 col 픽처에 일정 저장 단위마다 특정 움직임 정보를 대표 움직임 정보로 저장할 수 있다. 이 경우 상기 일정 저장 단위 내의 모든 블록에 대한 움직임 정보를 저장할 필요가 없으며 이를 통하여 motion data compression 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 일정 저장 단위는 예를 들어 16x16 샘플 단위, 또는 8x8 샘플 단위 등으로 미리 정해질 수도 있고, 또는 인코더에서 디코더로 상기 일정 저장 단위에 대한 사이즈 정보가 시그널링될 수도 있다. 상기 motion data compression이 적용되는 경우 상기 시간적 주변 블록의 움직임 정보는 상기 시간적 주변 블록이 위치하는 상기 일정 저장 단위의 대표 움직임 정보로 대체될 수 있다. On the other hand, when motion data compression is applied, specific motion information may be stored as representative motion information for each predetermined storage unit in the col picture. In this case, it is not necessary to store the motion information for all the blocks in the predetermined storage unit, thereby obtaining a motion data compression effect. In this case, the constant storage unit may be predetermined, for example, 16x16 sample units, 8x8 sample units, or the like, or size information about the constant storage unit may be signaled from the encoder to the decoder. When the motion data compression is applied, motion information of the temporal neighboring block may be replaced with representative motion information of the predetermined storage unit in which the temporal neighboring block is located.
즉, 이 경우 구현 측면에서 보면, 상기 시간적 주변 블록의 좌표에 위치하는 예측 블록이 아닌, 상기 시간적 주변 블록의 좌표(좌상단 샘플 포지션)를 기반으로 일정 값만큼 산술적 오른쪽 쉬프트 후 산술적 왼쪽 쉬프트 한 위치를 커버하는 예측 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 시간적 머지 후보가 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 2nx2n 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>n)<<n), (yTnb>>n)<<n))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다. That is, in this case, in terms of implementation, a position that is arithmetically shifted after arithmetic right shift by a predetermined value based on the coordinates (upper left sample position) of the temporal neighboring block, rather than the prediction block located at the coordinates of the temporal neighboring block The temporal merge candidate may be derived based on the motion information of the covering prediction block. For example, when the constant storage unit is 2nx2n sample units, assuming that the coordinates of the temporal neighboring block are (xTnb, yTnb), the modified positions are ((xTnb >> n) << n) and (yTnb >> The motion information of the prediction block located at n) << n)) may be used for the temporal merge candidate.
구체적으로, 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 16x16 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>4)<<4), (yTnb>>4)<<4))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다. 또는 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 8x8 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>3)<<3), (yTnb>>3)<<3))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다.Specifically, for example, when the constant storage unit is a 16x16 sample unit, when the coordinates of the temporal neighboring block are (xTnb, yTnb), the modified position is ((xTnb >> 4) << 4), ( The motion information of the prediction block located at yTnb >> 4) << 4)) may be used for the temporal merge candidate. Or, for example, when the constant storage unit is an 8x8 sample unit, if the coordinates of the temporal neighboring block are (xTnb, yTnb), the modified position is ((xTnb >> 3) << 3), (yTnb> The motion information of the prediction block located at > 3) < 3) can be used for the temporal merge candidate.
코딩 장치는 현재 머지 후보들의 개수가 최대 머지 후보들의 개수보다 작은지 여부를 확인할 수 있다(S1303). 상기 최대 머지 후보들의 개수는 미리 정의되거나 인코더에서 디코더로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 인코더는 상기 최대 머지 후보들의 개수에 관한 정보를 생성하고, 인코딩하여 비트스트림 형태로 상기 디코더로 전달할 수 있다. 상기 최대 머지 후보들의 개수가 다 채워지면 이후의 후보 추가 과정은 진행하지 않을 수 있다. The coding apparatus may check whether the number of current merge candidates is smaller than the number of maximum merge candidates (S1303). The maximum number of merge candidates may be predefined or signaled at the encoder to the decoder. For example, the encoder may generate information about the maximum number of merge candidates, encode the information, and transmit the encoded information to the decoder in the form of a bitstream. If the maximum number of merge candidates is filled up, the subsequent candidate addition process may not proceed.
상기 확인 결과 상기 현재 머지 후보들의 개수가 상기 최대 머지 후보들의 개수보다 작은 경우, 코딩 장치는 추가 머지 후보를 상기 머지 후보 리스트에 삽입한다(S1304). 상기 추가 머지 후보는 예를 들어 ATMVP, combined bi-predictive 머지 후보 (현재 슬라이스의 슬라이스 타입이 B 타입인 경우) 및/또는 영벡터 머지 후보를 포함할 수 있다. As a result of the checking, when the number of the current merge candidates is smaller than the maximum merge candidates, the coding apparatus inserts an additional merge candidate into the merge candidate list (S1304). The additional merge candidate may include, for example, ATMVP, combined bi-predictive merge candidate (when the slice type of the current slice is B type) and / or zero vector merge candidate.
상기 확인 결과 상기 현재 머지 후보들의 개수가 상기 최대 머지 후보들의 개수보다 작지 않은 경우, 코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트의 구성을 종료할 수 있다. 이 경우 인코더는 RD(rate-distortion) cost 기반으로 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보들 중 최적의 머지 후보를 선택할 수 있으며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 선택 정보(ex. merge index)를 디코더로 시그널링할 수 있다. 디코더는 상기 머지 후보 리스트 및 상기 선택 정보를 기반으로 상기 최적의 머지 후보를 선택할 수 있다. As a result of the checking, when the number of the current merge candidates is not smaller than the number of the maximum merge candidates, the coding apparatus may terminate the construction of the merge candidate list. In this case, the encoder may select an optimal merge candidate among merge candidates constituting the merge candidate list based on a rate-distortion (RD) cost, and signal selection information (ex. Merge index) indicating the selected merge candidate to the decoder. can do. The decoder may select the optimal merge candidate based on the merge candidate list and the selection information.
상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 사용될 수 있으며, 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있음을 상술한 바와 같다. 인코더는 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있으며, 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 디코더로 시그널링할 수 있다. 디코더는 상기 제지듀얼 정보를 기반으로 도출된 레지듀얼 샘플들 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.As described above, the motion information of the selected merge candidate may be used as the motion information of the current block, and the prediction samples of the current block may be derived based on the motion information of the current block. An encoder may derive residual samples of the current block based on the prediction samples, and may signal residual information about the residual samples to a decoder. The decoder may generate reconstructed samples based on the residual samples derived from the residual information and the prediction samples, and generate a reconstructed picture based on the same.
스킵 모드(skip mode)가 적용되는 경우, 앞에서 머지 모드가 적용되는 경우와 동일한 방법으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 다만, 스킵 모드가 적용되는 경우 해당 블록에 대한 레지듀얼 신호가 생략되며 따라서 예측 샘플들이 바로 복원 샘플들로 이용될 수 있다.When the skip mode is applied, the motion information of the current block may be derived in the same manner as when the merge mode is applied. However, when the skip mode is applied, the residual signal for the corresponding block is omitted, and thus prediction samples may be used as reconstructed samples.
MVP 모드MVP mode
도 14는 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.14 is a flowchart illustrating a merge candidate list construction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
MVP(Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록(예를 들어, 앞서 도 12에서 설명한 주변 블록일 수 있다)의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록(또는 Col 블록)에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, mvp) 후보 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 예측자 후보로 사용될 수 있다. When the Motion Vector Prediction (MVP) mode is applied, the motion vector and / or the temporal neighboring block (or Col block) of the restored spatial neighboring block (for example, may be the neighboring block described above with reference to FIG. 12). Using the motion vector, a motion vector predictor candidate list may be generated. That is, the motion vector of the reconstructed spatial neighboring block and / or the motion vector corresponding to the temporal neighboring block may be used as a motion vector predictor candidate.
상기 예측에 관한 정보는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 예측자 후보를 지시하는 선택 정보(ex. MVP 플래그 또는 MVP 인덱스)를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부는 상기 선택 정보를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보들 중에서, 현재 블록의 움직임 벡터 예측자를 선택할 수 있다. 인코딩 장치의 예측부는 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 움직임 벡터 예측자를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이 때, 디코딩 장치의 예측부는 상기 예측에 관한 정보에 포함된 움직임 벡터 차분을 획득하고, 상기 움직임 벡터 차분과 상기 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 상기 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 디코딩 장치의 예측부는 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트는 도 14에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.The information about the prediction may include selection information (eg, MVP flag or MVP index) indicating an optimal motion vector predictor candidate selected from the motion vector predictor candidates included in the list. At this time, the prediction unit may select the motion vector predictor of the current block from among the motion vector predictor candidates included in the motion vector candidate list using the selection information. The prediction unit of the encoding apparatus may obtain a motion vector difference (MVD) between the motion vector of the current block and the motion vector predictor, and may encode the output vector in a bitstream form. That is, MVD may be obtained by subtracting the motion vector predictor from the motion vector of the current block. In this case, the prediction unit of the decoding apparatus may obtain a motion vector difference included in the information about the prediction, and derive the motion vector of the current block by adding the motion vector difference and the motion vector predictor. The prediction unit of the decoding apparatus may obtain or derive a reference picture index or the like indicating the reference picture from the information about the prediction. For example, the motion vector predictor candidate list may be configured as shown in FIG. 14.
DMVR (Decoder side Motion Vector Refinement)DMVR (Decoder side Motion Vector Refinement)
DMVR은 디코더 측에서 주변 블록의 움직임 정보를 refinement하여 움직임 예측을 수행하는 방법이다. DMVR이 적용되는 경우, 디코더는 머지(merge)/스킵(skip) 모드에서 주변 블록의 움직임 정보을 이용하여 생성된 template(또는 예측 블록, 예측 샘플 배열)을 기반으로 cost 비교를 통해 refinement된 움직임 정보를 유도할 수 있다. The DMVR is a method of performing motion prediction by refinementing motion information of neighboring blocks at the decoder side. When DMVR is applied, the decoder may refine the motion information refined through cost comparison based on a template (or prediction block or prediction sample array) generated by using motion information of neighboring blocks in merge / skip mode. Can be induced.
주변 블록의 움직임 벡터를 그대로 사용하는 머지/스킵 모드가 적용되는 경우, 각 방향에 대한 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 표현함에 따라 오차가 발생할 수 있다. 인코더/디코더는 이와 같은 오차를 보정하기 위하여 DMVR 프로세스를 적용하여 움직임 벡터를 개선할 수 있다. 다시 말해, 초기 움직임 보상 예측(즉, 머지/스킵 모드를 통한 움직임 보상 예측)의 정확도를 향상시키기 위하여 DMVR 프로세스를 호출할 수 있다.When the merge / skip mode using the motion vector of the neighboring block is applied as it is, an error may occur as the motion vector of the current block is represented by using the motion vector for each direction. The encoder / decoder may apply a DMVR process to improve the motion vector to correct this error. In other words, the DMVR process can be invoked to improve the accuracy of the initial motion compensation prediction (ie, motion compensation prediction through merge / skip mode).
본 발명의 일 실시예에서는 DMVR을 적용함에 있어서, 인터 예측 방향(또는 참조 방향)을 기반으로 적응적인 예측 템플릿을 생성하는 방법을 제안한다. An embodiment of the present invention proposes a method of generating an adaptive prediction template based on an inter prediction direction (or a reference direction) in applying a DMVR.
또한, 본 발명의 일실시예에서는 DMVR을 적용함에 있어서, 비용 함수를 기반으로 적응적인 예측 템플릿을 생성하는 방법을 제안한다. In addition, an embodiment of the present invention proposes a method of generating an adaptive prediction template based on a cost function in applying a DMVR.
또한, 본 발명의 일실시예는 DMVR을 적용함에 있어서, 비용 함수를 기반으로 적응적인 가중 평균을 적용하여 인터 예측 샘플을 생성하는 방법에 대하여 제안한다.In addition, an embodiment of the present invention proposes a method of generating an inter prediction sample by applying an adaptive weighted average based on a cost function in applying a DMVR.
본 발명의 실시예에 따르면, 부가적인 시그널링 정보 없이 움직임 예측의 정밀도를 높이고 압축 성능을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to increase the precision of motion prediction and improve the compression performance without additional signaling information.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, DMVR의 템플릿 생성 및 가중 평균 방법을 개선함으로써, DMVR 예측 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the DMVR prediction performance can be improved by improving the template generation and weighted average method of the DMVR.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 움직임 벡터 개선(refinement) 방법을 예시하는 도면이다.15 is a diagram illustrating a motion vector refinement method according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 현재 블록(C)에 양방향 예측이 적용되는 경우, 인코더/디코더는 각 방향의 움직임 정보(MV0, MV1)를 이용하여 초기 예측 블록(P’)(본 발명에서 상기 초기 예측 블록은 템플릿, 예측 템플릿, 임시 예측 블록 등으로 지칭될 수 있음)을 생성할 수 있고, 초기 예측 블록(P’)을 기준으로 각각의 참조 픽쳐에서 비용 함수 관점에서 최소의 오차를 가지는 블록(P0’, P1’)을 탐색함으로써 상기 각 방향의 움직임 정보(MV0, MV1)를 업데이트(또는 개선(refinement)) (MV0’, MV1’)할 수 있다.Referring to FIG. 15, in the embodiment of the present invention, when bidirectional prediction is applied to the current block C, the encoder / decoder uses the initial prediction block P ′ using motion information MV0 and MV1 in each direction. (In the present invention, the initial prediction block may be referred to as a template, a prediction template, a temporary prediction block, etc.), and in terms of cost function in each reference picture based on the initial prediction block P '. By searching for blocks P0 'and P1' having a minimum error, the motion information MV0 and MV1 in each direction may be updated (or refined) (MV0 'and MV1').
구체적으로, 인코더/디코더는 참조 픽쳐 리스트 0(L0)의 움직임 벡터(MV0)를 이용하여 L0 방향의 예측 블록(P0)을 생성하고, 참조 픽쳐 리스트 1(L1)의 움직임 벡터(MV1)를 이용하여 L1 방향의 예측 블록(P1)을 생성할 수 있다. 그리고, 인코더/디코더는 생성된 두 예측 블록(P0, P1)의 평균 값을 이용하여 초기 예측 블록(P’)을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 초기 예측 블록(P’)은 다음의 수학식 1을 이용하여 생성될 수 있다.In detail, the encoder / decoder generates the prediction block P0 in the L0 direction using the motion vector MV0 of the reference picture list 0 (L0) and uses the motion vector MV1 of the reference picture list 1 (L1). By doing so, the prediction block P1 in the L1 direction may be generated. The encoder / decoder may generate an initial prediction block P ′ using average values of the generated two prediction blocks P0 and P1. In one embodiment, the initial prediction block P ′ may be generated using Equation 1 below.
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여기서, O는 오프셋 값을 나타내며, 일 예로 상기 O는 1의 값으로 설정될 수 있다.Here, O represents an offset value, and as an example, O may be set to a value of 1.
즉, DMVR 기술이 적용되는 경우, 인코더/디코더는 초기 예측 블록(P’)을 기준 블록 또는 예측 템플릿으로 하여, 참조 픽쳐 리스트(또는 참조 리스트) L0 방향에서 MV0을 중심으로 비용 함수 관점에서 최소의 오차를 가지는 블록을 탐색함으로써 움직임 벡터를 업데이트(MV0’)할 수 있고, 참조 픽쳐 리스트 L1 방향에서 MV1을 중심으로 비용 함수 관점에서 최소의 오차를 가지는 블록을 탐색함으로써 움직임 벡터를 업데이트(MV1’)할 수 있다. That is, when DMVR technology is applied, the encoder / decoder uses the initial prediction block P 'as a reference block or prediction template, and the minimum in terms of the cost function in terms of MV0 in the reference picture list (or reference list) L0 direction. The motion vector can be updated (MV0 ') by searching for blocks with errors, and the motion vector is updated (MV1') by searching for blocks with the smallest error in terms of cost functions around MV1 in the reference picture list L1 direction. can do.
일 실시예로서, 절대 차분의 합(SAD: sum of absolute difference), 차분 제곱의 합(SSD: sum of square difference), 절대 차분의 평균 합(MRSAD: Mean Sum of Absolute Difference) 등이 상기 비용 함수(또는 비용 측정)로 사용될 수 있다. In one embodiment, the sum of absolute difference (SAD), sum of square difference (SSD), mean sum of absolute difference (MRSAD), etc. may be the cost function. (Or cost).
그리고, 인코더/디코더는 업데이트된 움직임 벡터 MV0’및 MV1’를 이용하여 예측 블록 P0’및 P1’을 각각 생성하고, 두 블록을 합(예컨대, 평균 또는 가중합)하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 다음의 수학식 2가 이용될 수 있다. The encoder / decoder may generate prediction blocks P0 'and P1' using the updated motion vectors MV0 'and MV1', respectively, and sum (eg, average or weight) the two blocks to generate a final prediction block. have. In this case, Equation 2 below may be used.
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여기서, O는 오프셋 값을 나타내며, 일 예로 상기 O는 1의 값으로 설정될 수 있다.Here, O represents an offset value, and as an example, O may be set to a value of 1.
인코더/디코더는 최종적으로 생성된 최종 예측 블록과 잔차 신호(residual signal)을 가산함으로써 복원 신호(reconstructed signal)를 생성할 수 있다.The encoder / decoder may generate a reconstructed signal by adding the last generated final predictive block and the residual signal.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 초기 예측 블록을 생성한 후, 템플릿 매칭(template matching)을 통해 정수 화소 단위로 탐색하여 초기 움직임 벡터를 개선(refinement)할 수 있다. 상기 템플릿 매칭에는 전술한 비용 함수가 이용될 수 있다. 예컨대 전술한 비용 함수를 이용하여 계산된 비용(또는 차분의 합) 값이 최소가 되도록 상기 초기 움직임 벡터가 개선될 수 있다.In an embodiment, the encoder / decoder may generate an initial prediction block and then refine the initial motion vector by searching by integer pixel units through template matching. The above-described cost function may be used for the template matching. For example, the initial motion vector may be improved such that the cost (or sum of differences) value calculated using the cost function described above is minimized.
또한, 예를 들어, 탐색 단계에서 인코더/디코더는 양방향 선형 보간 필터링(bilinear interpolation filtering)을 사용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. 만약, 초기 움직임 벡터가 변경된 경우, 인코더/디코더는 템플릿 매칭을 통해 부화소 단위로 탐색하여 변경된 움직임 벡터를 개선할 수 있다. 이 경우, 인코더/디코더는 양방향 선형 보간 필터링을 사용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. Also, for example, in the search phase, the encoder / decoder may perform motion compensation using bilinear interpolation filtering. If the initial motion vector is changed, the encoder / decoder may improve the changed motion vector by searching in subpixel units through template matching. In this case, the encoder / decoder may perform motion compensation using bidirectional linear interpolation filtering.
이후, 인코더/디코더는 최종 움직임 벡터(또는, 최종 갱신된 움직임 벡터, 최종 변경된 움직임 벡터)를 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. 일 예로서, DMVR 프로세스가 완료된 후, 인코더/디코더는 정규 보간 필터(regular interpolation filter)를 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 만약, 초기 움직임 벡터가 변경되지 않은 경우, 인코더/디코더는 초기 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. 일 예로서, DMVR 프로세스가 완료된 후, 인코더/디코더는 정규 보간 필터 이용하여 최종적인 움직임 보상을 수행할 수 있다.Thereafter, the encoder / decoder may perform motion compensation using the final motion vector (or the last updated motion vector, the last changed motion vector). As an example, after the DMVR process is completed, the encoder / decoder may generate a final prediction block by performing motion compensation using a regular interpolation filter. If the initial motion vector is not changed, the encoder / decoder may perform motion compensation using the initial motion vector. As an example, after the DMVR process is completed, the encoder / decoder may perform final motion compensation using a regular interpolation filter.
상술한 실시예에 따르면, 디코더는 초기 예측 블록을 기준 블록으로 하여 양방향에서 움직임 보상을 다시 수행함으로써 움직임 벡터를 개선할 수 있다. 이하에서는, 인터 예측 방향(또는 참조 리스트 방향) 기반으로 가중치가 적용된 초기 예측 블록을 이용하여 DMVR을 적용하는 방법을 설명한다. According to the above-described embodiment, the decoder may improve the motion vector by performing motion compensation in both directions again using the initial prediction block as the reference block. Hereinafter, a method of applying DMVR using an initial prediction block that is weighted based on the inter prediction direction (or reference list direction) will be described.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 움직임 벡터 개선(refinement) 방법을 예시하는 도면이다.16 is a diagram illustrating a motion vector refinement method according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 16에서는 가중치 기반 예측 템플릿을 생성하는 과정의 일 예를 나타낸다. 다시 말해, 본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 예측 방향(또는 참조 방향)에 따라 적응적으로 예측 템플릿, 즉, 초기 예측 블록을 생성(또는 결정)할 수 있다.16 shows an example of a process of generating a weight-based prediction template. In other words, in an embodiment of the present invention, the encoder / decoder may adaptively generate (or determine) a prediction template, that is, an initial prediction block, according to the prediction direction (or reference direction).
실시예로서, 참조 리스트 L0 방향에 대해서 초기 움직임 벡터 MV0을 중심으로 주어진(또는 기 설정된) 비용 함수 관점에서 최소의 오차를 가지는 블록을 탐색하는 경우, 인코더/디코더는 초기 움직임 벡터 MV0에 의해 특정되는(또는 식별되는) 예측 블록 P0에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 참조 리스트 L0 방향을 위한 초기 예측 블록을 생성할 수 있다. 예를 들어, 참조 리스트 L0 방향을 위한 초기 예측 블록 P0’를 생성하기 위하여 인코더/디코더는 다음의 수학식 3을 이용할 수 있다. By way of example, when searching for a block with a minimum error in terms of a given (or preset) cost function about the initial motion vector MV0 with respect to the reference list L0 direction, the encoder / decoder is specified by the initial motion vector MV0. An initial prediction block for the reference list L0 direction may be generated through a weighted sum with higher weights applied to the prediction block P0 (or identified). For example, the encoder / decoder may use the following Equation 3 to generate the initial prediction block P0 'for the reference list L0 direction.
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수학식 3을 참조하면, 인코더/디코더는 참조 리스트 L0 방향의 초기 움직임 벡터를 개선하기 위하여, 예측 블록 P0, P1을 가중합할 수 있다. 여기서, O는 오프셋 값으로, 일 예로서, O는 (a+b)/2 의 값으로 설정될 수 있다.Referring to Equation 3, the encoder / decoder may weight the prediction blocks P0 and P1 to improve an initial motion vector in the reference list L0 direction. Here, O is an offset value, for example, O may be set to a value of (a + b) / 2.
마찬가지로, 참조 리스트 L1 방향에 대해서 방향에 대해서 초기 움직임 벡터 MV1을 중심으로 주어진 비용 함수 관점에서 최소의 오차를 가지는 블록을 탐색하는 경우, 인코더/디코더는 초기 움직임 벡터 MV1를 이용한 움직임 예측 블록 P1에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 참조 리스트 L1 방향을 위한 초기 예측 블록을 생성할 수 있다. 예를 들어, 참조 리스트 L1 방향을 위한 초기 예측 블록 P0’를 생성하기 위하여 인코더/디코더는 다음의 수학식 4를 이용할 수 있다. Similarly, when searching for a block with the minimum error in terms of a given cost function about the initial motion vector MV1 with respect to the direction for the reference list L1 direction, the encoder / decoder is further added to the motion prediction block P1 using the initial motion vector MV1. An initial prediction block for the reference list L1 direction may be generated through a weighted weighted sum. For example, the encoder / decoder may use the following Equation 4 to generate the initial prediction block P0 'for the reference list L1 direction.
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수학식 4를 참조하면, 인코더/디코더는 참조 리스트 L1 방향의 초기 움직임 벡터를 개선하기 위하여, 예측 블록 P0, P1을 가중합할 수 있다. 여기서, O는 오프셋 값으로, 일 예로서, O는 (a+b)/2 의 값으로 설정될 수 있다.Referring to Equation 4, the encoder / decoder may weight the prediction blocks P0 and P1 to improve an initial motion vector in the reference list L1 direction. Here, O is an offset value, for example, O may be set to a value of (a + b) / 2.
일 실시예에서, 상술한 수학식 3 및 4에서, a, b의 값은 (3, 1), (7, 1), (1, 3), (1, 7) 등의 형태를 가질 수 있다. 또한, (a + b) 의 값은 인코더 및 디코더 구현 편의성을 위해서, 나눗셈 대신 시프트 연산이 사용될 수 있다. 예컨대, (a + b) 의 값은 2 << k의 형태를 가질 수 있다. In an embodiment, in the above Equations 3 and 4, the values of a and b may have the form of (3, 1), (7, 1), (1, 3), (1, 7), or the like. . Also, a value of (a + b) may be used for shift operation instead of division for the convenience of encoder and decoder implementation. For example, the value of (a + b) may have the form 2 << k.
또한, 일 실시예에서, 상기 움직임 벡터 개선 과정은 초기 MV 값을 기준으로 정해진 특정 영역(본 발명에서 상기 특정 영역은 탐색 영역, 탐색 범위, 제한 영역, 제한 범위 등으로 지칭될 수 있음) 내에서만 수행될 수 있다. 또는, 코스트 값이 특정 임계값 보다 큰 경우에만 수행될 수도 있다. In addition, in one embodiment, the motion vector improvement process may be performed only within a specific region determined based on an initial MV value (in the present invention, the specific region may be referred to as a search region, a search range, a limited region, a limited range, etc.). Can be performed. Or, it may be performed only when the cost value is larger than a specific threshold.
또한, 일 실시예에서, 상술한 각 방향에 대한 예측 템플릿에 대한 가중치 값은 인코더 및 디코더에서 동일하게 결정(또는 설정)될 수 있다. 또는, 상기 각 방향에 대한 예측 템플릿에 대한 가중치 값은 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽쳐 파라미터 세트(picture parameter set), 슬라이스 헤더(slice header)(또는 타일 그룹 헤더), 슬라이스 데이터 단위 등을 통해 시그널링될 수 있다. Further, in one embodiment, the weight values for the prediction templates for each direction described above may be determined (or set) equally at the encoder and decoder. Alternatively, the weight value for the prediction template for each direction may include a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header (or a tile group header), a slice data unit, and the like. Signaled via
또한, 일 실시예에서, 가중치 적용 여부를 지시하는 신택스는 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더(또는 타일 그룹 헤더), 슬라이스 데이터 단위에서 전송될 수 있다. 또는, 상기 가중치 값은 참조 리스트 L0와 참조 리스트 L1의 참조 화면간의 거리를 기반으로 가중치 값이 결정될 수도 있다. 또한, 거리 기반 가중치 값을 유도하여 사용하는 경우, 가중치 거리 합은 2 << k의 형태를 가질 수 있다.Also, in one embodiment, the syntax indicating whether to apply the weight may be transmitted in a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header (or a tile group header), and a slice data unit. Alternatively, the weight value may be determined based on the distance between the reference list L0 and the reference picture of the reference list L1. In addition, when the distance-based weight value is derived and used, the weighted distance sum may have a form of 2 << k.
본 발명의 다른 일 실시예에서는, 비용 함수 기반으로 예측 템플릿을 생성 방법에 대하여 제안한다. 즉, 인코더/디코더는 각 참조 방향(또는 예측 방향)의 움직임 벡터에 의해 특정되는 예측 블록의 비용(또는 차분) 값에 기초하여 예측 템플릿 생성을 위한 가중치 값을 유도할 수 있다.In another embodiment of the present invention, a method for generating a prediction template based on a cost function is proposed. That is, the encoder / decoder may derive a weight value for generating the prediction template based on the cost (or difference) value of the prediction block specified by the motion vector of each reference direction (or prediction direction).
구체적으로, 인코더/디코더는 초기 움직임 벡터 MV0를 이용한 움직임 예측 블록 P0의 비용 함수 값과 초기 움직임 벡터 MV1를 이용한 움직임 예측 블록 P1의 비용 함수 값을 비교하여 예측 템플릿 생성을 위한 가중치 값을 유도할 수 있다. 예를 들어, P0에 대한 비용 함수의 값이 아래의 수학식 5와 같이 P1에 대한 비용 함수의 값보다 작을 때, P0의 예측 에러가 상대적으로 작은 것을 의미할 수 있다. 이 경우, 인코더/디코더는 P0의 신뢰도를 높게 평가할 수 있다. 일 실시예에서, 인코더/디코더는 해당 블록에 대하여 아래의 수학식 6을 이용하여 가중치를 적용할 수 있다. Specifically, the encoder / decoder may derive a weight value for generating a prediction template by comparing the cost function value of the motion prediction block P0 using the initial motion vector MV0 with the cost function value of the motion prediction block P1 using the initial motion vector MV1. have. For example, when the value of the cost function for P0 is smaller than the value of the cost function for P1 as shown in Equation 5 below, it may mean that the prediction error of P0 is relatively small. In this case, the encoder / decoder can evaluate the reliability of P0 high. In an embodiment, the encoder / decoder may apply weights to the block using Equation 6 below.
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수학식 5에서, O는 오프셋 값을 나타내며, (a+b)/2 의 값으로 설정될 수 있다. 또한, 일 예로, a, b의 값은 (3, 1), (7, 1) 등의 형태를 가질 수 있다. 즉, P0에 대한 비용 함수의 값이 상대적으로 더 작기 때문에, 가중치 a 값이 b 값 보다 큰 값으로 설정될 수 있다. In Equation 5, O represents an offset value and may be set to a value of (a + b) / 2. Also, as an example, the values of a and b may have the form of (3, 1), (7, 1), and the like. That is, since the value of the cost function for P0 is relatively smaller, the weight a value can be set to a value greater than the b value.
또한, 일 실시예에서, P0에 대한 비용 함수의 값이 상술한 수학식 5와 같이 P1에 대한 비용 함수의 값보다 작을 때, P0에 대한 블록의 에러가 작기 때문에 상술한 실시예와 다르게 P1 블록의 움직임 예측 시 더 많은 반영이 필요할 수도 있다. 따라서, 인코더/디코더는 P1 블록에 대한 가중치 값을 P1 블록 대비 상대적으로 크게 설정할 수 있다. 예를 들어, a, b의 값은 (1, 3), (1, 7) 등의 형태를 가질 수 있다. 즉, 가중치 b 값이 a 값 보다 큰 값으로 설정될 수 있다. Also, in one embodiment, when the value of the cost function for P0 is smaller than the value of the cost function for P1 as shown in Equation 5, the P1 block is different from the above-described embodiment because the error of the block for P0 is small. More reflection may be required when predicting the motion of a camera. Therefore, the encoder / decoder may set the weight value for the P1 block relatively larger than the P1 block. For example, the values of a and b may have the form of (1, 3), (1, 7), or the like. That is, the weight b value may be set to a value larger than the a value.
또한, (a + b) 의 값은 인코더 및 디코더 구현 편의성을 위해서, 나눗셈 대신 시프트 연산이 사용될 수 있다. 예컨대, (a + b) 의 값은 2 << k의 형태를 가질 수 있다. Also, a value of (a + b) may be used for shift operation instead of division for the convenience of encoder and decoder implementation. For example, the value of (a + b) may have the form 2 << k.
또한, 일 실시예에서, 상기 움직임 벡터 개선 과정은 초기 MV 값을 기준으로 정해진 특정 영역(본 발명에서 상기 특정 영역은 탐색 영역, 탐색 범위, 제한 영역, 제한 범위 등으로 지칭될 수 있음) 내에서만 수행될 수 있다. 또는, 코스트 값이 특정 임계값 보다 큰 경우에만 수행될 수도 있다. In addition, in one embodiment, the motion vector improvement process may be performed only within a specific region determined based on an initial MV value (in the present invention, the specific region may be referred to as a search region, a search range, a limited region, a limited range, etc.). Can be performed. Or, it may be performed only when the cost value is larger than a specific threshold.
또한, 일 실시예에서, 상술한 각 방향에 대한 예측 템플릿에 대한 가중치 값은 인코더 및 디코더에서 동일하게 결정(또는 설정)될 수 있다. 또는, 상기 각 방향에 대한 예측 템플릿에 대한 가중치 값은 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽쳐 파라미터 세트(picture parameter set), 슬라이스 헤더(slice header)(또는 타일 그룹 헤더), 슬라이스 데이터 단위 등을 통해 시그널링될 수 있다. Further, in one embodiment, the weight values for the prediction templates for each direction described above may be determined (or set) equally at the encoder and decoder. Alternatively, the weight value for the prediction template for each direction may include a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header (or a tile group header), a slice data unit, and the like. Signaled via
또한, 일 실시예에서, 가중치 적용 여부를 지시하는 신택스는 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더(또는 타일 그룹 헤더), 슬라이스 데이터 단위에서 전송될 수 있다. 또는, 상기 가중치 값은 참조 리스트 L0와 참조 리스트 L1의 참조 화면간의 거리를 기반으로 가중치 값이 결정될 수도 있다.Also, in one embodiment, the syntax indicating whether to apply the weight may be transmitted in a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header (or a tile group header), and a slice data unit. Alternatively, the weight value may be determined based on the distance between the reference list L0 and the reference picture of the reference list L1.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 초기 예측 블록을 생성한 후, 템플릿 매칭(template matching)을 통해 정수 화소 단위로 탐색하여 초기 움직임 벡터를 개선(refinement)할 수 있다. 상기 템플릿 매칭에는 전술한 비용 함수가 이용될 수 있다. 예컨대 전술한 비용 함수를 이용하여 계산된 비용(또는 차분의 합) 값이 최소가 되도록 상기 초기 움직임 벡터가 개선될 수 있다.In an embodiment, the encoder / decoder may generate an initial prediction block and then refine the initial motion vector by searching by integer pixel units through template matching. The above-described cost function may be used for the template matching. For example, the initial motion vector may be improved such that the cost (or sum of differences) value calculated using the cost function described above is minimized.
또한, 예를 들어, 탐색 단계에서 인코더/디코더는 양방향 선형 보간 필터링(bilinear interpolation filtering)을 사용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. 만약, 초기 움직임 벡터가 변경된 경우, 인코더/디코더는 템플릿 매칭을 통해 부화소 단위로 탐색하여 변경된 움직임 벡터를 개선할 수 있다. 이 경우, 인코더/디코더는 양방향 선형 보간 필터링을 사용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. Also, for example, in the search phase, the encoder / decoder may perform motion compensation using bilinear interpolation filtering. If the initial motion vector is changed, the encoder / decoder may improve the changed motion vector by searching in subpixel units through template matching. In this case, the encoder / decoder may perform motion compensation using bidirectional linear interpolation filtering.
이후, 인코더/디코더는 최종 움직임 벡터(또는, 최종 갱신된 움직임 벡터, 최종 변경된 움직임 벡터)를 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. 일 예로서, DMVR 프로세스가 완료된 후, 인코더/디코더는 정규 보간 필터(regular interpolation filter)를 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 만약, 초기 움직임 벡터가 변경되지 않은 경우, 인코더/디코더는 초기 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. 일 예로서, DMVR 프로세스가 완료된 후, 인코더/디코더는 정규 보간 필터 이용하여 최종적인 움직임 보상을 수행할 수 있다.Thereafter, the encoder / decoder may perform motion compensation using the final motion vector (or the last updated motion vector, the last changed motion vector). As an example, after the DMVR process is completed, the encoder / decoder may generate a final prediction block by performing motion compensation using a regular interpolation filter. If the initial motion vector is not changed, the encoder / decoder may perform motion compensation using the initial motion vector. As an example, after the DMVR process is completed, the encoder / decoder may perform final motion compensation using a regular interpolation filter.
전술한 바와 같이, DMVR 기술은 예측 템플릿을 기반으로 양방향에 대한 움직임 벡터를 개선(또는 업데이트)하고, 개선된 움직임 벡터 MV0’와 움직임 벡터 MV1’을 이용하여 움직임 예측 블록 P0’와 P1’을 각각 생성한 이후, 두 블록의 평균 값으로 최종 예측 블록 P”을 생성할 수 있다. 이하에서는, 상기 DMVR 기술을 적용함에 있어서, 비용 함수를 기반으로 적응적으로 가중 평균(또는 가중합)을 수행함으로써 최종 예측 블록을 생성하는 방법을 제안한다.As described above, the DMVR technique improves (or updates) the motion vectors for both directions based on the prediction template, and uses the improved motion vectors MV0 'and motion vectors MV1' to respectively calculate the motion prediction blocks P0 'and P1'. After the generation, the final prediction block P ”may be generated using the average value of the two blocks. Hereinafter, in applying the DMVR technique, a method of generating a final prediction block by adaptively performing a weighted average (or weighted sum) based on a cost function is proposed.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 비용 함수에 기반한 가중합을 이용하여 예측 블록을 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.17 is a flowchart illustrating a method of generating a predictive block using weighted sum based on a cost function according to an embodiment of the present invention.
도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 비용 함수 기반으로 가중합을 수행함으로써 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 다시 말해, 인코더/디코더는 각 참조 방향(또는 예측 방향)의 움직임 벡터를 개선(refinement)하고, 개선된 움직임 벡터에 이해 특정되는 예측 블록들을 가중합하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 17, in an embodiment of the present invention, the encoder / decoder may generate a final prediction block by performing weighted sum based on a cost function. In other words, the encoder / decoder may refine the motion vector of each reference direction (or prediction direction) and weight the prediction blocks specific to the improved motion vector to generate a final prediction block.
구체적으로, 인코더/디코더는 참조 픽쳐 리스트 0(L0) 방향의 움직임 벡터 MV0(또는 초기 움직임 벡터)를 이용하여 예측 블록 P0를 생성하고, 참조 픽쳐 리스트 1(L1) 방향의 움직임 벡터 MV1(또는 초기 움직임 벡터)를 이용하여 예측 블록 P1을 생성한다(S1701). In detail, the encoder / decoder generates the prediction block P0 using the motion vector MV0 (or the initial motion vector) in the direction of the reference picture list 0 (L0), and the motion vector MV1 (or the initial value in the direction of the reference picture list 1 (L1). A prediction block P1 is generated using the motion vector (S1701).
인코더/디코더는 DMVR 프로세스를 적용함으로써 상기 MV0, MV1을 개선할 수 있다(S1702). 여기서, DMVR 기술은 대칭적인 움직임 벡터 오프셋 값을 기반으로 디코더에서 움직임 벡터를 보정하는 기술을 나타내며, 일 예로, DMVR 기술로서 앞서 도 15 및 도 16에서 설명한 방법이 이용될 수 있다.The encoder / decoder may improve the MV0 and MV1 by applying a DMVR process (S1702). Here, the DMVR technique represents a technique of correcting a motion vector in a decoder based on a symmetrical motion vector offset value. For example, the method described above with reference to FIGS. 15 and 16 may be used as the DMVR technique.
또한, 일 실시예에서, 디코더 연산 복잡도를 고려하여 수신된 움직임 벡터를 중심으로 ±2 정수 화소의 탐색 영역 안에서 움직임 벡터가 개선(또는 업데이트)될 수 있다. 또한, 보다 정밀하게 최적의 움직임 벡터 개선 위치를 탐색(또는 획득)하기 위하여, DCT 기반 보간 필터 또는 양 선형(bi-linear) 보간 필터 등이 이용될 수 있다. 실시예로서, 상기 DCT 기반 보간 필터 또는 양 선형(bi-linear) 보간 필터가 이용되는 경우, 1/2, 1/4, 1/16 위치의 부화소 정밀도를 가질 수 있다. 참조 리스트 0 방향의 예측 블록 P0 와 참조 리스트 1 방향의 예측 블록 P1 사이에서, SAD 또는 MR-SAD 기반으로 차분값이 최소가 되는 위치(또는 개선된 움직임 벡터)가 선택될 수 있다. Further, in one embodiment, the motion vector may be improved (or updated) within a search region of ± 2 integer pixels around the received motion vector in consideration of the decoder computational complexity. In addition, a DCT based interpolation filter, a bi-linear interpolation filter, or the like may be used to more accurately search (or obtain) an optimal motion vector improvement position. As an embodiment, when the DCT based interpolation filter or bi-linear interpolation filter is used, the subpixel precision of 1/2, 1/4, and 1/16 positions may be provided. Between the prediction block P0 in the reference list 0 direction and the prediction block P1 in the reference list 1 direction, a position (or an improved motion vector) at which the difference value is minimum based on SAD or MR-SAD may be selected.
인코더/디코더는 개선된 움직임 벡터(refined MV)를 이용하여 개선된 예측 블록 P0’과 P1’를 생성한다(S1703). The encoder / decoder generates the improved prediction blocks P0 'and P1' using the improved motion vector (refined MV) (S1703).
인코더/디코더는 상기 S1703 단계에서 생성된 예측 블록 P0’과 P1’에 각각 적용되는 가중치 값을 계산(또는 유도)할 수 있다(S1704). 실시예로서, 인코더/디코더는 움직임 벡터 MV0를 이용한 예측 블록 P0의 비용 함수 값과 움직임 벡터 MV1를 이용한 움직임 예측 블록 P1의 비용 함수 값을 비교하여 최종 예측 블록의 계산을 위한 가중치 값을 유도할 수 있다. 예를 들어, P0에 대한 비용 함수의 값이 아래의 수학식 7과 같이 P1에 대한 비용 함수의 값보다 작을 때, P0의 예측 에러가 상대적으로 작은 것을 의미할 수 있다. 이 경우, 인코더/디코더는 P0의 신뢰도를 높게 평가할 수 있다. 인코더/디코더는 해당 블록에 대한 가중치 값을 아래의 수학식 8과 같이 사용할 수 있다. The encoder / decoder may calculate (or derive) a weight value applied to each of the prediction blocks P0 'and P1' generated in step S1703 (S1704). As an embodiment, the encoder / decoder may derive a weight value for calculating the final prediction block by comparing the cost function value of the prediction block P0 using the motion vector MV0 with the cost function value of the motion prediction block P1 using the motion vector MV1. have. For example, when the value of the cost function for P0 is smaller than the value of the cost function for P1 as shown in Equation 7 below, it may mean that the prediction error of P0 is relatively small. In this case, the encoder / decoder can evaluate the reliability of P0 high. The encoder / decoder may use the weight value for the block as shown in Equation 8 below.
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수학식 7에서, O는 오프셋 값을 나타내며, (a+b)/2 의 값으로 설정될 수 있다. 또한, 일 예로, a, b의 값은 (3, 1), (7, 1) 등의 형태를 가질 수 있다.In Equation 7, O represents an offset value and may be set to a value of (a + b) / 2. Also, as an example, the values of a and b may have the form of (3, 1), (7, 1), and the like.
또한, 일 실시예에서, P0에 대한 비용 함수의 값이 상술한 수학식 7과 같이 P1에 대한 비용 함수의 값보다 작을 때, P0에 대한 블록의 에러가 작기 때문에 상술한 실시예와 다르게 P1 블록의 움직임 예측 시 더 많은 반영이 필요할 수도 있다. 따라서, 인코더/디코더는 P1 블록에 대한 가중치 값을 P1 블록 대비 상대적으로 크게 설정할 수 있다. 예를 들어, a, b의 값은 (1, 3), (1, 7) 등의 형태를 가질 수 있다. 즉, 가중치 b 값이 a 값 보다 큰 값으로 설정될 수 있다. In addition, in one embodiment, when the value of the cost function for P0 is smaller than the value of the cost function for P1 as shown in Equation 7, the P1 block is different from the above-described embodiment because the error of the block for P0 is small. More reflection may be required when predicting the motion of a camera. Therefore, the encoder / decoder may set the weight value for the P1 block relatively larger than the P1 block. For example, the values of a and b may have the form of (1, 3), (1, 7), or the like. That is, the weight b value may be set to a value larger than the a value.
또는, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 개선된 움직임 벡터(MV0’, MV1’)에 의해 특정되는 예측 블록 P0’과 P1’의 비용 함수 값을 비교하여 최종 예측 블록을 생성하기 위한 가중치 값을 유도할 수 있다. 예를 들어, P0’에 대한 비용 함수의 값이 아래의 수학식 9와 같이 P1’에 대한 비용 함수의 값보다 작을 때, P0’의 예측 에러가 상대적으로 작은 것을 의미할 수 있다. 이 경우, 인코더/디코더는 P0’의 신뢰도를 높게 평가할 수 있다. 이 경우, a, b의 값은 (3, 1), (7, 1) 등의 형태를 가질 수 있다. 즉, 가중치 a 값이 b 값 보다 큰 값으로 설정될 수 있다. Or, in one embodiment, the encoder / decoder compares the cost function values of the prediction blocks P0 'and P1' specified by the improved motion vectors MV0 ', MV1' to obtain a weight value for generating the final prediction block. Can be induced. For example, when the value of the cost function for P0 'is smaller than the value of the cost function for P1' as shown in Equation 9 below, it may mean that the prediction error of P0 'is relatively small. In this case, the encoder / decoder can evaluate the reliability of P0 'highly. In this case, the values of a and b may have the form of (3, 1), (7, 1), or the like. That is, the weight a value may be set to a value larger than the b value.
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또한, 일 실시예에서, P0’에 대한 비용 함수의 값이 상술한 수학식 9과 같이 P1’에 대한 비용 함수의 값보다 작을 때, P0’에 대한 블록의 에러가 작기 때문에 상술한 실시예와 다르게 P1’ 블록의 움직임 예측 시 더 많은 반영이 필요할 수도 있다. 따라서, 인코더/디코더는 P1’ 블록에 대한 가중치 값을 P1’ 블록 대비 상대적으로 크게 설정할 수 있다. 예를 들어, a, b의 값은 (1, 3), (1, 7) 등의 형태를 가질 수 있다. 즉, 가중치 b 값이 a 값 보다 큰 값으로 설정될 수 있다. 또는, 여기서 a, b의 값은 (3, 1), (7, 1), (1, 3), (1, 7) 등의 형태를 가질 수 있다.In addition, in an embodiment, when the value of the cost function for P0 'is smaller than the value of the cost function for P1' as shown in Equation 9, the error of the block for P0 'is small. Alternatively, more reflection may be required when predicting the motion of the P1 'block. Therefore, the encoder / decoder may set the weight value for the P1 'block relatively larger than the P1' block. For example, the values of a and b may have the form of (1, 3), (1, 7), or the like. That is, the weight b value may be set to a value larger than the a value. Alternatively, the values of a and b may have the form of (3, 1), (7, 1), (1, 3), (1, 7), or the like.
또한, (a + b) 의 값은 인코더 및 디코더 구현 편의성을 위해서, 나눗셈 대신 시프트 연산이 사용될 수 있다. 예컨대, (a + b) 의 값은 2 << k의 형태를 가질 수 있다. Also, a value of (a + b) may be used for shift operation instead of division for the convenience of encoder and decoder implementation. For example, the value of (a + b) may have the form 2 << k.
또한, 일 실시예에서, 상기 움직임 벡터 개선 과정은 초기 MV 값을 기준으로 정해진 특정 영역(본 발명에서 상기 특정 영역은 탐색 영역, 탐색 범위, 제한 영역, 제한 범위 등으로 지칭될 수 있음) 내에서만 수행될 수 있다. 또는, 코스트 값이 특정 임계값 보다 큰 경우에만 수행될 수도 있다. In addition, in one embodiment, the motion vector improvement process may be performed only within a specific region determined based on an initial MV value (in the present invention, the specific region may be referred to as a search region, a search range, a limited region, a limited range, etc.). Can be performed. Or, it may be performed only when the cost value is larger than a specific threshold.
또한, 일 실시예에서, 상술한 각 방향에 대한 예측 템플릿에 대한 가중치 값은 인코더 및 디코더에서 동일하게 결정(또는 설정)될 수 있다. 또는, 상기 각 방향에 대한 예측 템플릿에 대한 가중치 값은 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽쳐 파라미터 세트(picture parameter set), 슬라이스 헤더(slice header)(또는 타일 그룹 헤더), 슬라이스 데이터 단위 등을 통해 시그널링될 수 있다. Further, in one embodiment, the weight values for the prediction templates for each direction described above may be determined (or set) equally at the encoder and decoder. Alternatively, the weight value for the prediction template for each direction may include a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header (or a tile group header), a slice data unit, and the like. Signaled via
또한, 일 실시예에서, 가중치 적용 여부를 지시하는 신택스는 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더(또는 타일 그룹 헤더), 슬라이스 데이터 단위에서 전송될 수 있다. 또는, 상기 가중치 값은 참조 리스트 L0와 참조 리스트 L1의 참조 화면간의 거리를 기반으로 가중치 값이 결정될 수도 있다.Also, in one embodiment, the syntax indicating whether to apply the weight may be transmitted in a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header (or a tile group header), and a slice data unit. Alternatively, the weight value may be determined based on the distance between the reference list L0 and the reference picture of the reference list L1.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 초기 예측 블록을 생성한 후, 템플릿 매칭(template matching)을 통해 정수 화소 단위로 탐색하여 초기 움직임 벡터를 개선(refinement)할 수 있다. 상기 템플릿 매칭에는 전술한 비용 함수가 이용될 수 있다. 예컨대 전술한 비용 함수를 이용하여 계산된 비용(또는 차분의 합) 값이 최소가 되도록 상기 초기 움직임 벡터가 개선될 수 있다.In an embodiment, the encoder / decoder may generate an initial prediction block and then refine the initial motion vector by searching by integer pixel units through template matching. The above-described cost function may be used for the template matching. For example, the initial motion vector may be improved such that the cost (or sum of differences) value calculated using the cost function described above is minimized.
또한, 예를 들어, 탐색 단계에서 인코더/디코더는 양방향 선형 보간 필터링(bilinear interpolation filtering)을 사용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. 만약, 초기 움직임 벡터가 변경된 경우, 인코더/디코더는 템플릿 매칭을 통해 부화소 단위로 탐색하여 변경된 움직임 벡터를 개선할 수 있다. 이 경우, 인코더/디코더는 양방향 선형 보간 필터링을 사용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. Also, for example, in the search phase, the encoder / decoder may perform motion compensation using bilinear interpolation filtering. If the initial motion vector is changed, the encoder / decoder may improve the changed motion vector by searching in subpixel units through template matching. In this case, the encoder / decoder may perform motion compensation using bidirectional linear interpolation filtering.
이후, 인코더/디코더는 최종 움직임 벡터(또는, 최종 갱신된 움직임 벡터, 최종 변경된 움직임 벡터)를 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. 일 예로서, DMVR 프로세스가 완료된 후, 인코더/디코더는 정규 보간 필터(regular interpolation filter)를 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 만약, 초기 움직임 벡터가 변경되지 않은 경우, 인코더/디코더는 초기 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. 일 예로서, DMVR 프로세스가 완료된 후, 인코더/디코더는 정규 보간 필터 이용하여 최종적인 움직임 보상을 수행할 수 있다.Thereafter, the encoder / decoder may perform motion compensation using the final motion vector (or the last updated motion vector, the last changed motion vector). As an example, after the DMVR process is completed, the encoder / decoder may generate a final prediction block by performing motion compensation using a regular interpolation filter. If the initial motion vector is not changed, the encoder / decoder may perform motion compensation using the initial motion vector. As an example, after the DMVR process is completed, the encoder / decoder may perform final motion compensation using a regular interpolation filter.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 각각 독립적으로 구현될 수도 있고, 하나 이상의 실시예가 조합되어 구현될 수도 있다.Embodiments of the present invention described above may be implemented independently, or one or more embodiments may be implemented in combination.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 인터 예측 블록을 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.18 is a flowchart illustrating a method of generating an inter prediction block according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 18을 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 블록 생성 방법은 인코더와 디코더에서 동일하게 수행될 수 있다. Referring to FIG. 18, a decoder is mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto, and the method of generating an inter prediction block according to an embodiment of the present invention may be performed in the same manner in the encoder and the decoder.
디코더는 현재 블록에 양방향 예측이 적용되는 경우, 상기 현재 블록의 제1 초기 움직임 벡터 및 제2 초기 움직임 벡터를 유도한다(S1801). 일 실시예에서, 디코더는 현재 블록에 양방향 예측이 적용되고, 픽쳐의 출력 순서를 나타내는 픽쳐 순서 카운트(POC: picture order count)를 기준으로 두 참조 픽쳐 리스트 사이에 현재 픽쳐가 위치하는 경우, 본 발명의 실시예(도 15 내지 도 18)에 따른 DMVR 프로세스를 적용할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 디코더는 현재 블록에 양방향 예측이 적용되고, POC를 기준으로 두 참조 픽쳐 사이에 현재 픽쳐가 위치하고, 두 참조 픽쳐와 현재 픽쳐간 거리가 서로 동일한 경우, 본 발명의 실시예(도 15 내지 도 18)에 따른 DMVR 프로세스를 적용할 수 있다.When the bidirectional prediction is applied to the current block, the decoder derives a first initial motion vector and a second initial motion vector of the current block (S1801). According to an embodiment, when the bidirectional prediction is applied to the current block and the current picture is located between two reference picture lists based on a picture order count (POC) indicating an output order of the picture, the present invention The DMVR process according to the embodiment of FIGS. 15 to 18 may be applied. Also, in one embodiment, when the decoder applies bidirectional prediction to the current block, the current picture is located between two reference pictures based on the POC, and the distance between the two reference pictures and the current picture is the same, an embodiment of the present invention The DMVR process according to FIG. 15 to FIG. 18 may be applied.
디코더는 참조 리스트 방향에 대하여 대칭되는 움직임 벡터 오프셋 값에 기초하여 제1 초기 움직임 벡터 및 제2 초기 움직임 벡터를 개선함으로써, 제1 최종 움직임 벡터(또는 개선된 움직임 벡터) 및 제2 최종 움직임 벡터(또는 개선된 움직임 벡터)를 유도한다(S1802). 상기 움직임 벡터 오프셋 값은 초기 움직임 벡터에 가산(또는 감산)되는 값을 나타내며, 움직임 벡터 차분값으로 지칭될 수도 있다.The decoder improves the first initial motion vector and the second initial motion vector based on a motion vector offset value that is symmetrical with respect to the reference list direction so that the first final motion vector (or the improved motion vector) and the second final motion vector ( Or an improved motion vector) (S1802). The motion vector offset value represents a value added (or subtracted) to the initial motion vector and may be referred to as a motion vector difference value.
앞서 도 16에서 설명한 바와 같이, 디코더는 제1 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제4 예측 블록 및 상기 제2 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제5 예측 블록을 가중합함으로써, 참조 리스트 0 방향에 대한 제1 예측 템플릿 및 참조 리스트 1 방향에 대한 제2 예측 템플릿을 생성할 수 있다. 그리고, 디코더는 제1 예측 템플릿을 이용하여 제1 초기 움직임 벡터를 개선하고, 제2 예측 템플릿을 이용하여 제2 초기 움직임 벡터를 개선할 수 있다. 이때, 제1 예측 템플릿은, 제5 예측 블록보다 제4 예측 블록에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 생성되고, 제2 예측 템플릿은, 제4 예측 블록 보다 제5 예측 블록에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 생성될 수 있다.As described above with reference to FIG. 16, the decoder weights the fourth prediction block specified by the first initial motion vector and the fifth prediction block specified by the second initial motion vector, thereby removing the first reference motion relative to the reference list 0 direction. The second prediction template for the first prediction template and the reference list 1 direction may be generated. The decoder may improve the first initial motion vector using the first prediction template and may improve the second initial motion vector using the second prediction template. In this case, the first prediction template is generated through a weighted sum to which the fourth prediction block has a higher weight than the fifth prediction block, and the second prediction template has a higher weight to the fifth prediction block than the fourth prediction block. It can be generated through the weighting applied.
또한, 앞서 도 16에서 설명한 바와 같이, 디코더는 제1 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제4 예측 블록 및 상기 제2 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제5 예측 블록을 가중합함으로써, 예측 템플릿을 생성할 수 있다. 그리고, 디코더는 예측 템플릿과의 차분값에 기초하여 각각의 참조 리스트 방향에서 제1 초기 움직임 벡터 및 제2 초기 움직임 벡터를 개선할 수 있다. 이때, 상기 예측 템플릿 생성에 적용되는 가중치는, 상기 제4 예측 블록과 상기 예측 템플릿간 차분값, 상기 제5 예측 블록과 상기 예측 템플릿간 차분값에 기초하여 결정될 수 있다.In addition, as described above with reference to FIG. 16, the decoder may generate a prediction template by weighting the fourth prediction block specified by the first initial motion vector and the fifth prediction block specified by the second initial motion vector. Can be. The decoder may improve the first initial motion vector and the second initial motion vector in each reference list direction based on the difference value with the prediction template. In this case, the weight applied to generating the prediction template may be determined based on a difference value between the fourth prediction block and the prediction template and a difference value between the fifth prediction block and the prediction template.
디코더는 제1 최종 움직임 벡터를 이용하여 제1 예측 블록을 생성하고, 제2 최종 움직임 벡터를 이용하여 제2 예측 블록을 생성한다(S1803). The decoder generates a first prediction block using the first final motion vector, and generates a second prediction block using the second final motion vector (S1803).
디코더는 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 나타내는 제3 예측 블록을 생성한다(S1804).The decoder generates a third prediction block representing the prediction block of the current block by using the first prediction block and the second prediction block (S1804).
앞서 도 17에서 설명한 바와 같이, 디코더는 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 가중합함으로써 상기 제3 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 각각 적용되는 가중치는 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록의 비용 함수 값에 따라 결정될 수 있다.As described above with reference to FIG. 17, the decoder may generate the third prediction block by weighting the first prediction block and the second prediction block. In this case, a weight applied to each of the first prediction block and the second prediction block may be determined according to a cost function value of the first prediction block and the second prediction block.
도 19는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 인터 예측 장치를 예시하는 도면이다.19 is a diagram illustrating an inter prediction apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 19에서는 설명의 편의를 위해 인터 예측부를 하나의 블록으로 도시하였으나, 인터 예측부는 인코더 및/또는 디코더에 포함되는 구성으로 구현될 수 있다.In FIG. 19, the inter prediction unit is illustrated as one block for convenience of description, but the inter prediction unit may be implemented in a configuration included in the encoder and / or the decoder.
도 19를 참조하면, 인터 예측부는 앞서 도 8내지 도 18에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 인터 예측부는 초기 움직임 벡터 유도부(1901), 최종 움직임 벡터 유도부(1902) 및 예측 블록 생성부(1903)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 19, the inter prediction unit implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 8 to 18. In detail, the inter prediction unit may include an initial motion vector derivation unit 1901, a final motion vector derivation unit 1902, and a prediction block generator 1803.
초기 움직임 벡터 유도부(1901)는 현재 블록에 양방향 예측이 적용되는 경우, 상기 현재 블록의 제1 초기 움직임 벡터 및 제2 초기 움직임 벡터를 유도한다. 일 실시예에서, 디코더는 현재 블록에 양방향 예측이 적용되고, 픽쳐의 출력 순서를 나타내는 픽쳐 순서 카운트(POC: picture order count)를 기준으로 두 참조 픽쳐 리스트 사이에 현재 픽쳐가 위치하는 경우, 본 발명의 실시예(도 15 내지 도 18)에 따른 DMVR 프로세스를 적용할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 디코더는 현재 블록에 양방향 예측이 적용되고, POC를 기준으로 두 참조 픽쳐 사이에 현재 픽쳐가 위치하고, 두 참조 픽쳐와 현재 픽쳐간 거리가 서로 동일한 경우, 본 발명의 실시예(도 15 내지 도 18)에 따른 DMVR 프로세스를 적용할 수 있다.When bidirectional prediction is applied to the current block, the initial motion vector deriving unit 1901 derives a first initial motion vector and a second initial motion vector of the current block. According to an embodiment, when the bidirectional prediction is applied to the current block and the current picture is located between two reference picture lists based on a picture order count (POC) indicating an output order of the picture, the present invention The DMVR process according to the embodiment of FIGS. 15 to 18 may be applied. Also, in one embodiment, when the decoder applies bidirectional prediction to the current block, the current picture is located between two reference pictures based on the POC, and the distance between the two reference pictures and the current picture is the same, an embodiment of the present invention The DMVR process according to FIG. 15 to FIG. 18 may be applied.
최종 움직임 벡터 유도부(1902)는 참조 리스트 방향에 대하여 대칭되는 움직임 벡터 오프셋 값에 기초하여 제1 초기 움직임 벡터 및 제2 초기 움직임 벡터를 개선함으로써, 제1 최종 움직임 벡터(또는 개선된 움직임 벡터) 및 제2 최종 움직임 벡터(또는 개선된 움직임 벡터)를 유도한다. 상기 움직임 벡터 오프셋 값은 초기 움직임 벡터에 가산(또는 감산)되는 값을 나타내며, 움직임 벡터 차분값으로 지칭될 수도 있다.The final motion vector derivation unit 1902 improves the first initial motion vector and the second initial motion vector based on the motion vector offset value symmetrical with respect to the reference list direction, so that the first final motion vector (or the improved motion vector) and Derive a second final motion vector (or an improved motion vector). The motion vector offset value represents a value added (or subtracted) to the initial motion vector and may be referred to as a motion vector difference value.
앞서 도 16에서 설명한 바와 같이, 최종 움직임 벡터 유도부(1902)는 제1 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제4 예측 블록 및 상기 제2 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제5 예측 블록을 가중합함으로써, 참조 리스트 0 방향에 대한 제1 예측 템플릿 및 참조 리스트 1 방향에 대한 제2 예측 템플릿을 생성할 수 있다. 그리고, 최종 움직임 벡터 유도부(1902)는 제1 예측 템플릿을 이용하여 제1 초기 움직임 벡터를 개선하고, 제2 예측 템플릿을 이용하여 제2 초기 움직임 벡터를 개선할 수 있다. 이때, 제1 예측 템플릿은, 제5 예측 블록보다 제4 예측 블록에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 생성되고, 제2 예측 템플릿은, 제4 예측 블록 보다 제5 예측 블록에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 생성될 수 있다.As described above with reference to FIG. 16, the final motion vector deriving unit 1902 weights the fourth prediction block specified by the first initial motion vector and the fifth prediction block specified by the second initial motion vector, thereby referencing it. A first prediction template for the list 0 direction and a second prediction template for the reference list 1 direction may be generated. The final motion vector derivator 1902 may improve the first initial motion vector using the first prediction template and may improve the second initial motion vector using the second prediction template. In this case, the first prediction template is generated through a weighted sum to which the fourth prediction block has a higher weight than the fifth prediction block, and the second prediction template has a higher weight to the fifth prediction block than the fourth prediction block. It can be generated through the weighting applied.
또한, 앞서 도 16에서 설명한 바와 같이, 최종 움직임 벡터 유도부(1902)는 제1 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제4 예측 블록 및 상기 제2 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제5 예측 블록을 가중합함으로써, 예측 템플릿을 생성할 수 있다. 그리고, 최종 움직임 벡터 유도부(1902)는 예측 템플릿과의 차분값에 기초하여 각각의 참조 리스트 방향에서 제1 초기 움직임 벡터 및 제2 초기 움직임 벡터를 개선할 수 있다. 이때, 상기 예측 템플릿 생성에 적용되는 가중치는, 상기 제4 예측 블록과 상기 예측 템플릿간 차분값, 상기 제5 예측 블록과 상기 예측 템플릿간 차분값에 기초하여 결정될 수 있다.In addition, as described above with reference to FIG. 16, the final motion vector deriving unit 1902 weights the fourth prediction block specified by the first initial motion vector and the fifth prediction block specified by the second initial motion vector. For example, a prediction template may be generated. The final motion vector derivator 1902 may improve the first initial motion vector and the second initial motion vector in each reference list direction based on the difference value with the prediction template. In this case, the weight applied to generating the prediction template may be determined based on a difference value between the fourth prediction block and the prediction template and a difference value between the fifth prediction block and the prediction template.
예측 블록 생성부(1903)는 제1 최종 움직임 벡터를 이용하여 제1 예측 블록을 생성하고, 제2 최종 움직임 벡터를 이용하여 제2 예측 블록을 생성한다. 그리고, 예측 블록 생성부(1903)는 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 나타내는 제3 예측 블록을 생성한다.The prediction block generator 1903 generates a first prediction block by using the first final motion vector, and generates a second prediction block by using the second final motion vector. The prediction block generator 1903 generates a third prediction block representing the prediction block of the current block by using the first prediction block and the second prediction block.
앞서 도 17에서 설명한 바와 같이, 예측 블록 생성부(1903)는 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 가중합함으로써 상기 제3 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 각각 적용되는 가중치는 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록의 비용 함수 값에 따라 결정될 수 있다.As described above with reference to FIG. 17, the prediction block generator 1903 may generate the third prediction block by weighting the first prediction block and the second prediction block. In this case, a weight applied to each of the first prediction block and the second prediction block may be determined according to a cost function value of the first prediction block and the second prediction block.
도 20은 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.20 shows a video coding system to which the present invention is applied.
비디오 코딩 시스템은 소스 디바이스(source device) 및 수신 디바이스(receiving device)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다. The video coding system can include a source device and a receiving device. The source device may deliver the encoded video / image information or data to a receiving device through a digital storage medium or network in a file or streaming form.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스(video source), 인코딩 장치(encoding apparatus), 전송부(transmitter)를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부(receiver), 디코딩 장치(decoding apparatus) 및 렌더러(renderer)를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다. The source device may include a video source, an encoding apparatus, and a transmitter. The receiving device may include a receiver, a decoding apparatus, and a renderer. The encoding device may be called a video / image encoding device, and the decoding device may be called a video / image decoding device. The transmitter may be included in the encoding device. The receiver may be included in the decoding device. The renderer may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.The video source may acquire the video / image through a process of capturing, synthesizing, or generating the video / image. The video source may comprise a video / image capture device and / or a video / image generation device. The video / image capture device may include, for example, one or more cameras, video / image archives including previously captured video / images, and the like. Video / image generation devices may include, for example, computers, tablets and smartphones, and may (electronically) generate video / images. For example, a virtual video / image may be generated through a computer or the like. In this case, the video / image capturing process may be replaced by a process of generating related data.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.The encoding device may encode the input video / image. The encoding apparatus may perform a series of procedures such as prediction, transform, and quantization for compression and coding efficiency. The encoded data (encoded video / image information) may be output in the form of a bitstream.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘레멘트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.The transmitter may transmit the encoded video / video information or data output in the form of a bitstream to the receiver of the receiving device through a digital storage medium or a network in the form of a file or streaming. The digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD, and the like. The transmission unit may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast / communication network. The receiver may extract the bitstream and transmit the extracted bitstream to the decoding apparatus.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다. The decoding apparatus may decode the video / image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoding apparatus.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.The renderer may render the decoded video / image. The rendered video / image may be displayed through the display unit.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.21 is a diagram illustrating a structure of a content streaming system according to an embodiment to which the present invention is applied.
도 21을 참조하면, 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 21, a content streaming system to which the present invention is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage, a user device, and a multimedia input device.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.The encoding server compresses content input from multimedia input devices such as a smart phone, a camera, a camcorder, etc. into digital data to generate a bitstream and transmit the bitstream to the streaming server. As another example, when multimedia input devices such as smart phones, cameras, camcorders, etc. directly generate a bitstream, the encoding server may be omitted.
상기 비트스트림은 본 발명이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.The bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generation method to which the present invention is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.The streaming server transmits the multimedia data to the user device based on the user's request through the web server, and the web server serves as a medium for informing the user of what service. When a user requests a desired service from the web server, the web server delivers it to a streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user. In this case, the content streaming system may include a separate control server. In this case, the control server plays a role of controlling a command / response between devices in the content streaming system.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.The streaming server may receive content from a media store and / or an encoding server. For example, when the content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), navigation, a slate PC, Tablet PCs, ultrabooks, wearable devices, such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, in which case data received from each server may be distributed.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.As described above, the embodiments described herein may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip. For example, the functional units shown in each drawing may be implemented and performed on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.In addition, the decoder and encoder to which the present invention is applied include a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, a real time communication device such as video communication, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providing devices, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providing devices, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices. It can be used to process video signals or data signals. For example, the OTT video device may include a game console, a Blu-ray player, an internet access TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, a digital video recorder (DVR), and the like.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.In addition, the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium. Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium. The computer readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer readable data is stored. The computer-readable recording medium may be, for example, a Blu-ray disc (BD), a universal serial bus (USB), a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical disc. It may include a data storage device. The computer-readable recording medium also includes media embodied in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet). In addition, the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
또한, 본 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.In addition, embodiments of the present invention may be implemented as a computer program product by a program code, the program code may be performed on a computer by an embodiment of the present invention. The program code may be stored on a carrier readable by a computer.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.The embodiments described above are the components and features of the present invention are combined in a predetermined form. Each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise. Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention. The order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof. In the case of a hardware implementation, an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of implementation by firmware or software, an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above. The software code may be stored in memory and driven by the processor. The memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the essential features of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.As mentioned above, preferred embodiments of the present invention are disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art can improve and change various other embodiments within the spirit and technical scope of the present invention disclosed in the appended claims below. , Replacement or addition would be possible.

Claims (12)

  1. 인터 예측 모드 기반으로 영상을 디코딩하는 방법에 있어서,A method of decoding an image based on an inter prediction mode,
    현재 블록에 양방향 예측이 적용되는 경우, 상기 현재 블록의 제1 초기 움직임 벡터 및 제2 초기 움직임 벡터를 유도하는 단계;When bidirectional prediction is applied to a current block, deriving a first initial motion vector and a second initial motion vector of the current block;
    참조 리스트 방향에 대하여 대칭되는 움직임 벡터 오프셋 값에 기초하여 상기 제1 초기 움직임 벡터 및 상기 제2 초기 움직임 벡터를 개선함으로써, 제1 최종 움직임 벡터 및 제2 최종 움직임 벡터를 유도하는 단계;Deriving a first final motion vector and a second final motion vector by improving the first initial motion vector and the second initial motion vector based on a motion vector offset value symmetric with respect to a reference list direction;
    상기 제1 최종 움직임 벡터를 이용하여 제1 예측 블록을 생성하고, 상기 제2 최종 움직임 벡터를 이용하여 제2 예측 블록을 생성하는 단계; 및Generating a first prediction block by using the first final motion vector, and generating a second prediction block by using the second final motion vector; And
    상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 나타내는 제3 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 인터 예측 모드 기반 영상 디코딩 방법.And generating a third prediction block representing a prediction block of the current block by using the first prediction block and the second prediction block.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 최종 움직임 벡터 및 상기 제2 최종 움직임 벡터를 유도하는 단계는,Deriving the first final motion vector and the second final motion vector,
    상기 제1 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제4 예측 블록 및 상기 제2 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제5 예측 블록을 가중합함으로써, 참조 리스트 0 방향에 대한 제1 예측 템플릿 및 참조 리스트 1 방향에 대한 제2 예측 템플릿을 생성하는 단계; 및By weighting the fourth prediction block specified by the first initial motion vector and the fifth prediction block specified by the second initial motion vector, the first prediction template and the reference list 1 direction for the reference list 0 direction are weighted. Generating a second prediction template for the; And
    상기 제1 예측 템플릿을 이용하여 상기 제1 초기 움직임 벡터를 개선하고, 상기 제2 예측 템플릿을 이용하여 상기 제2 초기 움직임 벡터를 개선하는 단계를 포함하는 인터 예측 모드 기반 영상 디코딩 방법.And improving the first initial motion vector using the first prediction template, and improving the second initial motion vector using the second prediction template.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제1 예측 템플릿은, 상기 제5 예측 블록보다 상기 제4 예측 블록에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 생성되고,The first prediction template is generated through a weighted sum to which the fourth prediction block is weighted higher than the fifth prediction block.
    상기 제2 예측 템플릿은, 상기 제4 예측 블록 보다 상기 제5 예측 블록에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 생성되는 인터 예측 모드 기반 영상 디코딩 방법.And the second prediction template is generated through a weighted sum to which the fifth prediction block is weighted higher than the fourth prediction block.
  4. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 최종 움직임 벡터 및 상기 제2 최종 움직임 벡터를 유도하는 단계는,Deriving the first final motion vector and the second final motion vector,
    상기 제1 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제4 예측 블록 및 상기 제2 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제5 예측 블록을 가중합함으로써, 예측 템플릿을 생성하는 단계; 및Generating a prediction template by weighting a fourth prediction block specified by the first initial motion vector and a fifth prediction block specified by the second initial motion vector; And
    상기 예측 템플릿과의 차분값에 기초하여 각각의 참조 리스트 방향에서 상기 제1 초기 움직임 벡터 및 상기 제2 초기 움직임 벡터를 개선하는 단계를 포함하는 인터 예측 모드 기반 영상 디코딩 방법.And improving the first initial motion vector and the second initial motion vector in each reference list direction based on a difference value with the prediction template.
  5. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 예측 템플릿 생성에 적용되는 가중치는, 상기 제4 예측 블록과 상기 예측 템플릿간 차분값, 상기 제5 예측 블록과 상기 예측 템플릿간 차분값에 기초하여 결정되는 인터 예측 모드 기반 영상 디코딩 방법.The weight applied to generating the prediction template is determined based on the difference between the fourth prediction block and the prediction template and the difference between the fifth prediction block and the prediction template.
  6. 제1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 제3 예측 블록은 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 가중합함으로써 생성되고,The third prediction block is generated by weighting the first prediction block and the second prediction block,
    상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 각각 적용되는 가중치는 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록의 비용 함수 값에 따라 결정되는 인터 예측 모드 기반 영상 디코딩 방법.The weights applied to the first prediction block and the second prediction block are respectively determined according to cost function values of the first prediction block and the second prediction block.
  7. 인터 예측 모드 기반으로 영상을 디코딩하는 장치에 있어서,An apparatus for decoding an image based on an inter prediction mode,
    현재 블록에 양방향 예측이 적용되는 경우, 상기 현재 블록의 제1 초기 움직임 벡터 및 제2 초기 움직임 벡터를 유도하는 초기 움직임 벡터 유도부;An initial motion vector derivation unit for deriving a first initial motion vector and a second initial motion vector of the current block when bidirectional prediction is applied to the current block;
    참조 리스트 방향에 대하여 대칭되는 움직임 벡터 오프셋 값에 기초하여 상기 제1 초기 움직임 벡터 및 상기 제2 초기 움직임 벡터를 개선함으로써, 제1 최종 움직임 벡터 및 제2 최종 움직임 벡터를 유도하는 최종 움직임 벡터 유도부; 및A final motion vector derivation unit for deriving a first final motion vector and a second final motion vector by improving the first initial motion vector and the second initial motion vector based on a motion vector offset value symmetric with respect to a reference list direction; And
    상기 제1 최종 움직임 벡터를 이용하여 제1 예측 블록을 생성하고, 상기 제2 최종 움직임 벡터를 이용하여 제2 예측 블록을 생성하고, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 나타내는 제3 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부를 포함하는 인터 예측 모드 기반 영상 디코딩 장치.Generate a first prediction block using the first final motion vector, generate a second prediction block using the second final motion vector, and use the current prediction block and the second prediction block. An inter prediction mode based image decoding apparatus comprising a prediction block generator for generating a third prediction block representing a prediction block of the block.
  8. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 최종 움직임 벡터 유도부는,The final motion vector derivation unit,
    상기 제1 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제4 예측 블록 및 상기 제2 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제5 예측 블록을 가중합함으로써, 참조 리스트 0 방향에 대한 제1 예측 템플릿 및 참조 리스트 1 방향에 대한 제2 예측 템플릿을 생성하고, 그리고,By weighting the fourth prediction block specified by the first initial motion vector and the fifth prediction block specified by the second initial motion vector, the first prediction template and the reference list 1 direction for the reference list 0 direction are weighted. Create a second prediction template for
    상기 제1 예측 템플릿을 이용하여 상기 제1 초기 움직임 벡터를 개선하고, 상기 제2 예측 템플릿을 이용하여 상기 제2 초기 움직임 벡터를 개선하는 인터 예측 모드 기반 영상 디코딩 장치.And improving the first initial motion vector using the first prediction template and improving the second initial motion vector using the second prediction template.
  9. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 제1 예측 템플릿은, 상기 제5 예측 블록보다 상기 제4 예측 블록에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 생성되고,The first prediction template is generated through a weighted sum to which the fourth prediction block is weighted higher than the fifth prediction block.
    상기 제2 예측 템플릿은, 상기 제4 예측 블록 보다 상기 제5 예측 블록에 더 높은 가중치가 적용된 가중합을 통해 생성되는 인터 예측 모드 기반 영상 디코딩 장치.And the second prediction template is generated through a weighted sum to which the fifth prediction block is weighted higher than the fourth prediction block.
  10. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 최종 움직임 벡터 유도부는,The final motion vector derivation unit,
    상기 제1 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제4 예측 블록 및 상기 제2 초기 움직임 벡터에 의해 특정되는 제5 예측 블록을 가중합함으로써, 예측 템플릿을 생성하고, 그리고,Generating a prediction template by weighting a fourth prediction block specified by the first initial motion vector and a fifth prediction block specified by the second initial motion vector, and
    상기 예측 템플릿과의 차분값에 기초하여 각각의 참조 리스트 방향에서 상기 제1 초기 움직임 벡터 및 상기 제2 초기 움직임 벡터를 개선하는 인터 예측 모드 기반 영상 디코딩 장치.And an inter prediction mode based image decoding apparatus for improving the first initial motion vector and the second initial motion vector in each reference list direction based on the difference value with the prediction template.
  11. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 예측 템플릿 생성에 적용되는 가중치는, 상기 제4 예측 블록과 상기 예측 템플릿간 차분값, 상기 제5 예측 블록과 상기 예측 템플릿간 차분값에 기초하여 결정되는 인터 예측 모드 기반 영상 디코딩 장치.The weight applied to generating the prediction template is determined based on the difference between the fourth prediction block and the prediction template and the difference between the fifth prediction block and the prediction template.
  12. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein
    상기 제3 예측 블록은 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 가중합함으로써 생성되고,The third prediction block is generated by weighting the first prediction block and the second prediction block,
    상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 각각 적용되는 가중치는 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록의 비용 함수 값에 따라 결정되는 인터 예측 모드 기반 영상 디코딩 장치.And a weight applied to each of the first prediction block and the second prediction block is determined according to a cost function value of the first prediction block and the second prediction block.
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