WO2019199045A1 - 제한된 참조 영역이 설정된 인터 예측을 이용한 영상 코딩 방법 및 그 장치 - Google Patents

제한된 참조 영역이 설정된 인터 예측을 이용한 영상 코딩 방법 및 그 장치 Download PDF

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WO2019199045A1
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block
ctu
motion vector
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PCT/KR2019/004254
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박내리
남정학
유선미
이재호
장형문
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to an image coding technique, and more particularly, to an image decoding method and apparatus using inter prediction in which a limited reference region is set in an image coding system.
  • the demand for high resolution and high quality images such as high definition (HD) images and ultra high definition (UHD) images is increasing in various fields.
  • the higher the resolution and the higher quality of the image data the more information or bit rate is transmitted than the existing image data. Therefore, the image data can be transmitted by using a medium such as a conventional wired / wireless broadband line or by using a conventional storage medium. In the case of storage, the transmission cost and the storage cost are increased.
  • a high efficiency image compression technique is required to effectively transmit, store, and reproduce high resolution, high quality image information.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving image coding efficiency.
  • Another object of the present invention is to provide an image decoding method and apparatus for performing prediction on a current block based on motion information indicating a reference block in a reference region set for a current CTU.
  • Another technical problem of the present invention is to provide an image decoding method and apparatus for setting the position and size of a limited reference region based on the current CTU.
  • an image decoding method performed by a decoding apparatus.
  • the method derives motion information for a current block in a current coding tree unit (CTU), wherein the motion information includes a motion vector and a reference picture index, based on a reference block indicated by the motion information for the current block. And deriving a predicted block for the current block, wherein the reference block is included in a reference region adaptively configured for the current CTU.
  • CTU current coding tree unit
  • a decoding apparatus for performing image decoding. Deriving motion information for the current block in a current coding tree unit (CTU), wherein the motion information includes a motion vector and a reference picture index and is based on the reference block indicated by the motion information for the current block. And a prediction unit for deriving a predicted block for the reference block, wherein the reference block is included in a reference region adaptively set with respect to the current CTU.
  • CTU current coding tree unit
  • a video encoding method performed by an encoding apparatus may include adaptively setting a reference region with respect to a current coding tree unit (CTU), deriving motion information on a current block in the current CTU, wherein the reference block indicated by the motion information is included in the reference region. And deriving a predicted block for the current block based on the reference block indicated by the motion information, and encoding information on the prediction of the current block.
  • CTU current coding tree unit
  • a video encoding apparatus adaptively sets a reference region with respect to a current coding tree unit (CTU) and derives motion information for a current block in the current CTU, wherein the reference block indicated by the motion information is included in the reference region. And a prediction unit for deriving a predicted block for the current block based on the reference block indicated by the motion information, and an entropy encoding unit for encoding information about the prediction of the current block.
  • CTU current coding tree unit
  • the memory bandwidth may be reduced by presetting a limited reference region for the CTU, and the coding complexity may be reduced in performing inter prediction on the blocks in the CTU.
  • the memory band whistle can be adjusted by reflecting the characteristics and coding complexity of the CTU by setting a limited reference region adaptively based on the CTU, thereby improving the overall coding coding efficiency.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video encoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video decoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • FIG. 3 illustrates an example of deriving a preset memory area for a current CTU.
  • FIG. 4 exemplarily shows a peripheral CTU used to determine a size of a memory block for a current CTU.
  • FIG. 5 exemplarily shows a motion vector group of a peripheral CTU used to determine a size of a memory block for a current CTU.
  • FIG. 6 exemplarily shows a neighboring block used to derive a location of a memory block with respect to a current CTU.
  • FIG. 7 schematically illustrates an image encoding method by an encoding apparatus according to the present invention.
  • FIG. 8 schematically illustrates an encoding apparatus for performing an image encoding method according to the present invention.
  • FIG. 9 schematically illustrates an image decoding method by a decoding apparatus according to the present invention.
  • FIG. 10 schematically illustrates a decoding apparatus for performing an image decoding method according to the present invention.
  • each configuration in the drawings described in the present invention are shown independently for the convenience of description of the different characteristic functions, it does not mean that each configuration is implemented by separate hardware or separate software.
  • two or more of each configuration may be combined to form one configuration, or one configuration may be divided into a plurality of configurations.
  • Embodiments in which each configuration is integrated and / or separated are also included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
  • the present invention relates to video / image coding.
  • the method / embodiment disclosed herein may be applied to the method disclosed in the versatile video coding (VVC) standard or the next generation video / image coding standard.
  • VVC versatile video coding
  • a picture generally refers to a unit representing one image of a specific time zone
  • a slice is a unit constituting a part of a picture in coding.
  • One picture may be composed of a plurality of slices, and if necessary, the picture and the slice may be mixed with each other.
  • a pixel or a pel may refer to a minimum unit constituting one picture (or image). Also, 'sample' may be used as a term corresponding to a pixel.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, and may only represent pixel / pixel values of the luma component, or only pixel / pixel values of the chroma component.
  • a unit represents the basic unit of image processing.
  • the unit may include at least one of a specific region of the picture and information related to the region.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as block or area in some cases.
  • an M ⁇ N block may represent a set of samples or transform coefficients composed of M columns and N rows.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video encoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • the video encoding apparatus 100 may include a picture splitter 105, a predictor 110, a residual processor 120, an entropy encoder 130, an adder 140, and a filter 150. ) And memory 160.
  • the residual processing unit 120 may include a subtraction unit 121, a conversion unit 122, a quantization unit 123, a reordering unit 124, an inverse quantization unit 125, and an inverse conversion unit 126.
  • the picture divider 105 may divide the input picture into at least one processing unit.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit may be recursively split from the largest coding unit (LCU) according to a quad-tree binary-tree (QTBT) structure.
  • LCU largest coding unit
  • QTBT quad-tree binary-tree
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure and / or a binary tree structure.
  • the quad tree structure may be applied first and the binary tree structure may be applied later.
  • the binary tree structure may be applied first.
  • the coding procedure according to the present invention may be performed based on the final coding unit that is no longer split.
  • the maximum coding unit may be used as the final coding unit immediately based on coding efficiency according to the image characteristic, or if necessary, the coding unit is recursively divided into coding units of lower depths and optimized.
  • a coding unit of size may be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include a procedure of prediction, transform, and reconstruction, which will be described later.
  • the processing unit may include a coding unit (CU) prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the coding unit may be split from the largest coding unit (LCU) into coding units of deeper depths along the quad tree structure.
  • LCU largest coding unit
  • the maximum coding unit may be used as the final coding unit immediately based on coding efficiency according to the image characteristic, or if necessary, the coding unit is recursively divided into coding units of lower depths and optimized.
  • a coding unit of size may be used as the final coding unit. If a smallest coding unit (SCU) is set, the coding unit may not be split into smaller coding units than the minimum coding unit.
  • the final coding unit refers to a coding unit that is the basis of partitioning or partitioning into a prediction unit or a transform unit.
  • the prediction unit is a unit partitioning from the coding unit and may be a unit of sample prediction. In this case, the prediction unit may be divided into sub blocks.
  • the transform unit may be divided along the quad tree structure from the coding unit, and may be a unit for deriving a transform coefficient and / or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • a coding unit may be called a coding block (CB)
  • a prediction unit is a prediction block (PB)
  • a transform unit may be called a transform block (TB).
  • a prediction block or prediction unit may mean a specific area in the form of a block within a picture, and may include an array of prediction samples.
  • a transform block or a transform unit may mean a specific area in a block form within a picture, and may include an array of transform coefficients or residual samples.
  • the prediction unit 110 may perform a prediction on a block to be processed (hereinafter, referred to as a current block) and generate a predicted block including prediction samples of the current block.
  • the unit of prediction performed by the prediction unit 110 may be a coding block, a transform block, or a prediction block.
  • the prediction unit 110 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block. As an example, the prediction unit 110 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied on a CU basis.
  • the prediction unit 110 may derive a prediction sample for the current block based on reference samples outside the current block in the picture to which the current block belongs (hereinafter, referred to as the current picture). In this case, the prediction unit 110 may (i) derive the prediction sample based on the average or interpolation of neighboring reference samples of the current block, and (ii) the neighbor reference of the current block.
  • the prediction sample may be derived based on a reference sample present in a specific (prediction) direction with respect to the prediction sample among the samples. In case of (i), it may be called non-directional mode or non-angle mode, and in case of (ii), it may be called directional mode or angular mode.
  • the prediction mode may have, for example, 33 directional prediction modes and at least two non-directional modes.
  • the non-directional mode may include a DC prediction mode and a planner mode (Planar mode).
  • the prediction unit 110 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the prediction unit 110 may derive the prediction sample for the current block based on the sample specified by the motion vector on the reference picture.
  • the prediction unit 110 may apply one of a skip mode, a merge mode, and a motion vector prediction (MVP) mode to derive a prediction sample for the current block.
  • the prediction unit 110 may use the motion information of the neighboring block as the motion information of the current block.
  • the skip mode unlike the merge mode, the difference (residual) between the prediction sample and the original sample is not transmitted.
  • the MVP mode the motion vector of the current block may be derived using the motion vector of the neighboring block as a motion vector predictor.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • a reference picture including the temporal neighboring block may be called a collocated picture (colPic).
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • Information such as prediction mode information and motion information may be encoded (entropy) and output in the form of a bitstream.
  • the highest picture on the reference picture list may be used as the reference picture.
  • Reference pictures included in a reference picture list may be sorted based on a difference in a picture order count (POC) between a current picture and a corresponding reference picture.
  • POC picture order count
  • the subtraction unit 121 generates a residual sample which is a difference between the original sample and the prediction sample.
  • residual samples may not be generated as described above.
  • the transform unit 122 generates transform coefficients by transforming the residual sample in units of transform blocks.
  • the transform unit 122 may perform the transform according to the size of the transform block and the prediction mode applied to the coding block or the prediction block that spatially overlaps the transform block. For example, if intra prediction is applied to the coding block or the prediction block that overlaps the transform block, and the transform block is a 4 ⁇ 4 residual array, the residual sample is configured to perform a discrete sine transform (DST) transform kernel.
  • the residual sample may be transformed using a discrete cosine transform (DCT) transform kernel.
  • DST discrete sine transform
  • DCT discrete cosine transform
  • the quantization unit 123 may quantize the transform coefficients to generate quantized transform coefficients.
  • the reordering unit 124 rearranges the quantized transform coefficients.
  • the reordering unit 124 may reorder the quantized transform coefficients in the form of a block into a one-dimensional vector form through a coefficient scanning method. Although the reordering unit 124 has been described in a separate configuration, the reordering unit 124 may be part of the quantization unit 123.
  • the entropy encoding unit 130 may perform entropy encoding on the quantized transform coefficients.
  • Entropy encoding may include, for example, encoding methods such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC), and the like.
  • the entropy encoding unit 130 may encode information necessary for video reconstruction other than the quantized transform coefficient (for example, a value of a syntax element) together or separately. Entropy encoded information may be transmitted or stored in units of network abstraction layer (NAL) units in the form of bitstreams.
  • NAL network abstraction layer
  • the inverse quantization unit 125 inverse quantizes the quantized values (quantized transform coefficients) in the quantization unit 123, and the inverse transformer 126 inverse transforms the inverse quantized values in the inverse quantization unit 125 to obtain a residual sample.
  • the adder 140 reconstructs the picture by combining the residual sample and the predictive sample.
  • the residual sample and the predictive sample may be added in units of blocks to generate a reconstructed block.
  • the adder 140 may be part of the predictor 110.
  • the adder 140 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the filter unit 150 may apply a deblocking filter and / or a sample adaptive offset to the reconstructed picture. Through deblocking filtering and / or sample adaptive offset, the artifacts of the block boundaries in the reconstructed picture or the distortion in the quantization process can be corrected.
  • the sample adaptive offset may be applied on a sample basis and may be applied after the process of deblocking filtering is completed.
  • the filter unit 150 may apply an adaptive loop filter (ALF) to the reconstructed picture. ALF may be applied to the reconstructed picture after the deblocking filter and / or sample adaptive offset is applied.
  • ALF adaptive loop filter
  • the memory 160 may store reconstructed pictures (decoded pictures) or information necessary for encoding / decoding.
  • the reconstructed picture may be a reconstructed picture after the filtering process is completed by the filter unit 150.
  • the stored reconstructed picture may be used as a reference picture for (inter) prediction of another picture.
  • the memory 160 may store (reference) pictures used for inter prediction.
  • pictures used for inter prediction may be designated by a reference picture set or a reference picture list.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video decoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • the video decoding apparatus 200 may include an entropy decoding unit 210, a residual processor 220, a predictor 230, an adder 240, a filter 250, and a memory 260. It may include.
  • the residual processor 220 may include a rearrangement unit 221, an inverse quantization unit 222, and an inverse transform unit 223.
  • the video decoding apparatus 200 may restore video in response to a process in which video information is processed in the video encoding apparatus.
  • the video decoding apparatus 200 may perform video decoding using a processing unit applied in the video encoding apparatus.
  • the processing unit block of video decoding may be, for example, a coding unit, and in another example, a coding unit, a prediction unit, or a transform unit.
  • the coding unit may be split along the quad tree structure and / or binary tree structure from the largest coding unit.
  • the prediction unit and the transform unit may be further used in some cases, in which case the prediction block is a block derived or partitioned from the coding unit and may be a unit of sample prediction. At this point, the prediction unit may be divided into subblocks.
  • the transform unit may be divided along the quad tree structure from the coding unit, and may be a unit for deriving a transform coefficient or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream and output information necessary for video reconstruction or picture reconstruction. For example, the entropy decoding unit 210 decodes information in a bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, quantized values of syntax elements necessary for video reconstruction, and residual coefficients. Can be output.
  • a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, quantized values of syntax elements necessary for video reconstruction, and residual coefficients. Can be output.
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and decodes syntax element information and decoding information of neighboring and decoding target blocks or information of symbols / bins decoded in a previous step.
  • the context model may be determined using the context model, the probability of occurrence of a bin may be predicted according to the determined context model, and arithmetic decoding of the bin may be performed to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element. have.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model by using the information of the decoded symbol / bin for the context model of the next symbol / bean after determining the context model.
  • the information related to the prediction among the information decoded by the entropy decoding unit 210 is provided to the prediction unit 230, and the residual value on which the entropy decoding has been performed by the entropy decoding unit 210, that is, the quantized transform coefficient, is used as a reordering unit ( 221 may be input.
  • the reordering unit 221 may rearrange the quantized transform coefficients in a two-dimensional block form.
  • the reordering unit 221 may perform reordering in response to coefficient scanning performed by the encoding apparatus.
  • the rearrangement unit 221 has been described in a separate configuration, but the rearrangement unit 221 may be part of the inverse quantization unit 222.
  • the inverse quantization unit 222 may dequantize the quantized transform coefficients based on the (inverse) quantization parameter and output the transform coefficients.
  • information for deriving a quantization parameter may be signaled from the encoding apparatus.
  • the inverse transform unit 223 may inversely transform transform coefficients to derive residual samples.
  • the prediction unit 230 may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the unit of prediction performed by the prediction unit 230 may be a coding block, a transform block, or a prediction block.
  • the prediction unit 230 may determine whether to apply intra prediction or inter prediction based on the information about the prediction.
  • a unit for determining which of intra prediction and inter prediction is to be applied and a unit for generating a prediction sample may be different.
  • the unit for generating a prediction sample in inter prediction and intra prediction may also be different.
  • whether to apply inter prediction or intra prediction may be determined in units of CUs.
  • a prediction mode may be determined and a prediction sample may be generated in PU units
  • intra prediction a prediction mode may be determined in PU units and a prediction sample may be generated in TU units.
  • the prediction unit 230 may derive the prediction sample for the current block based on the neighbor reference samples in the current picture.
  • the prediction unit 230 may derive the prediction sample for the current block by applying the directional mode or the non-directional mode based on the neighbor reference samples of the current block.
  • the prediction mode to be applied to the current block may be determined using the intra prediction mode of the neighboring block.
  • the prediction unit 230 may derive the prediction sample for the current block based on the sample specified on the reference picture by the motion vector on the reference picture.
  • the prediction unit 230 may apply any one of a skip mode, a merge mode, and an MVP mode to derive a prediction sample for the current block.
  • motion information required for inter prediction of the current block provided by the video encoding apparatus for example, information about a motion vector, a reference picture index, and the like may be obtained or derived based on the prediction information.
  • the motion information of the neighboring block may be used as the motion information of the current block.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block and a temporal neighboring block.
  • the prediction unit 230 may construct a merge candidate list using motion information of available neighboring blocks, and may use information indicated by the merge index on the merge candidate list as a motion vector of the current block.
  • the merge index may be signaled from the encoding device.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture. When the motion information of the temporal neighboring block is used in the skip mode and the merge mode, the highest picture on the reference picture list may be used as the reference picture.
  • the difference (residual) between the prediction sample and the original sample is not transmitted.
  • the motion vector of the current block may be derived using the motion vector of the neighboring block as a motion vector predictor.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block and a temporal neighboring block.
  • a merge candidate list may be generated by using a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block and / or a motion vector corresponding to a Col block, which is a temporal neighboring block.
  • the motion vector of the candidate block selected from the merge candidate list is used as the motion vector of the current block.
  • the information about the prediction may include a merge index indicating a candidate block having an optimal motion vector selected from candidate blocks included in the merge candidate list.
  • the prediction unit 230 may derive the motion vector of the current block by using the merge index.
  • a motion vector predictor candidate list may be generated using a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block and / or a motion vector corresponding to a Col block which is a temporal neighboring block.
  • the prediction information may include a prediction motion vector index indicating an optimal motion vector selected from the motion vector candidates included in the list.
  • the prediction unit 230 may select the predicted motion vector of the current block from the motion vector candidates included in the motion vector candidate list using the motion vector index.
  • the prediction unit of the encoding apparatus may obtain a motion vector difference (MVD) between the motion vector of the current block and the motion vector predictor, and may encode the output vector in a bitstream form. That is, MVD may be obtained by subtracting the motion vector predictor from the motion vector of the current block.
  • the prediction unit 230 may obtain a motion vector difference included in the information about the prediction, and derive the motion vector of the current block by adding the motion vector difference and the motion vector predictor.
  • the prediction unit may also obtain or derive a reference picture index or the like indicating a reference picture from the information about the prediction.
  • the adder 240 may reconstruct the current block or the current picture by adding the residual sample and the predictive sample.
  • the adder 240 may reconstruct the current picture by adding the residual sample and the predictive sample in block units. Since the residual is not transmitted when the skip mode is applied, the prediction sample may be a reconstruction sample.
  • the adder 240 has been described in a separate configuration, the adder 240 may be part of the predictor 230. On the other hand, the adder 240 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the filter unit 250 may apply the deblocking filtering sample adaptive offset, and / or ALF to the reconstructed picture.
  • the sample adaptive offset may be applied in units of samples and may be applied after deblocking filtering.
  • ALF may be applied after deblocking filtering and / or sample adaptive offset.
  • the memory 260 may store reconstructed pictures (decoded pictures) or information necessary for decoding.
  • the reconstructed picture may be a reconstructed picture after the filtering process is completed by the filter unit 250.
  • the memory 260 may store pictures used for inter prediction.
  • pictures used for inter prediction may be designated by a reference picture set or a reference picture list.
  • the reconstructed picture can be used as a reference picture for another picture.
  • the memory 260 may output the reconstructed picture in an output order.
  • motion information of the current block may be derived based on motion information of neighboring blocks that are spatially and temporally adjacent to the current block.
  • the size of the reference block for deriving the motion information of the current block is varied (that is, there is motion information for various block sizes), and also the motion information is derived in sub-block units within the current block, or the derived motion information.
  • a reference block is frequently induced in an undefined region. This may cause a problem that requires a high memory bandwidth (memory bandwidth) to obtain a reference block in the motion information prediction and motion compensation process for the current block.
  • the present invention proposes a method of deriving a reference block for the current block in a limited memory area.
  • memory bandwidth may be reduced and an effect of reducing coding complexity in performing inter prediction may be generated.
  • the preset memory area may be referred to as a pre-defined memory block, a predetermined reference block, or a predetermined reference area.
  • FIG. 3 is a method of motion prediction and compensation using reference blocks of the same size and the same position for all CUs present in one coding tree unit (CTU).
  • CTU coding tree unit
  • the location of the memory block with respect to the current CTU including the current block may be derived as in the following equation.
  • the location of the memory block may represent the upper left position of the memory block.
  • (i, j) represents the upper left position of the current CTU. That is, i denotes the x component of the upper left position of the current CTU, and j denotes the y component of the upper left position of the current CTU.
  • (MV X , MV Y ) represents a motion vector derived based on the neighboring block of the current CTU. That is, MV X represents the x component of the motion vector derived based on the neighboring block of the current CTU, and MV Y represents the y component of the motion vector derived based on the neighboring block of the current CTU.
  • CTU size Denotes a size of the current CTU, and N denotes a size of a predetermined memory block. Meanwhile, the size of the current CTU may indicate the number of samples of the current CTU. For example, the size of the current CTU may be 128.
  • the size of the predetermined memory block may be determined in consideration of the complexity of inter prediction.
  • Various embodiments may be proposed as a criterion for determining the complexity of the inter prediction.
  • the size of the memory block may be determined based on the number of reference pictures for the current picture.
  • the required memory bandwidth can be increased by the number of reference pictures, which is a complexity of coding for performing inter prediction. It can lead to an increase. Accordingly, a method of determining a size of a predetermined memory block according to the number of reference pictures for the current picture may be proposed as a way to improve this.
  • the size of the memory block according to the number of reference pictures for the current picture may be derived as shown in the following table.
  • the size of the memory block for the current CTU may be derived with a size of 374x374, and when the number of reference pictures for the current picture is 2, The size of the memory block for the current CTU may be derived with a size of 264x264. When the number of reference pictures for the current picture is 3, the size of the memory block for the current CTU may be derived with a size of 216x216.
  • the size of the memory block for the current CTU may be derived as a size of 187x187, and if the number of reference pictures for the current picture is 5, the memory block for the current CTU The size of may be derived as a size of 167x167, and if the number of reference pictures for the current picture is 6, the memory block for the current CTU The size of may be derived into a size of 152x152, and if the number of reference pictures for the current picture is 7, the size of the memory block for the current CTU may be derived in a size of 141x141, and the size of the reference picture for the current picture may be If the number is 8, the size of the memory block for the current CTU may be derived as a 132x132 size.
  • the complexity may be determined based on a neighboring CTU of the current CTU or a neighboring block adjacent to the preset current CTU.
  • the encoding device / decoding device has the complexity when the neighboring CTU or the predetermined neighboring block is composed of small CUs or when the motion vector of CUs included in the neighboring CTU or the predetermined neighboring block is large. Can be judged to be high.
  • the size of the memory block may be determined based on the number of CUs having an NxN size or less included in the neighbor CTU or a predetermined neighbor block. Specifically, when the number of CUs whose size is included in the upper peripheral CTU of the current CTU is 8x8 or less in size and the number of CUs whose size is included in the left peripheral CTU of the current CTU is 8x8 or less in size is larger than a threshold, The current CTU may be determined as a block having a complicated coding process, and thus, a size of a memory block may be adjusted. For example, the size of the memory block can be adjusted larger.
  • the current CTU is decoded. It may be determined as a complex block, and thus, the size of the memory block may be adjusted. For example, the size of the memory block can be adjusted larger.
  • the motion vector group may represent a group of similar motion vectors among the motion vectors of CUs.
  • the encoding device / decoding device may determine similarity of motion vectors of CUs in the peripheral CTUs, group similar motion vectors, and group motion vectors having a large difference into other motion vector groups.
  • the peripheral CTU may include four motion vector groups.
  • the current CTU may be determined to be a complex block in which a coding process is complicated. The size of can be adjusted larger.
  • the neighboring CTU is, for example, a predetermined neighboring block adjacent to the current CTU instead of the neighboring CTU. Based on the size of the memory block for the current CTU may be derived.
  • the memory block may be derived as a square block, but a method for deriving the memory block as a non-square block may also be proposed.
  • the memory block may be derived as a non-square block according to the degree of movement of the neighboring block used to determine the size of the memory block in the x and y axes. That is, the encoding device / decoding device may compare the x component and the y component of the motion vector of the neighboring block to determine whether to derive the memory block as a non-square block.
  • the encoding device / decoding device may adjust the size of the memory block to be larger in the direction of the larger component. This can minimize the performance reduction due to memory limitations.
  • the location of the memory block may be derived using the motion vector of the neighboring block of the current CTU.
  • the neighboring block of the current CTU may be an upper peripheral CTU and / or a left peripheral CTU of the current CTU.
  • FIG. 6 exemplarily shows a neighboring block used to derive a location of a memory block with respect to a current CTU.
  • an upper peripheral CTU and a left peripheral CTU of the current CTU may be used as the peripheral block.
  • upper and left peripheral blocks of a predetermined size may be used as the peripheral blocks.
  • the encoding device / decoding device may collect motion information of the neighboring block and derive an average value of the collected motion information as a motion vector used to derive the location of the memory block. That is, an average value of motion vectors of CUs included in the neighboring block may be derived, and the average value of the motion vectors may be used to derive the location of the memory block.
  • the motion vector used to derive the location of the memory block may be derived as in the following equation.
  • CU_MV x represents the x component of the motion vector of the CU included in the neighboring block
  • CU_MV y represents the y component of the motion vector of the CU
  • CU_area represents the number of samples of the CU.
  • an average value of motion vectors of CUs included in the neighboring block may be derived as a motion vector used to derive the location of the memory block.
  • a motion vector indicating a target reference picture among motion vectors of CUs included in the neighboring block may be used to derive a motion vector with respect to the location of the memory block.
  • a motion vector indicating the target reference picture of CUs included in the neighboring block but also a motion vector pointing to another reference picture may be scaled to the target reference picture and used to derive the average value.
  • a motion vector for a reference picture other than the target reference picture may be scaled based on a picture order count (POC) of the target reference picture and the reference picture of the motion vector, and the scaled motion vector is the memory. It can be used to derive the motion vector for the position of the block.
  • POC picture order count
  • the average value may be derived in proportion to the area of the CU as in Equation 2 above, or may be derived in proportion to the number of occurrences.
  • a weight is applied to a motion vector of a CU included in the neighboring block according to a distance between the CU and the current CTU to derive a motion vector used to derive the location of the memory block. That is, a large weight may be applied to a CU close to the current CTU, and thus a motion vector used to derive the location of the memory block may be derived close to the current CTU.
  • the target reference picture may be derived as follows.
  • index information indicating a target reference picture in a slice unit may be signaled, and target reference pictures of all CTUs in a slice with respect to the index information may be derived as a reference picture indicated by the index information.
  • index information indicating a target reference picture for a slice including a current CTU may be signaled, and a target reference picture for the current CTU may be derived as a reference picture indicated by the index information.
  • the target reference picture for the current CTU may be derived without signaling index information.
  • the closest reference picture among the reference pictures of the slice including the current CTU that is, the reference picture closest to the POC of the current picture including the slice may be determined as the target reference picture.
  • another target reference picture may be derived for CTUs included in a slice.
  • the most frequent reference picture of neighboring CTUs or neighboring blocks for the current CTU may be derived as a target reference picture for the current CTU.
  • all reference pictures for the neighboring CTU or the neighboring block for the current CTU may be derived as the target reference picture.
  • a method of using an average value of the motion vectors of the CUs as a motion vector used to derive the location of the memory block is an example, and instead of the average value of the motion vectors, a median value or a mode value is used. It may also be derived as a motion vector used to derive the position of the block. Alternatively, the average, median, or mode of the remaining motion vectors except for the minimum and maximum values of the motion vectors of the CUs may be derived as the motion vector. Alternatively, an average value, a median value or a mode value of the remaining motion vectors except for the median, minimum and maximum values of the motion vectors of the CUs may be derived as the motion vector.
  • a location of a predetermined memory block may be determined using a motion vector derived based on a neighboring block adjacent to the current CTU.
  • a motion vector predictor (MV) or a motion vector of the current CU in the current CTU is derived from a motion vector predictor (MV) or a motion vector from a neighboring block adjacent to the current CU.
  • a range of a predetermined memory block and a position of the MVP or the motion vector may be different. That is, the position indicated by the MVP or the motion vector may be outside the range of the preset memory block.
  • the MVP or the motion vector derived from the neighboring block may be replaced with the location of the memory block closest to the MVP or the motion vector derived from the neighboring block, and the motion vector of the neighboring block existing in the memory block. Only the MVP candidate can be added to the MVP candidate list of the current block.
  • FIG. 7 schematically illustrates an image encoding method by an encoding apparatus according to the present invention.
  • the method disclosed in FIG. 7 may be performed by the encoding apparatus disclosed in FIG. 1.
  • S700 to S720 of FIG. 7 may be performed by the prediction unit of the encoding apparatus
  • S730 may be performed by the entropy encoding unit of the encoding apparatus.
  • a process of deriving a residual sample for the current block based on an original sample and a prediction sample for the current block may be performed by a subtractor of the encoding apparatus.
  • the generating of the information about the residual on the current block may be performed by a converter of the encoding apparatus, and the encoding of the information about the residual may be performed by an entropy encoding unit of the encoding apparatus. It can be performed by.
  • the encoding apparatus adaptively sets a reference region with respect to a current coding tree unit (CTU) (S700).
  • the encoding apparatus may set the reference region for the current CTU based on the current CTU.
  • the encoding apparatus may derive motion information indicating a position in the reference region with respect to the blocks in the current CTU.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set based on the number of reference pictures for the current picture including the current CTU. For example, when the number of reference pictures for the current picture is 1, the size of the reference area may be set to a size of 374x374. When the number of reference pictures for the current picture is 2, the size of the reference area is When the number of reference pictures for the current picture is 3, the size of the reference area may be set to 216x216 size, and when the number of reference pictures for the current picture is 4, the reference.
  • the size of the region may be set to a size of 187x187, and when the number of reference pictures for the current picture is 5, the size of the reference region may be set to a size of 167x167, and the number of reference pictures for the current picture is 6 In this case, the size of the reference area may be set to a size of 152x152, and when the number of reference pictures for the current picture is 7, 'S can be set to 141x141 size, if the number 8 of the reference picture for the current picture, the size of the reference region may be set to 132x132 size.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set based on a neighboring block of the current CTU.
  • the neighboring block may be an upper peripheral CTU and / or a left peripheral CTU of the current CTU.
  • the size of the reference region with respect to the current CTU may be set based on the number of blocks having an NxN size or less included in an upper peripheral CTU of the current CTU.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set to a larger size.
  • the NxN size may be 8x8 size.
  • the size of the reference region with respect to the current CTU may be set based on the number of blocks having an NxN size or smaller included in a left peripheral CTU of the current CTU.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set to a larger size.
  • the NxN size may be 8x8 size.
  • the size of the reference region with respect to the current CTU may be set based on the number of blocks having an NxN size or smaller included in an upper peripheral CTU and a left peripheral CTU of the current CTU.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set to a larger size.
  • the NxN size may be 8x8 size.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set based on the number of motion vector groups of neighboring blocks of the current CTU.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set to a larger size.
  • the motion vector group may represent a set of similar motion vectors among motion vectors of blocks included in the neighboring block.
  • the neighboring block may be an upper peripheral CTU and / or a left peripheral CTU of the current block.
  • the reference region may be set as a non-square region. For example, when the x component of the motion vector of the neighboring block for the current CTU is greater than a threshold value than the y component, the reference region may be set to a size whose width is greater than the height. Further, when the y component of the motion vector of the neighboring block with respect to the current CTU is larger than a threshold value than the x component, the reference region may be set to a size whose height is greater than the width.
  • the position of the reference region with respect to the current CTU may be set based on the size of the reference region, the upper left position of the current CTU, the size of the current CTU, and the motion vector of a neighboring block with respect to the current CTU.
  • the position of the reference region may indicate a position of the upper left side of the reference region.
  • the position of the reference region with respect to the current CTU may be derived based on Equation 1 described above.
  • the motion vector of the neighboring block may be an average value of the motion vectors of the blocks included in the neighboring block.
  • the average value of the motion vectors of the blocks may be an average value of the motion vectors derived in proportion to the size of each of the blocks.
  • the size may indicate the number of samples of the block.
  • the motion vector of the neighboring block may be derived based on Equation 2 described above.
  • the average value of the motion vectors of the blocks may be an average value of the motion vectors derived in proportion to the frequency of the motion vectors.
  • the average value of the motion vectors of the blocks may be an average value of weighted motion vectors inversely proportional to the distance between the block of the motion vector and the current CTU.
  • the motion vector of the neighboring block may be a median value of the motion vectors of the blocks included in the neighboring block.
  • the motion vector of the neighboring block may be the mode of the motion vectors of the blocks included in the neighboring block.
  • the motion vector of the neighboring block may be an average value of the motion vectors excluding the median, the lowest value, and the maximum value among the motion vectors of the blocks included in the neighboring block.
  • the motion vector of the neighboring block may be an average value of the motion vectors except for the lowest value and the maximum value among the motion vectors of the blocks included in the neighboring block.
  • the neighbor block may include an upper peripheral CTU and a left peripheral CTU of the current CTU. Or, it may include an upper neighbor block and a left neighbor block of the current CTU.
  • the encoding apparatus may determine a target reference picture including the reference region, and generate and encode an index indicating the target reference picture.
  • the index may be signaled on a slice or tile basis.
  • the encoding apparatus may derive the reference picture closest to the current slice or the current tile including the current CTU as the target reference picture.
  • the closest reference picture may represent a reference picture having a POC having a smallest difference from the POC for the current slice or the current tile among reference pictures.
  • the encoding apparatus may derive the most frequent reference picture among the target reference pictures of the neighboring blocks of the current CTU as the target reference picture for the current CTU.
  • the encoding apparatus derives motion information for the current block in the current CTU (S710).
  • the reference block indicated by the motion information may be included in the reference area.
  • the encoding apparatus may derive motion information for the current block by applying a skip mode, a merge mode, or an AMVP mode.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the encoding apparatus may configure a merge candidate list using motion information of available neighboring blocks, and select one of the merge candidates included in the merge candidate list.
  • the selected merge candidate may be derived as motion information for the current block.
  • the encoding apparatus may encode a merge index indicating the selected merge candidate among merge candidates of the merge candidate list.
  • the merge index may be included in the information on the prediction of the current block.
  • the encoding apparatus uses the motion vector corresponding to the motion vector of the spatial neighboring block of the current block and / or the Col block, which is a temporal neighboring block, to the motion vector predictor candidate list Can be generated. That is, a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block and / or a motion vector corresponding to a Col block, which is a temporal neighboring block, may be used as a motion vector predictor candidate.
  • the encoding apparatus may select one motion vector predictor candidate from among motion vector predictor candidates included in the list as the prediction information of the current block, and use the selected motion vector predictor candidate as a motion vector predictor. We can derive the motion vector for.
  • 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 same and output the encoded bitstream in the form of a bitstream. That is, MVD may be obtained by subtracting the motion vector predictor from the motion vector of the current block.
  • the encoding apparatus may encode a motion vector predictor index indicating the selected motion vector predictor candidate among the motion vector predictor candidates included in the list. The motion vector predictor index may be included in the information about the prediction of the current block.
  • the encoding apparatus may derive a reference picture for the current block and may encode a reference picture index indicating the reference picture. The reference picture index may be included in the prediction information.
  • a modified motion vector indicating a position in the reference region closest to the position indicated by the motion vector may be derived. That is, when the position indicated by the motion vector with respect to the current block is out of the reference region, the encoding apparatus may derive a modified motion vector indicating a position in the reference region closest to the position indicated by the motion vector. Can be.
  • the reference block indicated by the modified motion vector may be derived as the reference block for the current block. That is, the encoding apparatus may perform prediction on the current block based on the modified motion vector. For example, the encoding apparatus may derive a prediction block for the current block based on the reference block indicated by the modified motion vector.
  • a merge candidate list or MVP candidate list for the current block when a merge candidate list or MVP candidate list for the current block is configured, when the position indicated by the motion vector of the neighboring block of the current block is outside the reference region, the reference closest to the position indicated by the motion vector A modified motion vector pointing to a location in the region may be derived, and the modified motion vector may be derived as a merge candidate or a motion vector predictor candidate of the current block.
  • the motion vector of the neighboring block is It may not be used as a merge candidate or a motion vector predictor candidate.
  • the encoding apparatus may encode prediction information about the current block.
  • the prediction information may include information indicating whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block.
  • the prediction information may include information indicating whether a merge mode or an AMVP mode is applied to the current block.
  • the encoding apparatus derives a predicted block for the current block based on the reference block indicated by the motion information (S720).
  • the encoding apparatus may derive a predicted sample for the current block based on the reconstructed sample of the reference block indicated by the motion information.
  • the encoding device encodes information about prediction of the current block (S730).
  • the encoding apparatus may encode the information about the prediction of the current block, and may output in the form of a bitstream.
  • the information on the prediction of the current block may include information indicating whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block.
  • the information on the prediction of the current block may include information indicating whether a merge mode or an AMVP mode is applied to the current block.
  • the information on the prediction of the current block may include a merge index.
  • the information on the prediction of the current block may include the motion vector predictor candidate index and the reference picture index.
  • the bitstream may be transmitted to a decoding device through a network or a (digital) storage medium.
  • 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.
  • FIG. 8 schematically illustrates an encoding apparatus for performing an image encoding method according to the present invention.
  • the method disclosed in FIG. 7 may be performed by the encoding apparatus disclosed in FIG. 8.
  • the prediction unit of the encoding apparatus of FIG. 8 may perform S700 to S720 of FIG. 7, and the entropy encoding unit of the encoding apparatus of FIG. 8 may perform S730 of FIG. 7.
  • a process of deriving a residual sample for the current block based on the original sample and the prediction sample for the current block may be performed by the subtraction unit of the encoding apparatus of FIG. 8.
  • the generating of the information about the residual for the current block based on the residual sample may be performed by the converter of the encoding apparatus of FIG. 8, and the encoding of the residual information may be performed in FIG. 8. May be performed by an entropy encoding unit of the encoding apparatus.
  • FIG. 9 schematically illustrates an image decoding method by a decoding apparatus according to the present invention.
  • the method disclosed in FIG. 9 may be performed by the decoding apparatus disclosed in FIG. 2.
  • S900 to S910 of FIG. 9 may be performed by the prediction unit of the decoding apparatus.
  • the process of acquiring the information on the prediction of the current block and the information on the residual through the bitstream may be performed by an entropy decoding unit of the decoding apparatus, based on the residual information.
  • the process of deriving the residual sample for the current block may be performed by an inverse transform unit of the decoding apparatus, and the process of generating a reconstructed picture based on the prediction sample and the residual sample may include an adder of the decoding apparatus. It can be performed by.
  • the decoding apparatus derives motion information on the current block in the current CTU (S900).
  • the decoding apparatus may derive motion information for the current block, and the motion information may include a motion vector and a reference picture index indicating a reference picture for the current block.
  • the reference block indicated by the motion information may be included in a reference region adaptively set with respect to the current CTU.
  • the reference region may be set based on the current CTU.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set based on the number of reference pictures for the current picture including the current CTU. For example, when the number of reference pictures for the current picture is 1, the size of the reference area may be set to a size of 374x374. When the number of reference pictures for the current picture is 2, the size of the reference area is When the number of reference pictures for the current picture is 3, the size of the reference area may be set to 216x216 size, and when the number of reference pictures for the current picture is 4, the reference.
  • the size of the region may be set to a size of 187x187, and when the number of reference pictures for the current picture is 5, the size of the reference region may be set to a size of 167x167, and the number of reference pictures for the current picture is 6 In this case, the size of the reference area may be set to a size of 152x152, and when the number of reference pictures for the current picture is 7, 'S can be set to 141x141 size, if the number 8 of the reference picture for the current picture, the size of the reference region may be set to 132x132 size.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set based on a neighboring block of the current CTU.
  • the neighboring block may be an upper peripheral CTU and / or a left peripheral CTU of the current CTU.
  • the size of the reference region with respect to the current CTU may be set based on the number of blocks having an NxN size or less included in an upper peripheral CTU of the current CTU.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set to a larger size.
  • the NxN size may be 8x8 size.
  • the size of the reference region with respect to the current CTU may be set based on the number of blocks having an NxN size or smaller included in a left peripheral CTU of the current CTU.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set to a larger size.
  • the NxN size may be 8x8 size.
  • the size of the reference region with respect to the current CTU may be set based on the number of blocks having an NxN size or smaller included in an upper peripheral CTU and a left peripheral CTU of the current CTU.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set to a larger size.
  • the NxN size may be 8x8 size.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set based on the number of motion vector groups of neighboring blocks of the current CTU.
  • the size of the reference region for the current CTU may be set to a larger size.
  • the motion vector group may represent a set of similar motion vectors among motion vectors of blocks included in the neighboring block.
  • the neighboring block may be an upper peripheral CTU and / or a left peripheral CTU of the current block.
  • the reference region may be set as a non-square region. For example, when the x component of the motion vector of the neighboring block for the current CTU is greater than a threshold value than the y component, the reference region may be set to a size whose width is greater than the height. Further, when the y component of the motion vector of the neighboring block with respect to the current CTU is larger than a threshold value than the x component, the reference region may be set to a size whose height is greater than the width.
  • the position of the reference region with respect to the current CTU may be set based on the size of the reference region, the upper left position of the current CTU, the size of the current CTU, and the motion vector of a neighboring block with respect to the current CTU.
  • the position of the reference region may indicate a position of the upper left side of the reference region.
  • the position of the reference region with respect to the current CTU may be derived based on Equation 1 described above.
  • the motion vector of the neighboring block may be an average value of the motion vectors of the blocks included in the neighboring block.
  • the average value of the motion vectors of the blocks may be an average value of the motion vectors derived in proportion to the size of each of the blocks.
  • the size may indicate the number of samples of the block.
  • the motion vector of the neighboring block may be derived based on Equation 2 described above.
  • the average value of the motion vectors of the blocks may be an average value of the motion vectors derived in proportion to the frequency of the motion vectors.
  • the average value of the motion vectors of the blocks may be an average value of weighted motion vectors inversely proportional to the distance between the block of the motion vector and the current CTU.
  • the motion vector of the neighboring block may be a median value of the motion vectors of the blocks included in the neighboring block.
  • the motion vector of the neighboring block may be the mode of the motion vectors of the blocks included in the neighboring block.
  • the motion vector of the neighboring block may be an average value of the motion vectors excluding the median, the lowest value, and the maximum value among the motion vectors of the blocks included in the neighboring block.
  • the motion vector of the neighboring block may be an average value of the motion vectors except for the lowest value and the maximum value among the motion vectors of the blocks included in the neighboring block.
  • the neighbor block may include an upper peripheral CTU and a left peripheral CTU of the current CTU. Or, it may include an upper neighbor block and a left neighbor block of the current CTU.
  • the target reference picture including the reference region may be derived based on an index indicating the target reference picture.
  • the index may be signaled in units of slices or tiles. For example, an index indicating a target reference picture for the current slice or the current tile including the current CTU may be obtained, and a target reference picture for the current CTU may be derived based on the index.
  • a reference picture closest to a current slice or a current tile including the current CTU may be derived as the target reference picture.
  • the closest reference picture may represent a reference picture having a POC having a smallest difference from the POC for the current slice or the current tile among reference pictures.
  • the most frequent reference picture among the target reference pictures of neighboring blocks of the current CTU may be derived as the target reference picture for the current CTU.
  • the decoding apparatus may obtain information about the prediction of the current block through the bitstream, and determine whether to apply intra prediction or inter prediction based on the information about the prediction.
  • the motion information for the current block may be obtained or derived based on the information on the prediction provided by the encoding apparatus.
  • the decoding apparatus may apply any one of a skip mode, a merge mode, and an MVP mode.
  • the motion information of the neighboring block may be used as the motion information of the current block.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block and a temporal neighboring block.
  • the decoding apparatus may construct a merge candidate list using motion information of available neighboring blocks, and use information indicated by the merge index on the merge candidate list as a motion vector of the current block.
  • the merge index may be signaled from the encoding device.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture.
  • the motion information of the temporal neighboring block is used in the skip mode and the merge mode, the highest picture on the reference picture list may be used as the reference picture.
  • the motion vector of the current block may be derived using the motion vector of the neighboring block as a motion vector predictor.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block and a temporal neighboring block.
  • a merge candidate list may be generated by using a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block and / or a motion vector corresponding to a Col block, which is a temporal neighboring block.
  • the motion vector of the candidate block selected from the merge candidate list is used as the motion vector of the current block.
  • the information about the prediction may include a merge index indicating a candidate block having an optimal motion vector selected from candidate blocks included in the merge candidate list.
  • the decoding apparatus may derive the motion vector of the current block by using the merge index.
  • a motion vector predictor candidate list may be generated using a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block and / or a motion vector corresponding to a Col block which is a temporal neighboring block.
  • the prediction information may include a motion vector predictor (MVP) index indicating an optimal motion vector predictor candidate selected from the motion vector predictor candidates included in the list.
  • MVP motion vector predictor
  • the decoding apparatus may select a motion vector predictor of the current block from among motion vector predictor candidates included in the motion vector predictor candidate list using the MVP index.
  • the decoding apparatus may obtain a motion vector difference (MVD) 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 decoding apparatus may also obtain or derive a reference picture index or the like indicating the reference picture from the information about the prediction.
  • a modified motion vector indicating a position in the reference region closest to the position indicated by the motion vector may be derived. That is, when the position indicated by the motion vector with respect to the current block is outside the reference region, the decoding apparatus may derive a modified motion vector indicating a position in the reference region closest to the position indicated by the motion vector. Can be.
  • the reference block indicated by the modified motion vector may be derived as the reference block for the current block. That is, the decoding apparatus may perform prediction on the current block based on the modified motion vector. For example, the decoding apparatus may derive a prediction block for the current block based on the reference block indicated by the modified motion vector.
  • a merge candidate list or MVP candidate list for the current block when a merge candidate list or MVP candidate list for the current block is configured, when the position indicated by the motion vector of the neighboring block of the current block is outside the reference region, the reference closest to the position indicated by the motion vector A modified motion vector pointing to a location in the region may be derived, and the modified motion vector may be derived as a merge candidate or a motion vector predictor candidate of the current block.
  • the motion vector of the neighboring block is It may not be used as a merge candidate or a motion vector predictor candidate.
  • the decoding apparatus derives a predicted block for the current block based on the reference block indicated by the motion information for the current block (S910).
  • the decoding apparatus may derive a predicted sample for the current block based on the reconstructed sample of the reference block indicated by the motion information.
  • the decoding apparatus may directly use the prediction sample as a reconstruction sample according to a prediction mode, or generate a reconstruction sample by adding a residual sample to the prediction sample. If there is a residual sample for the current block, the decoding apparatus may receive information about the residual for the current block, and the information about the residual may be included in the information about the face. The information about the residual may include transform coefficients regarding the residual sample. The decoding apparatus may derive the residual sample (or residual sample array) for the current block based on the residual information. The decoding apparatus may generate a reconstructed sample based on the prediction sample and the residual sample, and may derive a reconstructed block or a reconstructed picture based on the reconstructed sample. Thereafter, as described above, the decoding apparatus may apply an in-loop filtering procedure, such as a deblocking filtering and / or SAO procedure, to the reconstructed picture in order to improve subjective / objective picture quality as necessary.
  • an in-loop filtering procedure such as a deblocking filtering and / or
  • FIG. 10 schematically illustrates a decoding apparatus for performing an image decoding method according to the present invention.
  • the method disclosed in FIG. 9 may be performed by the decoding apparatus disclosed in FIG. 10.
  • the prediction unit of the decoding apparatus of FIG. 10 may perform S900 to S910 of FIG. 9.
  • a process of acquiring information about prediction of the current block through a bitstream and information about a residual for the current block through a bitstream and / or the target reference picture through a bitstream may be performed by an entropy decoding unit of the decoding apparatus of FIG. 10, and the process of deriving the residual sample for the current block based on the residual information may be performed by the decoding of FIG. 10.
  • the process may be performed by an inverse transform unit of the apparatus, and a process of generating a reconstructed picture based on the prediction sample and the residual sample may be performed by an adder of the decoding apparatus of FIG. 10.
  • the memory bandwidth may be reduced by presetting a limited reference region for the CTU, and the coding complexity may be reduced in performing inter prediction on the blocks in the CTU.
  • the memory band whistle may be adjusted to reflect the characteristics and coding complexity of the CTU, thereby improving the overall coding coding efficiency.
  • the above-described method according to the present invention may be implemented in software, and the encoding device and / or the decoding device according to the present invention may perform image processing of, for example, a TV, a computer, a smartphone, a set-top box, a display device, and the like. It can be included in the device.
  • the above-described method may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device. That is, the embodiments described in the present invention may be implemented and performed on a processor, a microprocessor, a controller, or a chip. For example, the functional units shown in each drawing may be implemented and performed on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the decoding apparatus and encoding apparatus 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, and mobile streaming.
  • 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 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.
  • an embodiment of the present invention may be implemented as a computer program product by program code, which 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.
  • the 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 (e.g., smartwatches, glass glasses, head mounted displays), digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player

Landscapes

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Abstract

본 발명에 따른 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법은 현재 CTU(Coding Tree Unit) 내 현재 블록에 대한 움직임 정보를 도출하되, 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함하는 단계, 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보가 가리키는 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 블록(predicted block)을 도출하는 단계를 포함하고, 상기 참조 블록은 상기 현재 CTU에 대하여 적응적으로 설정된 참조 영역에 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

제한된 참조 영역이 설정된 인터 예측을 이용한 영상 코딩 방법 및 그 장치
본 발명은 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 제한된 참조 영역이 설정된 인터 예측을 이용한 영상 디코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 현재 CTU 에 대하여 설정된 참조 영역 내 참조 블록을 가리키는 움직임 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측을 수행하는 영상 디코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 현재 CTU 을 기반으로 제한된 참조 영역의 위치 및 사이즈를 설정하는 영상 디코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 CTU(Coding Tree Unit) 내 현재 블록에 대한 움직임 정보를 도출하되, 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함하는 단계, 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보가 가리키는 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 블록(predicted block)을 도출하는 단계를 포함하고, 상기 참조 블록은 상기 현재 CTU에 대하여 적응적으로 설정된 참조 영역에 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 현재 CTU(Coding Tree Unit) 내 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보를 도출하되, 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함하고, 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보가 가리키는 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 블록(predicted block)을 도출하는 예측부를 포함하되, 상기 참조 블록은 상기 현재 CTU에 대하여 적응적으로 설정된 참조 영역에 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오 인코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 현재 CTU(Coding Tree Unit) 에 대하여 적응적으로 참조 영역을 설정하는 단계, 상기 현재 CTU 내 현재 블록에 대한 움직임 정보를 도출하되, 상기 움직임 정보가 가리키는 참조 블록은 상기 참조 영역에 포함되는 단계, 상기 움직임 정보가 가리키는 상기 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 블록(predicted block)을 도출하는 단계, 및 상기 현재 블록의 예측에 대한 정보를 인코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 비디오 인코딩 장치를 제공한다. 상기 인코딩 장치는 현재 CTU(Coding Tree Unit) 에 대하여 적응적으로 참조 영역을 설정하고, 상기 현재 CTU 내 현재 블록에 대한 움직임 정보를 도출하되, 상기 움직임 정보가 가리키는 참조 블록은 상기 참조 영역에 포함되고, 상기 움직임 정보가 가리키는 상기 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 블록(predicted block)을 도출하는 예측부, 및 상기 현재 블록의 예측에 대한 정보를 인코딩하는 엔트로피 인코딩부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 CTU 에 대한 제한된 참조 영역을 미리 설정함으로써 메모리 밴드위스를 줄일 수 있으며, 상기 CTU 내 블록에 대한 인터 예측을 수행함에 있어 코딩 복잡도를 감소시키는 효과를 발생시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 CTU 를 기반으로 적응적으로 제한된 참조 영역을 설정하여 CTU 의 특성 및 코딩 복잡도를 반영하여 메모리 밴드위스를 조절할 수 있고, 이를 통하여 전반적인 코딩 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 현재 CTU 에 대한 기설정된 메모리 영역을 도출하는 일 예를 나타낸다.
도 4는 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈를 결정하는데 사용되는 주변 CTU 를 예시적으로 나타낸다.
도 5는 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈를 결정하는데 사용되는 주변 CTU 의 움직임 벡터 그룹을 예시적으로 나타낸다.
도 6은 현재 CTU에 대한 메모리 블록의 위치를 도출하기 위하여 사용되는 주변 블록을 예시적으로 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 인코딩 장치에 의한 영상 인코딩 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 영상 인코딩 방법을 수행하는 인코딩 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 디코딩 장치에 의한 영상 디코딩 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 영상 디코딩 방법을 수행하는 디코딩 장치를 개략적으로 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 도는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
한편, 본 발명은 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명에서 개시된 방법/실시예는 VVC (versatile video coding) 표준 또는 차세대 비디오/이미지 코딩 표준에 개시된 방법에 적용될 수 있다.
본 명세서에서 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 하나의 픽처는 복수의 슬라이스로 구성될 수 있으며, 필요에 따라서 픽처 및 슬라이스는 서로 혼용되어 사용될 수 있다.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낸다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 비디오 인코딩 장치(100)는 픽처 분할부(105), 예측부(110), 레지듀얼 처리부(120), 엔트로피 인코딩부(130), 가산부(140), 필터부(150) 및 메모리(160)을 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(120)는 감산부(121), 변환부(122), 양자화부(123), 재정렬부(124), 역양자화부(125) 및 역변환부(126)를 포함할 수 있다.
픽처 분할부(105)는 입력된 픽처를 적어도 하나의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다.
일 예로, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBT (Quad-tree binary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다.
다른 예로, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU) 예측 유닛(prediction unit, PU) 또는 변환 유닛(transform unit, TU)을 포함할 수도 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 하위(deeper) 뎁스의 코딩 유닛들로 분할(split)될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 최소 코딩 유닛(smallest coding unit, SCU)이 설정된 경우 코딩 유닛은 최소 코딩 유닛보다 더 작은 코딩 유닛으로 분할될 수 없다. 여기서 최종 코딩 유닛이라 함은 예측 유닛 또는 변환 유닛으로 파티셔닝 또는 분할되는 기반이 되는 코딩 유닛을 의미한다. 예측 유닛은 코딩 유닛으로부터 파티셔닝(partitioning)되는 유닛으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록(sub block)으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 유닛일 수 있다. 이하, 코딩 유닛은 코딩 블록(coding block, CB), 예측 유닛은 예측 블록(prediction block, PB), 변환 유닛은 변환 블록(transform block, TB) 으로 불릴 수 있다. 예측 블록 또는 예측 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 예측 샘플의 어레이(array)를 포함할 수 있다. 또한, 변환 블록 또는 변환 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 변환 계수 또는 레지듀얼 샘플의 어레이를 포함할 수 있다.
예측부(110)는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(110)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.
예측부(110)는 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다. 일 예로, 예측부(110)는 CU 단위로 인트라 예측 또는 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다.
인트라 예측의 경우에, 예측부(110)는 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 현재 블록 외부의 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 예측부(110)는 (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다. 인트라 예측에서 예측 모드는 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드와 적어도 2개 이상의 비방향성 모드를 가질 수 있다. 비방향성 모드는 DC 예측 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 예측부(110)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측의 경우에, 예측부(110)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 샘플을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(110)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, 및 MVP(motion vector prediction) 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 예측부(110)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차(레지듀얼)가 전송되지 않는다. MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(Motion Vector Predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터 예측자로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처(reference picture)에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 움직임 정보(motion information)는 움직임 벡터와 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 예측 모드 정보와 움직임 정보 등의 정보는 (엔트로피) 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트(reference picture list) 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수도 있다. 참조 픽처 리스트(Picture Order Count)에 포함되는 참조 픽처들은 현재 픽처와 해당 참조 픽처 간의 POC(Picture order count) 차이 기반으로 정렬될 수 있다. POC는 픽처의 디스플레이 순서에 대응하며, 코딩 순서와 구분될 수 있다.
감산부(121)는 원본 샘플과 예측 샘플 간의 차이인 레지듀얼 샘플을 생성한다. 스킵 모드가 적용되는 경우에는, 상술한 바와 같이 레지듀얼 샘플을 생성하지 않을 수 있다.
변환부(122)는 변환 블록 단위로 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 변환부(122)는 해당 변환 블록의 사이즈와, 해당 변환 블록과 공간적으로 겹치는 코딩 블록 또는 예측 블록에 적용된 예측 모드에 따라서 변환을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 변환 블록과 겹치는 상기 코딩 블록 또는 상기 예측 블록에 인트라 예측이 적용되었고, 상기 변환 블록이 4×4의 레지듀얼 어레이(array)라면, 레지듀얼 샘플은 DST(Discrete Sine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환되고, 그 외의 경우라면 레지듀얼 샘플은 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환할 수 있다.
양자화부(123)는 변환 계수들을 양자화하여, 양자화된 변환 계수를 생성할 수 있다.
재정렬부(124)는 양자화된 변환 계수를 재정렬한다. 재정렬부(124)는 계수들 스캐닝(scanning) 방법을 통해 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있다. 여기서 재정렬부(124)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(124)는 양자화부(123)의 일부일 수 있다.
엔트로피 인코딩부(130)는 양자화된 변환 계수들에 대한 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩은 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 인코딩 방법을 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(130)는 양자화된 변환 계수 외 비디오 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소(syntax element)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 엔트로피 인코딩된 정보들은 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다.
역양자화부(125)는 양자화부(123)에서 양자화된 값(양자화된 변환 계수)들을 역양자화하고, 역변환부(126)는 역양자화부(125)에서 역양자화된 값들을 역변환하여 레지듀얼 샘플을 생성한다.
가산부(140)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 합쳐서 픽처를 복원한다. 레지듀얼 샘플과 예측 샘플은 블록 단위로 더해져서 복원 블록이 생성될 수 있다. 여기서 가산부(140)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(140)는 예측부(110)의 일부일 수 있다. 한편, 가산부(140)는 복원부 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.
복원된 픽처(reconstructed picture)에 대하여 필터부(150)는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset)을 적용할 수 있다. 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋을 통해, 복원 픽처 내 블록 경계의 아티팩트나 양자화 과정에서의 왜곡이 보정될 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링의 과정이 완료된 후 적용될 수 있다. 필터부(150)는 ALF(Adaptive Loop Filter)를 복원된 픽처에 적용할 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋이 적용된 후의 복원된 픽처에 대하여 적용될 수 있다.
메모리(160)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 인코딩/디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(150)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 상기 저장된 복원 픽처는 다른 픽처의 (인터) 예측을 위한 참조 픽처로 활용될 수 있다. 예컨대, 메모리(160)는 인터 예측에 사용되는 (참조) 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트(reference picture set) 혹은 참조 픽처 리스트(reference picture list)에 의해 지정될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 비디오 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 레지듀얼 처리부(220), 예측부(230), 가산부(240), 필터부(250) 및 메모리(260)을 포함할 수 있다. 여기서 레지듀얼 처리부(220)는 재정렬부(221), 역양자화부(222), 역변환부(223)을 포함할 수 있다.
비디오 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 비디오 디코딩 장치(200)는 비디오 인코딩 장치에서 비디오 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 비디오를 복원할 수 있다.
예컨대, 비디오 디코딩 장치(200)는 비디오 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 비디오 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 비디오 디코딩의 처리 유닛 블록은 일 예로 코딩 유닛일 수 있고, 다른 예로 코딩 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다.
예측 유닛 및 변환 유닛이 경우에 따라 더 사용될 수 있으며, 이 경우 예측 블록은 코딩 유닛으로부터 도출 또는 파티셔닝되는 블록으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호를 유도하는 유닛일 수 있다.
엔트로피 디코딩부(210)는 비트스트림을 파싱하여 비디오 복원 또는 픽처 복원에 필요한 정보를 출력할 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 비디오 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다.
보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다.
엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(230)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수는 재정렬부(221)로 입력될 수 있다.
재정렬부(221)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 재정렬부(221)는 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캐닝에 대응하여 재정렬을 수행할 수 있다. 여기서 재정렬부(221)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(221)는 역양자화부(222)의 일부일 수 있다.
역양자화부(222)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 (역)양자화 파라미터를 기반으로 역양자화하여 변환 계수를 출력할 수 있다. 이 때, 양자화 파라미터를 유도하기 위한 정보는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다.
역변환부(223)는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 샘플들을 유도할 수 있다.
예측부(230)는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(230)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수도 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.
예측부(230)는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 인트라 예측을 적용할 것인지 인터 예측을 적용할 것인지를 결정할 수 있다. 이 때, 인트라 예측과 인터 예측 중 어느 것을 적용할 것인지를 결정하는 단위와 예측 샘플을 생성하는 단위는 상이할 수 있다. 아울러, 인터 예측과 인트라 예측에 있어서 예측 샘플을 생성하는 단위 또한 상이할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측과 인트라 예측 중 어느 것을 적용할 것인지는 CU 단위로 결정할 수 있다. 또한 예를 들어, 인터 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 예측 샘플을 생성할 수 있고, 인트라 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 TU 단위로 예측 샘플을 생성할 수도 있다.
인트라 예측의 경우에, 예측부(230)는 현재 픽처 내의 주변 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(230)는 현재 블록의 주변 참조 샘플을 기반으로 방향성 모드 또는 비방향성 모드를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 적용할 예측 모드가 결정될 수도 있다.
인터 예측의 경우에, 예측부(230)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 참조 픽처 상에서 특정되는 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(230)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드 및 MVP 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이때, 비디오 인코딩 장치에서 제공된 현재 블록의 인터 예측에 필요한 움직임 정보, 예컨대 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스 등에 관한 정보는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 획득 또는 유도될 수 있다
스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 주변 블록의 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.
예측부(230)는 가용한 주변 블록의 움직임 정보로 머지 후보 리스트를 구성하고, 머지 인덱스가 머지 후보 리스트 상에서 지시하는 정보를 현재 블록의 움직임 벡터로 사용할 수 있다. 머지 인덱스는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다. 움직임 정보는 움직임 벡터와 참조 픽처를 포함할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수 있다.
스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차이(레지듀얼)이 전송되지 않는다.
MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터가 유도될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.
일 예로, 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 머지 후보 리스트가 생성될 수 있다. 머지 모드에서는 머지 후보 리스트에서 선택된 후보 블록의 움직임 벡터가 현재 블록의 움직임 벡터로 사용된다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보 블록들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 갖는 후보 블록을 지시하는 머지 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 머지 인덱스를 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
다른 예로, MVP(Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 후보로 사용될 수 있다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 지시하는 예측 움직임 벡터 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 움직임 벡터 인덱스를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서, 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있다. 인코딩 장치의 예측부는 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 움직임 벡터 예측자를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 예측에 관한 정보에 포함된 움직임 벡터 차분을 획득하고, 상기 움직임 벡터 차분과 상기 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 상기 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 예측부는 또한 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다.
가산부(240)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 더하여 현재 블록 혹은 현재 픽처를 복원할 수 있다. 가산부(240)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 블록 단위로 더하여 현재 픽처를 복원할 수도 있다. 스킵 모드가 적용된 경우에는 레지듀얼이 전송되지 않으므로, 예측 샘플이 복원 샘플이 될 수 있다. 여기서는 가산부(240)를 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(240)는 예측부(230)의 일부일 수도 있다. 한편, 가산부(240)는 복원부 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.
필터부(250)는 복원된 픽처에 디블록킹 필터링 샘플 적응적 오프셋, 및/또는 ALF 등을 적용할 수 있다. 이 때, 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링 이후 적용될 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋 이후 적용될 수도 있다.
메모리(260)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(250)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 예컨대, 메모리(260)는 인터 예측에 사용되는 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트 혹은 참조 픽처 리스트에 의해 지정될 수도 있다. 복원된 픽처는 다른 픽처에 대한 참조 픽처로서 이용될 수 있다. 또한, 메모리(260)는 복원된 픽처를 출력 순서에 따라서 출력할 수도 있다.
한편, 상술한 인터 예측의 경우, 현재 블록에 대하여 공간적, 시간적으로 인접한 주변 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 움직임 정보의 도출을 위한 참조 블록의 사이즈가 다양해지고(즉, 다양한 블록 사이즈에 대한 움직임 정보가 존재), 또한, 현재 블록 내의 서브 블록 단위로 움직임 정보를 도출하거나, 도출된 움직임 정보를 리파인먼트(refinement)하는 등의 기술이 제안되면서 정해지지 않은 영역에서 참조 블록을 유도하는 경우가 빈번히 발생하고 있다. 이는 현재 블록에 대한 움직임 정보 예측 및 움직임 보상 과정에서 참조 블록을 얻기 위해 높은 메모리 밴드위스(memory bandwidth)를 요하게 되는 문제가 발생될 수 있다.
상술한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 상기 현재 블록에 대한 참조 블록을 제한된 메모리 영역에서 도출하는 방안을 제안한다. 제한된 메모리 영역을 미리 설정함으로써 메모리 밴드위스를 줄일 수 있으며, 인터 예측을 수행함에 있어 코딩 복잡도를 감소시키는 효과를 발생시킬 수 있다.
도 3은 현재 CTU 에 대한 기설정된 메모리 영역을 도출하는 일 예를 나타낸다. 상기 기설정된 메모리 영역은 기설정된 메모리 블록(pre-defined memory block), 기설정된 참조 블록 또는 기설정된 참조 영역이라고 나타낼 수 있다.
구체적으로, 예를 들어, 도 3은 하나의 CTU(Coding Tree Unit, CTU) 내에 존재하는 모든 CU(Coding Unit, CU)에 대하여 동일한 사이즈 및 동일한 위치의 참조 블록을 사용하여 움직임 예측 및 보상하는 방법을 나타낼 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 것과 같이 상기 CTU 에 포함되는 CU 들에 대한 예측은 상기 CTU 에 대한 기설정된 메모리 영역에서의 움직임 보상(motion compensation)을 통하여 수행될 수 있다. 상술한 실시예를 통하여 움직임 예측 및 보상 과정에서의 메모리 밴드위스를 줄일 수 있다.
예를 들어, 상기 현재 블록이 포함된 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 위치는 다음의 수학식과 같이 도출될 수 있다. 한편, 상기 메모리 블록의 위치는 상기 메모리 블록의 좌상단 위치를 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2019004254-appb-M000001
여기서, (i, j) 는 상기 현재 CTU 의 좌상단 위치를 나타낸다. 즉, i는 상기 현재 CTU의 좌상단 위치의 x 성분, j는 상기 현재 CTU의 좌상단 위치의 y 성분을 나타낸다. 또한, (MVX, MVY) 는 상기 현재 CTU의 주변 블록을 기반으로 도출된 움직임 벡터를 나타낸다. 즉, MVX 는 상기 현재 CTU의 주변 블록을 기반으로 도출된 상기 움직임 벡터의 x 성분, MVY 는 상기 현재 CTU의 주변 블록을 기반으로 도출된 상기 움직임 벡터의 y 성분을 나타낸다. CTUsize 는 상기 현재 CTU 의 사이즈를 나타내고, N은 기설정된 메모리 블록의 사이즈를 나타낸다. 한편, 상기 현재 CTU 의 사이즈는 상기 현재 CTU 의 샘플수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 CTU의 사이즈는 128일 수 있다.
한편, 상기 기설정된 메모리 블록의 사이즈는 인터 예측의 복잡도를 고려하여 결정될 수 있다. 상기 인터 예측의 복잡도를 판단하는 기준으로 다양한 실시예들이 제안될 수 있다.
일 예로, 상기 메모리 블록의 사이즈는 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수를 기반으로 결정될 수 있다. 가능한 모든 참조 픽처에 대하여 CU 혹은 Sub-CU 단위의 움직임 예측 및 리파인먼트 과정이 수행될 경우, 필요로 하는 메모리 밴드위스는 참조 픽처의 수만큼 증가할 수 있고, 이는 인터 예측을 수행하는 코딩의 복잡도 증가로 이어질 수 있다. 따라서, 이를 개선하는 방안으로 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수에 따라 기설정된 메모리 블록의 사이즈를 결정하는 방안이 제안될 수 있다.
예를 들어, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수에 따른 상기 메모리 블록의 사이즈는 다음의 표와 같이 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2019004254-appb-T000001
표 1을 참조하면, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 1인 경우, 상기 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈는 374x374 사이즈로 도출될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 2인 경우, 상기 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈는 264x264 사이즈로 도출될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 3인 경우, 상기 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈는 216x216 사이즈로 도출될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 4인 경우, 상기 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈는 187x187 사이즈로 도출될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 5인 경우, 상기 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈는 167x167 사이즈로 도출될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 6인 경우, 상기 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈는 152x152 사이즈로 도출될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 7인 경우, 상기 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈는 141x141 사이즈로 도출될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 8인 경우, 상기 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈는 132x132 사이즈로 도출될 수 있다.
또한, 일 예로, 현재 CTU 의 주변 CTU 또는 기설정된 상기 현재 CTU에 인접한 주변 블록을 기반으로 상기 복잡도가 결정될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 주변 CTU 혹은 상기 기설정된 주변 블록이 작은 CU들로 구성되거나, 상기 주변 CTU 혹은 상기 기설정된 주변 블록에 포함되는 CU들의 움직임 벡터의 차가 큰 경우, 상기 복잡도가 높은 것으로 판단할 수 있다.
도 4는 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈를 결정하는데 사용되는 주변 CTU 를 예시적으로 나타낸다. 예를 들어, 상기 메모리 블록의 사이즈는 상기 주변 CTU 또는 기설정된 주변 블록에 포함된 NxN 사이즈 이하의 CU 의 개수를 기반으로 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 현재 CTU 의 상측 주변 CTU 에 포함된 사이즈가 8x8 사이즈 이하인 CU의 개수 및 상기 현재 CTU 의 좌측 주변 CTU 에 포함된 사이즈가 8x8 사이즈 이하인 CU의 개수가 임계값(threshold)보다 큰 경우, 상기 현재 CTU 는 코딩 과정이 복잡한 블록으로 판단될 수 있고, 이에, 메모리 블록의 크기가 조정될 수 있다. 예를 들어, 상기 메모리 블록의 크기가 보다 크게 조정될 수 있다.
또는, 상기 현재 CTU 의 상측 주변 CTU 에 포함된 움직임 벡터 그룹의 개수 및 상기 현재 CTU 의 좌측 주변 CTU 에 포함된 움직임 벡터 그룹의 개수가 임계값(threshold)보다 큰 경우, 상기 현재 CTU 는 코딩 과정이 복잡한 블록으로 판단될 수 있고, 이에, 메모리 블록의 크기가 조정될 수 있다. 예를 들어, 상기 메모리 블록의 크기가 보다 크게 조정될 수 있다.
도 5는 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈를 결정하는데 사용되는 주변 CTU 의 움직임 벡터 그룹을 예시적으로 나타낸다. 움직임 벡터 그룹은 CU 들의 움직임 벡터들 중 유사한 움직임 벡터들의 그룹을 나타낼 수 있다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 주변 CTU들 내 CU 들의 움직임 벡터들의 유사성을 판단할 수 있고, 유사한 움직임 벡터들을 그룹핑할 수 있고, 차이가 큰 움직임 벡터는 다른 움직임 벡터 그룹으로 그룹핑할 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면 상기 주변 CTU 는 4개의 움직임 벡터 그룹들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 현재 CTU 의 주변 CTU 에 포함된 움직임 벡터 그룹의 개수가 4 (즉, 임계값이 4로 설정) 이상인 경우, 상기 현재 CTU 는 코딩 과정이 복잡한 블록으로 판단될 수 있고, 이에, 메모리 블록의 크기가 보다 크게 조정될 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서는 주변 CTU 를 기반으로 상기 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈를 도출하는 방안이 제안되고 있으나, 상기 주변 CTU 는 일 예로 상기 주변 CTU 대신 상기 현재 CTU 에 인접한 기설정된 주변 블록을 기반으로 상기 현재 CTU 에 대한 메모리 블록의 사이즈가 도출될 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에서는 상기 메모리 블록이 정방형 블록으로 도출될 수 있지만, 상기 메모리 블록을 비정방형 블록으로 도출하는 방안도 제안될 수 있다. 예를 들어, 상기 메모리 블록의 사이즈를 판단하는데 사용되는 주변 블록의 x 축 및 y 축으로의 움직임 정도에 따라서 상기 메모리 블록은 비정방형 블록으로 도출될 수 있다. 즉, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 주변 블록의 움직임 벡터의 x 성분과 y성분을 비교하여 상기 메모리 블록을 비정방형 블록으로 도출할지 여부를 판단할 수 있다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 주변 블록의 움직임 벡터의 x 성분과 y성분의 차이가 임계값보다 큰 경우, 상기 메모리 블록을 큰 성분의 방향으로 더 크게 상기 메모리 블록의 사이즈를 조정할 수 있다. 이를 통하여 메모리 제한으로 인한 성능 감소를 최소화하는 효과가 발생할 수 있다.
한편, 상술한 수학식 1과 같이 상기 메모리 블록의 위치는 상기 현재 CTU의 주변 블록의 움직임 벡터를 사용하여 도출될 수 있다. 여기서, 상기 현재 CTU의 주변 블록은 상기 현재 CTU의 상측 주변 CTU 및/또는 좌측 주변 CTU가 될 수 있다.
도 6은 현재 CTU에 대한 메모리 블록의 위치를 도출하기 위하여 사용되는 주변 블록을 예시적으로 나타낸다. 예를 들어, 도 6의 (a)에 도시된 것과 같이 상기 현재 CTU의 상측 주변 CTU 및 좌측 주변 CTU 가 상기 주변 블록으로 사용될 수 있다. 또는, 도 6의 (b)에 도시된 것과 같이 기설정된 사이즈의 상측 주변 블록 및 좌측 주변 블록이 상기 주변 블록으로 사용될 수 있다.
예를 들어, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 주변 블록의 움직임 정보를 수집할 수 있고, 수집된 움직임 정보의 평균값을 상기 메모리 블록의 위치를 도출하기 위하여 사용되는 움직임 벡터로 도출할 수 있다. 즉, 상기 주변 블록에 포함된 CU들의 움직임 벡터들의 평균값이 도출될 수 있고, 상기 움직임 벡터들의 평균값이 상기 메모리 블록의 위치를 도출하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 메모리 블록의 위치를 도출하기 위하여 사용되는 움직임 벡터는 다음의 수학식과 같이 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2019004254-appb-M000002
여기서, CU_MVx 는 상기 주변 블록에 포함된 CU의 움직임 벡터의 x 성분을 나타내고, CU_MVy 는 상기 CU의 상기 움직임 벡터의 y 성분을 나타내고, CU_area 는 상기 CU의 샘플수를 나타낸다. 상기 수학식 2를 참조하면 상기 주변 블록에 포함된 CU들의 움직임 벡터들의 평균값이 상기 메모리 블록의 위치를 도출하기 위하여 사용되는 움직임 벡터로 도출될 수 있다.
한편, 상기 상기 주변 블록에 포함된 CU 들의 움직임 벡터들 중 대상 참조 픽처를 가리키는 움직임 벡터만 상기 메모리 블록의 위치에 대한 움직임 벡터를 도출하기 위하여 사용될 수 있다. 또는, 상기 주변 블록에 포함된 CU 들의 상기 대상 참조 픽처를 가리키는 움직임 벡터뿐만 아니라, 다른 참조 픽처를 가리키는 움직임 벡터도 상기 대상 참조 픽처로 스케일링하여 상기 평균값 도출에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 대상 참조 픽처 이외의 참조 픽처에 대한 움직임 벡터는 상기 대상 참조 픽처 및 상기 움직임 벡터의 참조 픽처의 POC(picture order count)를 기반으로 스케일링될 수 있고, 스케일링된 움직임 벡터는 상기 메모리 블록의 위치에 대한 상기 움직임 벡터를 도출하기 위하여 사용될 수 있다. 또한, 상기 평균값은 상술한 수학식 2와 같이 CU의 영역에 비례하여 도출될 수 있고, 또는 발생수에 비례하여 도출될 수도 있다. 또한, 상기 주변 블록에 포함된 CU 의 움직임 벡터에 상기 CU 와 상기 현재 CTU 간의 거리에 따라 가중치(weight)가 적용되어 상기 메모리 블록의 위치를 도출하기 위하여 사용되는 움직임 벡터가 도출될 수도 있다. 즉, 상기 현재 CTU 에 가까운 CU 에 대하여 큰 가중치가 적용될 수 있고, 이를 통하여 상기 메모리 블록의 위치를 도출하기 위하여 사용되는 움직임 벡터는 상기 현재 CTU에 가깝게 도출될 수 있다.
한편, 상기 대상 참조 픽처는 다음과 같이 도출될 수 있다.
예를 들어, 슬라이스 단위로 대상 참조 픽처를 가리키는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있고, 상기 인덱스 정보에 대한 슬라이스 내 모든 CTU들의 대상 참조 픽처는 상기 인덱스 정보가 가리키는 참조 픽처로 도출될 수 있다. 구체적으로, 현재 CTU 가 포함된 슬라이스에 대한 대상 참조 픽처를 가리키는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있고, 상기 현재 CTU 에 대한 대상 참조 픽처는 상기 인덱스 정보가 가리키는 참조 픽처로 도출될 수 있다.
또한, 인덱스 정보의 시그널링없이 상기 현재 CTU 에 대한 상기 대상 참조 픽처가 도출될 수도 있다. 예를 들어, 현재 CTU 가 포함된 슬라이스의 참조 픽처 중 가장 가까운 참조 픽처, 즉, 상기 슬라이스가 포함된 현재 픽처의 POC 와 가장 인접한 참조 픽처가 상기 대상 참조 픽처로 결정될 수 있다. 또한, 슬라이스에 포함되는 CTU들에 대하여 다른 대상 참조 픽처가 도출될 수도 있다. 예를 들어, 현재 CTU에 대한 주변 CTU들 또는 주변 블록들의 최빈 참조 픽처를 상기 현재 CTU에 대한 대상 참조 픽처로 도출될 수 있다. 또는, 상기 현재 CTU 에 대한 주변 CTU 혹은 주변 블록에 대한 모든 참조 픽처가 상기 대상 참조 픽처로 도출될 수 있다.
한편, 상기 메모리 블록의 위치를 도출하기 위하여 사용되는 움직임 벡터로 상기 CU 들의 움직임 벡터들의 평균값을 사용하는 방안은 일 예이며, 상기 움직임 벡터들의 평균값 대신 중간값(median value) 또는 최빈값 등이 상기 메모리 블록의 위치를 도출하기 위하여 사용되는 움직임 벡터로 도출될 수도 있다. 또는, 상기 CU 들의 움직임 벡터들 중 최소값 및 최대값을 제외한 나머지 움직임 벡터들의 평균값, 중간값 또는 최빈값이 상기 움직임 벡터로 도출될 수도 있다. 또는, 상기 CU 들의 움직임 벡터들 중 중간값, 최소값 및 최대값을 제외한 나머지 움직임 벡터들의 평균값, 중간값 또는 최빈값이 상기 움직임 벡터로 도출될 수도 있다.
상술한 내용과 같이 상기 현재 CTU에 인접한 주변 블록을 기반으로 도출된 움직임 벡터를 이용하여 기설정된 메모리 블록의 위치가 결정될 수 있다.
한편, 상기 현재 CTU 내의 현재 CU의 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, MVP) 또는 움직임 벡터는 상기 현재 CU에 인접한 주변 블록으로부터 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, MVP) 또는 움직임 벡터가 도출되는바, 기설정된 메모리 블록의 범위와 상기 MVP 또는 상기 움직임 벡터의 위치가 다른 경우가 발생할 수 있다. 즉, 상기 MVP 또는 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치가 상기 기설정된 메모리 블록의 범위를 벗어날 수 있다. 이 경우, 상기 주변 블록으로부터 도출된 상기 MVP 또는 상기 움직임 벡터가 상기 주변 블록으로부터 도출된 MVP 또는 움직임 벡터와 가장 가까운 메모리 블록의 위치로 대체될 수 있고, 상기 메모리 블록에 존재하는 주변 블록의 움직임 벡터만 MVP 후보로 상기 현재 블록의 MVP 후보 리스트에 추가될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 인코딩 장치에 의한 영상 인코딩 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 7에서 개시된 방법은 도 1에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 7의 S700 내지 S720은 상기 인코딩 장치의 예측부에 의하여 수행될 수 있고, S730은 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나 상기 현재 블록에 대한 원본 샘플과 예측 샘플을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 과정은 상기 인코딩 장치의 감산부에 의하여 수행될 수 있고, 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼에 관한 정보를 생성하는 과정은 상기 인코딩 장치의 변환부에 의하여 수행될 수 있고, 상기 레지듀얼에 관한 정보를 인코딩하는 과정은 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부에 의하여 수행될 수 있다.
인코딩 장치는 현재 CTU(Coding Tree Unit) 에 대하여 적응적으로 참조 영역을 설정한다(S700). 인코딩 장치는 상기 현재 CTU를 기반으로 상기 현재 CTU 에 대한 상기 참조 영역을 설정할 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치는 상기 현재 CTU 내 블록들에 대하여 상기 참조 영역 내 위치를 가리키는 움직임 정보들을 도출할 수 있다.
일 예로, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU 를 포함하는 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수를 기반으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 1인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 374x374 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 2인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 264x264 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 3인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 216x216 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 4인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 187x187 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 5인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 167x167 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 6인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 152x152 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 7인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 141x141 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 8인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 132x132 사이즈로 설정될 수 있다.
또한, 다른 일 예로, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU의 주변 블록을 기반으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 주변 블록은 상기 현재 CTU의 상측 주변 CTU 및/또는 좌측 주변 CTU 일 수 있다.
일 예로, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU의 상측 주변 CTU 에 포함된 NxN 사이즈 이하 사이즈의 블록의 개수를 기반으로 설정될 수 있다. 상기 현재 CTU의 상기 상측 주변 CTU 에 포함된 NxN 사이즈 이하 사이즈의 블록의 개수가 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 보다 큰 사이즈로 설정될 수 있다. 한편, 예를 들어, 상기 NxN 사이즈는 8x8 사이즈일 수 있다.
또한, 일 예로, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU의 좌측 주변 CTU 에 포함된 NxN 사이즈 이하 사이즈의 블록의 개수를 기반으로 설정될 수 있다. 상기 현재 CTU의 상기 좌측 주변 CTU 에 포함된 NxN 사이즈 이하 사이즈의 블록의 개수가 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 보다 큰 사이즈로 설정될 수 있다. 한편, 예를 들어, 상기 NxN 사이즈는 8x8 사이즈일 수 있다.
또한, 일 예로, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU의 상측 주변 CTU 및 좌측 주변 CTU 에 포함된 NxN 사이즈 이하 사이즈의 블록의 개수를 기반으로 설정될 수 있다. 상기 현재 CTU의 상기 상측 주변 CTU 및 상기 좌측 주변 CTU 에 포함된 NxN 사이즈 이하 사이즈의 블록의 개수가 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 보다 큰 사이즈로 설정될 수 있다. 한편, 예를 들어, 상기 NxN 사이즈는 8x8 사이즈일 수 있다.
또한, 일 예로, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU의 주변 블록의 움직임 벡터 그룹의 개수를 기반으로 설정될 수 있다. 상기 현재 CTU의 상기 주변 블록의 움직임 벡터 그룹의 개수가 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 보다 큰 사이즈로 설정될 수 있다. 한편, 상기 움직임 벡터 그룹은 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들 중 유사한 움직임 벡터들의 집합을 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 주변 블록은 상기 현재 블록의 상측 주변 CTU 및/또는 좌측 주변 CTU 일 수 있다.
또한, 상기 참조 영역은 비정방형 영역으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 CTU 에 대한 상기 주변 블록의 움직임 벡터의 x 성분이 y 성분보다 임계값보다 큰 경우, 상기 참조 영역은 폭(width)이 높이(height)보다 큰 사이즈로 설정될 수 있다. 또한, 상기 현재 CTU 에 대한 상기 주변 블록의 움직임 벡터의 y 성분이 x 성분보다 임계값보다 큰 경우, 상기 참조 영역은 높이가 폭보다 큰 사이즈로 설정될 수 있다.
한편, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 위치는 상기 참조 영역의 사이즈, 상기 현재 CTU 의 좌상단 위치, 상기 현재 CTU의 사이즈, 상기 현재 CTU 에 대한 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 참조 영역의 위치는 상기 참조 영역의 좌상단 위치를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 위치는 상술한 수학식 1을 기반으로 도출될 수 있다.
또한, 예를 들어, 주변 블록의 움직임 벡터는 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들의 평균값일 수 있다. 상기 블록들의 움직임 벡터들의 평균값은 상기 블록들 각각의 사이즈에 비례하여 도출된 움직임 벡터의 평균값일 수 있다. 상기 사이즈는 해당 블록의 샘플수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 주변 블록의 움직임 벡터는 상술한 수학식 2를 기반으로 도출될 수 있다. 또는, 상기 블록들의 움직임 벡터들의 평균값은 상기 움직임 벡터의 빈도수에 비례하여 도출된 움직임 벡터의 평균값일 수 있다. 또는, 상기 블록들의 움직임 벡터들의 평균값은 움직임 벡터의 블록과 상기 현재 CTU 와의 거리에 반비례하는 가중치가 적용된 움직임 벡터들의 평균값일 수 있다.
또한, 예를 들어, 주변 블록의 움직임 벡터는 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들의 중간값(median value)일 수 있다. 또한, 예를 들어, 주변 블록의 움직임 벡터는 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들의 최빈값일 수 있다. 또한, 예를 들어, 주변 블록의 움직임 벡터는 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들 중 중간값, 최저값 및 최대값을 제외한 움직임 벡터들의 평균값일 수 있다. 또한, 예를 들어, 주변 블록의 움직임 벡터는 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들 중 최저값 및 최대값을 제외한 움직임 벡터들의 평균값일 수 있다.
한편, 상기 주변 블록은 상기 현재 CTU의 상측 주변 CTU 및 좌측 주변 CTU를 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 CTU의 상측 주변 블록 및 좌측 주변 블록을 포함할 수 있다.
한편, 인코딩 장치는 상기 참조 영역을 포함하는 대상 참조 픽처를 결정할 수 있고, 상기 대상 참조 픽처를 가리키는 인덱스를 생성 및 인코딩할 수 있다. 예를 들어, 상기 인덱스는 슬라이스 또는 타일 단위로 시그널링될 수 있다.
또는, 인코딩 장치는 상기 현재 CTU 를 포함하는 현재 슬라이스 또는 현재 타일에 가장 가까운 참조 픽처를 상기 대상 참조 픽처로 도출할 수 있다. 예를 들어, 상기 가장 가까운 참조 픽처는 참조 픽처들 중 상기 현재 슬라이스 또는 현재 타일에 대한 POC 와 가장 차이가 작은 POC 를 갖는 참조 픽처를 나타낼 수 있다. 또는, 인코딩 장치는 상기 현재 CTU의 주변 블록들의 대상 참조 픽처들 중 최빈 참조 픽처를 상기 현재 CTU에 대한 상기 대상 참조 픽처로 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 현재 CTU 내 현재 블록에 대한 움직임 정보를 도출한다(S710). 상기 움직임 정보가 가리키는 참조 블록은 상기 참조 영역에 포함될 수 있다.
인코딩 장치는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드 또는 AMVP 모드 등을 적용하여 현재 블록에 대한 움직임 정보를 도출할 수 있다. 여기서, 상기 움직임 정보는 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 현재 블록에 상기 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 인코딩 장치는 가용한 주변 블록의 움직임 정보로 머지 후보 리스트를 구성할 수 있고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 하나를 선택할 수 있고, 상기 선택된 머지 후보를 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보로 도출할 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트의 머지 후보들 중 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스를 인코딩할 수 있다. 상기 머지 인덱스는 상기 현재 블록의 예측에 대한 정보에 포함될 수 있다.
또한, 상기 현재 블록에 AMVP 모드가 적용되는 경우, 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트를 생성할 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 예측자 후보로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 예측 정보는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보 중에서 하나의 움직임 벡터 예측자 후보를 선택할 수 있고, 상기 선택된 움직임 벡터 예측자 후보를 움직임 벡터 예측자로 사용하여 상기 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 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. 또한, 인코딩 장치는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보들 중 상기 선택된 움직임 벡터 예측자 후보를 지시하는 움직임 벡터 예측자 인덱스를 인코딩할 수 있다. 상기 움직임 벡터 예측자 인덱스는 상기 현재 블록의 예측에 대한 정보에 포함될 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 참조 픽처를 도출할 수 있고, 상기 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스를 인코딩할 수 있다. 상기 참조 픽처 인덱스는 상기 예측 정보에 포함될 수 있다.
한편, 상기 현재 블록에 대한 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치가 상기 참조 영역을 벗어나는 경우, 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치와 가장 가까운 상기 참조 영역 내 위치를 가리키는 수정된(modified) 움직임 벡터가 도출될 수 있다. 즉, 상기 현재 블록에 대한 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치가 상기 참조 영역을 벗어나는 경우, 인코딩 장치는 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치와 가장 가까운 상기 참조 영역 내 위치를 가리키는 수정된(modified) 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 이 경우, 상기 수정된 움직임 벡터가 가리키는 참조 블록이 상기 현재 블록에 대한 상기 참조 블록으로 도출될 수 있다. 즉, 인코딩 장치는 상기 수정된 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 수정된 움직임 벡터가 가리키는 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 도출할 수 있다.
또한, 상기 현재 블록에 대한 머지 후보 리스트 또는 MVP 후보 리스트를 구성하는 경우에 상기 현재 블록의 주변 블록의 움직임 벡터가 가리키는 위치가 상기 참조 영역을 벗어나는 경우, 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치와 가장 가까운 상기 참조 영역 내 위치를 가리키는 수정된(modified) 움직임 벡터가 도출될 수 있고, 상기 수정된 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 머지 후보 또는 움직임 벡터 예측자 후보로 도출될 수 있다. 또는, 상기 현재 블록에 대한 머지 후보 리스트 또는 MVP 후보 리스트를 구성하는 경우에 상기 현재 블록의 주변 블록의 움직임 벡터가 가리키는 위치가 상기 참조 영역을 벗어나는 경우, 상기 주변 블록의 움직임 벡터는 상기 현재 블록의 머지 후보 또는 움직임 벡터 예측자 후보로 사용되지 않을 수 있다.
한편, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 예측 정보를 인코딩할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 예측 정보는 상기 현재 블록에 머지 모드가 적용되는지 또는 AMVP 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 움직임 정보가 가리키는 상기 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 블록(predicted block)을 도출한다(S720). 인코딩 장치는 상기 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 복원 샘플을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플(predicted sample)을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 현재 블록의 예측에 대한 정보를 인코딩한다(S730). 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 예측에 대한 정보를 인코딩할 수 있고, 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 현재 블록의 예측에 대한 정보는 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 현재 블록의 예측에 대한 정보는 상기 현재 블록에 머지 모드가 적용되는지 또는 AMVP 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 현재 블록의 예측에 대한 정보는 머지 인덱스를 포함할 수 있다. 또한, 상기 현재 블록의 예측에 대한 정보는 상기 움직임 벡터 예측자 후보 인덱스 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 한편, 상기 비트스트림은 네트워크 또는 (디지털) 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송될 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.
도 8은 본 발명에 따른 영상 인코딩 방법을 수행하는 인코딩 장치를 개략적으로 나타낸다. 도 7에서 개시된 방법은 도 8에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 8의 상기 인코딩 장치의 예측부는 도 7의 S700 내지 S720을 수행할 수 있고, 도 8의 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부는 도 7의 S730을 수행할 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나 상기 현재 블록에 대한 원본 샘플과 예측 샘플을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 과정은 도 8의 상기 인코딩 장치의 감산부에 의하여 수행될 수 있고, 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼에 관한 정보를 생성하는 과정은 도 8의 상기 인코딩 장치의 변환부에 의하여 수행될 수 있고, 상기 레지듀얼에 관한 정보를 인코딩하는 과정은 도 8의 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부에 의하여 수행될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 디코딩 장치에 의한 영상 디코딩 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 9에서 개시된 방법은 도 2에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 9의 S900 내지 S910은 상기 디코딩 장치의 예측부에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나 비트스트림을 통하여 현재 블록의 예측에 대한 정보 및 레지듀얼에 관한 정보를 획득하는 과정은 상기 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부에 의하여 수행될 수 있고, 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 도출하는 과정은 상기 디코딩 장치의 역변환부에 의하여 수행될 수 있고, 예측 샘플과 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 과정은 상기 디코딩 장치의 가산부에 의하여 수행될 수 있다.
디코딩 장치는 현재 CTU 내 현재 블록에 대한 움직임 정보를 도출한다(S900). 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보를 도출할 수 있고, 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 상기 현재 블록에 대한 참조 픽처를 가리키는 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다.
상기 움직임 정보가 가리키는 참조 블록은 상기 현재 CTU에 대하여 적응적으로 설정된 참조 영역에 포함될 수 있다. 상기 참조 영역은 상기 현재 CTU 를 기반으로 설정될 수 있다.
일 예로, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU 를 포함하는 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수를 기반으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 1인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 374x374 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 2인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 264x264 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 3인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 216x216 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 4인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 187x187 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 5인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 167x167 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 6인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 152x152 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 7인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 141x141 사이즈로 설정될 수 있고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 8인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 132x132 사이즈로 설정될 수 있다.
또한, 다른 일 예로, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU의 주변 블록을 기반으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 주변 블록은 상기 현재 CTU의 상측 주변 CTU 및/또는 좌측 주변 CTU 일 수 있다.
일 예로, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU의 상측 주변 CTU 에 포함된 NxN 사이즈 이하 사이즈의 블록의 개수를 기반으로 설정될 수 있다. 상기 현재 CTU의 상기 상측 주변 CTU 에 포함된 NxN 사이즈 이하 사이즈의 블록의 개수가 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 보다 큰 사이즈로 설정될 수 있다. 한편, 예를 들어, 상기 NxN 사이즈는 8x8 사이즈일 수 있다.
또한, 일 예로, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU의 좌측 주변 CTU 에 포함된 NxN 사이즈 이하 사이즈의 블록의 개수를 기반으로 설정될 수 있다. 상기 현재 CTU의 상기 좌측 주변 CTU 에 포함된 NxN 사이즈 이하 사이즈의 블록의 개수가 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 보다 큰 사이즈로 설정될 수 있다. 한편, 예를 들어, 상기 NxN 사이즈는 8x8 사이즈일 수 있다.
또한, 일 예로, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU의 상측 주변 CTU 및 좌측 주변 CTU 에 포함된 NxN 사이즈 이하 사이즈의 블록의 개수를 기반으로 설정될 수 있다. 상기 현재 CTU의 상기 상측 주변 CTU 및 상기 좌측 주변 CTU 에 포함된 NxN 사이즈 이하 사이즈의 블록의 개수가 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 보다 큰 사이즈로 설정될 수 있다. 한편, 예를 들어, 상기 NxN 사이즈는 8x8 사이즈일 수 있다.
또한, 일 예로, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU의 주변 블록의 움직임 벡터 그룹의 개수를 기반으로 설정될 수 있다. 상기 현재 CTU의 상기 주변 블록의 움직임 벡터 그룹의 개수가 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 보다 큰 사이즈로 설정될 수 있다. 한편, 상기 움직임 벡터 그룹은 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들 중 유사한 움직임 벡터들의 집합을 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 주변 블록은 상기 현재 블록의 상측 주변 CTU 및/또는 좌측 주변 CTU 일 수 있다.
또한, 상기 참조 영역은 비정방형 영역으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 CTU 에 대한 상기 주변 블록의 움직임 벡터의 x 성분이 y 성분보다 임계값보다 큰 경우, 상기 참조 영역은 폭(width)이 높이(height)보다 큰 사이즈로 설정될 수 있다. 또한, 상기 현재 CTU 에 대한 상기 주변 블록의 움직임 벡터의 y 성분이 x 성분보다 임계값보다 큰 경우, 상기 참조 영역은 높이가 폭보다 큰 사이즈로 설정될 수 있다.
한편, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 위치는 상기 참조 영역의 사이즈, 상기 현재 CTU 의 좌상단 위치, 상기 현재 CTU의 사이즈, 상기 현재 CTU 에 대한 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 참조 영역의 위치는 상기 참조 영역의 좌상단 위치를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 위치는 상술한 수학식 1을 기반으로 도출될 수 있다.
또한, 예를 들어, 주변 블록의 움직임 벡터는 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들의 평균값일 수 있다. 상기 블록들의 움직임 벡터들의 평균값은 상기 블록들 각각의 사이즈에 비례하여 도출된 움직임 벡터의 평균값일 수 있다. 상기 사이즈는 해당 블록의 샘플수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 주변 블록의 움직임 벡터는 상술한 수학식 2를 기반으로 도출될 수 있다. 또는, 상기 블록들의 움직임 벡터들의 평균값은 상기 움직임 벡터의 빈도수에 비례하여 도출된 움직임 벡터의 평균값일 수 있다. 또는, 상기 블록들의 움직임 벡터들의 평균값은 움직임 벡터의 블록과 상기 현재 CTU 와의 거리에 반비례하는 가중치가 적용된 움직임 벡터들의 평균값일 수 있다.
또한, 예를 들어, 주변 블록의 움직임 벡터는 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들의 중간값(median value)일 수 있다. 또한, 예를 들어, 주변 블록의 움직임 벡터는 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들의 최빈값일 수 있다. 또한, 예를 들어, 주변 블록의 움직임 벡터는 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들 중 중간값, 최저값 및 최대값을 제외한 움직임 벡터들의 평균값일 수 있다. 또한, 예를 들어, 주변 블록의 움직임 벡터는 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들 중 최저값 및 최대값을 제외한 움직임 벡터들의 평균값일 수 있다.
한편, 상기 주변 블록은 상기 현재 CTU의 상측 주변 CTU 및 좌측 주변 CTU를 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 CTU의 상측 주변 블록 및 좌측 주변 블록을 포함할 수 있다.
한편, 상기 참조 영역을 포함하는 대상 참조 픽처는 대상 참조 픽처를 가리키는 인덱스를 기반으로 도출될 수 있다. 상기 인덱스는 슬라이스 또는 타일 단위로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 CTU 를 포함하는 현재 슬라이스 또는 현재 타일에 대한 대상 참조 픽처를 가리키는 인덱스가 획득될 수 있고, 상기 인덱스를 기반으로 상기 현재 CTU에 대한 대상 참조 픽처가 도출될 수 있다.
또는, 상기 현재 CTU 를 포함하는 현재 슬라이스 또는 현재 타일에 가장 가까운 참조 픽처가 상기 대상 참조 픽처로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 가장 가까운 참조 픽처는 참조 픽처들 중 상기 현재 슬라이스 또는 현재 타일에 대한 POC 와 가장 차이가 작은 POC 를 갖는 참조 픽처를 나타낼 수 있다. 또는, 상기 현재 CTU의 주변 블록들의 대상 참조 픽처들 중 최빈 참조 픽처가 상기 현재 CTU에 대한 상기 대상 참조 픽처로 도출될 수 있다.
한편, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 상기 현재 블록의 예측에 대한 정보를 획득할 수 있고, 상기 예측에 대한 정보를 기반으로 인트라 예측을 적용할 것인지 인터 예측을 적용할 것인지를 결정할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보는 인코딩 장치에서 제공된 상기 예측에 대한 정보를 기반으로 획득 또는 유도될 수 있다.
예를 들어, 상기 현재 블록에 인터 예측이 적용되는 경우, 디코딩 장치는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드 및 MVP 모드 중 어느 하나를 적용할 수 있다.
스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 주변 블록의 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 가용한 주변 블록의 움직임 정보로 머지 후보 리스트를 구성하고, 머지 인덱스가 머지 후보 리스트 상에서 지시하는 정보를 현재 블록의 움직임 벡터로 사용할 수 있다. 머지 인덱스는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다. 움직임 정보는 움직임 벡터와 참조 픽처를 포함할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차이(레지듀얼)이 전송되지 않는다. MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터가 유도될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.
일 예로, 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 머지 후보 리스트가 생성될 수 있다. 머지 모드에서는 머지 후보 리스트에서 선택된 후보 블록의 움직임 벡터가 현재 블록의 움직임 벡터로 사용된다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보 블록들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 갖는 후보 블록을 지시하는 머지 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 디코딩 장치는 상기 머지 인덱스를 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
다른 예로, MVP(Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 예측자 후보로 사용될 수 있다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 예측자 후보를 지시하는 MVP(motion vector predictor) 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 디코딩 장치는 상기 MVP 인덱스를 이용하여, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보 중에서, 현재 블록의 움직임 벡터 예측자를 선택할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 예측에 관한 정보에 포함된 움직임 벡터 차분(Motion Vector Difference, MVD)을 획득하고, 상기 움직임 벡터 차분과 상기 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 상기 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 또한 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다.
한편, 상기 현재 블록에 대한 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치가 상기 참조 영역을 벗어나는 경우, 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치와 가장 가까운 상기 참조 영역 내 위치를 가리키는 수정된(modified) 움직임 벡터가 도출될 수 있다. 즉, 상기 현재 블록에 대한 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치가 상기 참조 영역을 벗어나는 경우, 디코딩 장치는 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치와 가장 가까운 상기 참조 영역 내 위치를 가리키는 수정된(modified) 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 이 경우, 상기 수정된 움직임 벡터가 가리키는 참조 블록이 상기 현재 블록에 대한 상기 참조 블록으로 도출될 수 있다. 즉, 디코딩 장치는 상기 수정된 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 수정된 움직임 벡터가 가리키는 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 도출할 수 있다.
또한, 상기 현재 블록에 대한 머지 후보 리스트 또는 MVP 후보 리스트를 구성하는 경우에 상기 현재 블록의 주변 블록의 움직임 벡터가 가리키는 위치가 상기 참조 영역을 벗어나는 경우, 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치와 가장 가까운 상기 참조 영역 내 위치를 가리키는 수정된(modified) 움직임 벡터가 도출될 수 있고, 상기 수정된 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 머지 후보 또는 움직임 벡터 예측자 후보로 도출될 수 있다. 또는, 상기 현재 블록에 대한 머지 후보 리스트 또는 MVP 후보 리스트를 구성하는 경우에 상기 현재 블록의 주변 블록의 움직임 벡터가 가리키는 위치가 상기 참조 영역을 벗어나는 경우, 상기 주변 블록의 움직임 벡터는 상기 현재 블록의 머지 후보 또는 움직임 벡터 예측자 후보로 사용되지 않을 수 있다.
디코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 상기 움직임 정보가 가리키는 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 블록(predicted block)을 도출한다(S910). 디코딩 장치는 상기 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 복원 샘플을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플(predicted sample)을 도출할 수 있다.
한편, 비록 도면에서 도시되지는 않았으나 디코딩 장치는 예측 모드에 따라 상기 예측 샘플을 바로 복원 샘플로 이용할 수도 있고, 또는 상기 예측 샘플에 레지듀얼 샘플을 더하여 복원 샘플을 생성할 수도 있다. 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플이 존재하는 경우, 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼에 관한 정보를 수신할 수 있고, 상기 레지듀얼에 관한 정보는 상기 페이스에 대한 정보에 포함될 수 있다. 상기 레지듀얼에 관한 정보는 상기 레지듀얼 샘플에 관한 변환 계수를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플(또는 레지듀얼 샘플 어레이)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 예측 샘플과 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 샘플을 생성할 수 있고, 상기 복원 샘플을 기반으로 복원 블록 또는 복원 픽처를 도출할 수 있다. 이후 디코딩 장치는 필요에 따라 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위하여 디블록킹 필터링 및/또는 SAO 절차와 같은 인루프 필터링 절차를 상기 복원 픽처에 적용할 수 있음은 상술한 바와 같다.
도 10은 본 발명에 따른 영상 디코딩 방법을 수행하는 디코딩 장치를 개략적으로 나타낸다. 도 9에서 개시된 방법은 도 10에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 10의 상기 디코딩 장치의 예측부는 도 9의 S900 내지 S910을 수행할 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나 비트스트림을 통하여 상기 현재 블록의 예측에 대한 정보를 획득하는 과정 및 비트스트림을 통하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼에 관한 정보 및/또는 비트스트림을 통하여 상기 대상 참조 픽처를 가리키는 인덱스를 획득하는 과정은 도 10의 상기 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부에 의하여 수행될 수 있고, 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 도출하는 과정은 도 10의 상기 디코딩 장치의 역변환부에 의하여 수행될 수 있고, 상기 예측 샘플과 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 과정은 도 10의 상기 디코딩 장치의 가산부에 의하여 수행될 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면 CTU 에 대한 제한된 참조 영역을 미리 설정함으로써 메모리 밴드위스를 줄일 수 있으며, 상기 CTU 내 블록에 대한 인터 예측을 수행함에 있어 코딩 복잡도를 감소시키는 효과를 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 CTU 를 기반으로 적응적으로 제한된 참조 영역을 설정하여 CTU 의 특성 및 코딩 복잡도를 반영하여 메모리 밴드위스를 조절할 수 있고, 이를 통하여 전반적인 코딩 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
본 발명에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 즉, 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.
또한, 본 발명이 적용되는 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 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 Recorder) 등을 포함할 수 있다.
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. 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 판독 가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
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. 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.
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.
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.
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. 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.

Claims (15)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    현재 CTU(Coding Tree Unit) 내 현재 블록에 대한 움직임 정보를 도출하되, 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함하는 단계;
    상기 현재 블록에 대한 움직임 정보가 가리키는 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 블록(predicted block)을 도출하는 단계를 포함하고,
    상기 참조 블록은 상기 현재 CTU에 대하여 적응적으로 설정된 참조 영역에 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU 를 포함하는 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수를 기반으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 1인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 374x374 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 2인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 264x264 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 3인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 216x216 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 4인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 187x187 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 5인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 167x167 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 6인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 152x152 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 7인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 141x141 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 8인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 132x132 사이즈로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU의 상측 주변 CTU 및 좌측 주변 CTU 중 적어도 하나의 주변 CTU에 포함된 NxN 사이즈 이하 사이즈의 블록의 개수를 기반으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU의 상측 주변 CTU 및 좌측 주변 CTU 중 적어도 하나의 주변 CTU의 움직임 벡터 그룹의 개수를 기반으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 위치는 상기 참조 영역의 사이즈, 상기 현재 CTU 의 좌상단 위치, 상기 현재 CTU의 사이즈, 상기 현재 CTU 에 대한 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 위치는 다음의 수학식을 기반으로 도출되고,
    Figure PCTKR2019004254-appb-I000001
    여기서, location X 는 상기 참조 영역의 위치의 x 성분, location X 는 상기 참조 영역의 위치의 y 성분, N 은 상기 참조 영역의 사이즈, i는 상기 현재 CTU의 상기 좌상단 위치의 x 성분, j는 상기 현재 CTU의 상기 좌상단 위치의 y 성분, CTUsize는 상기 현재 CTU의 사이즈, MVX는 상기 주변 블록의 상기 움직임 벡터의 x 성분, MVY는 상기 주변 블록의 상기 움직임 벡터의 y 성분을 나타내는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주변 블록의 상기 움직임 벡터는 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들의 평균값인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 주변 블록의 상기 움직임 벡터는 다음의 수학식을 기반으로 도출되고,
    Figure PCTKR2019004254-appb-I000002
    CU_MVx 는 상기 주변 블록에 포함된 블록의 움직임 벡터의 x 성분을 나타내고, CU_MVy 는 상기 블록의 상기 움직임 벡터의 y 성분을 나타내고, CU_area 는 상기 블록의 샘플수를 나타내는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 주변 블록의 상기 움직임 벡터는 상기 주변 블록에 포함된 블록들의 움직임 벡터들의 중간값인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 현재 CTU 내 상기 현재 블록에 대한 상기 움직임 정보를 도출하는 단계는,
    상기 현재 블록에 대한 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치가 상기 참조 영역을 벗어나는 경우, 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치와 가장 가까운 상기 참조 영역 내 위치를 가리키는 수정된(modified) 움직임 벡터를 도출하는 단계를 포함하고,
    상기 수정된 움직임 벡터가 가리키는 참조 블록이 상기 현재 블록에 대한 상기 참조 블록으로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  12. 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
    현재 CTU(Coding Tree Unit) 에 대하여 적응적으로 참조 영역을 설정하는 단계;
    상기 현재 CTU 내 현재 블록에 대한 움직임 정보를 도출하되, 상기 움직임 정보가 가리키는 참조 블록은 상기 참조 영역에 포함되는 단계;
    상기 움직임 정보가 가리키는 상기 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 블록(predicted block)을 도출하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 예측에 대한 정보를 인코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 사이즈는 상기 현재 CTU 를 포함하는 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수를 기반으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 1인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 374x374 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 2인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 264x264 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 3인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 216x216 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 4인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 187x187 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 5인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 167x167 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 6인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 152x152 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 7인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 141x141 사이즈로 설정되고, 상기 현재 픽처에 대한 참조 픽처의 수가 8인 경우, 상기 참조 영역의 사이즈는 132x132 사이즈로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 현재 CTU에 대한 상기 참조 영역의 위치는 상기 참조 영역의 사이즈, 상기 현재 CTU 의 좌상단 위치, 상기 현재 CTU의 사이즈, 상기 현재 CTU 에 대한 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
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