WO2020009445A1 - 어파인 예측을 이용하여 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

어파인 예측을 이용하여 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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WO2020009445A1
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mvd
motion vector
block
prediction
affine
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PCT/KR2019/008082
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팔루리시달
살레후메디
김승환
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for processing a video signal using affine prediction, in particular by adjusting the resolution of an affine motion vector used for affine prediction.
  • a method and apparatus for processing a video signal is a method and apparatus for processing a video signal.
  • Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding.
  • a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
  • Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • an object of the present invention in performing entropy coding for MVD, proposes an entropy coding method that relies on intrinsic statistics of a motion model rather than a constant entropy coding scheme.
  • One aspect of the present invention is a method of processing a video signal using affine prediction, when the affine prediction is applied to the current block, based on the motion information of the neighboring block of the current block Deriving a motion vector predictor (MVP) for a plurality of control points; Deriving a motion vector difference (MVD) of the control points; Deriving the motion vector of the control points by adding the MVD to the MVP; Deriving a motion vector of each of a plurality of sub-blocks included in the current block by using the motion vector of the control points; And a prediction block of the current block using the motion vector of each of the subblocks.
  • MVP motion vector predictor
  • MVP motion vector difference
  • deriving the MVD of the control points comprises: obtaining an MVD of the upper left control point of the current block from a bitstream; And obtaining a difference MVD representing a difference between the MVD of the upper left control point and the MVD of the right upper control point of the current block.
  • the method further includes obtaining a flag indicating whether to use the differential MVD, wherein the flag is in sequence, picture, slice, or coding tree unit. May be signaled.
  • deriving the MVD of the control points includes obtaining a threshold used to determine whether to use the differential MVD, wherein the differential MVD is used when less than or equal to the threshold. Can be determined.
  • deriving the MVD of the control points the step of obtaining layer information to which the horizontal or vertical components of the upper left and upper right control point MVD of the current block belongs; And obtaining index information indicating a specific combination of horizontal or vertical components of the MVD in a layer determined based on the layer information.
  • the layer information may be binarized using an exponential Golomb code having an order of 1, and the index information may be binarized using a truncated binary method.
  • a motion vector predictor derivation unit for deriving a motion vector predictor (MVP) for a plurality of control points of the motion vector predictor;
  • a motion vector difference inducing unit for inducing a motion vector difference (MVD) of the control points;
  • a control point motion vector derivation unit for deriving the motion vectors of the control points by adding the MVD to the MVP;
  • a sub-block motion vector derivation unit for deriving a motion vector of each of a plurality of sub-blocks included in the current block by using the motion vectors of the control points;
  • a prediction block generator for generating a prediction block of the current block by using the motion vector of each of the subblocks.
  • the motion vector difference induction unit obtains the MVD of the upper left control point of the current block from the bitstream, and obtains a difference MVD indicating the difference between the MVD of the upper left control point and the MVD of the right upper control point of the current block. can do.
  • the motion vector difference induction unit obtains a flag indicating whether to use the difference MVD, and the flag is a sequence, a picture, a slice, or a coding tree unit. Can be signaled in units.
  • the motion vector difference induction unit may obtain a threshold used to determine whether to use the difference MVD, and the difference MVD may be determined to be used when the difference is less than or equal to the threshold.
  • the motion vector difference induction unit acquires layer information to which horizontal or vertical components of the upper left and right upper control points MVD of the current block belong, and determines the MVD in a layer determined based on the layer information. Index information indicating a specific combination of horizontal or vertical components of may be obtained.
  • the layer information may be binarized using an exponential Golomb code having an order of 1, and the index information may be binarized using a truncated binary method.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoding apparatus in which an encoding of a video / image signal is performed, according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoding apparatus in which an embodiment of the present invention is applied and decoding of a video / image signal is performed.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a multi-type tree structure as an embodiment to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a signaling mechanism of partition partition information of a quadtree with nested multi-type tree structure according to an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method of dividing a CTU into multiple CUs based on a quadtree and accompanying multi-type tree structure as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method of limiting ternary-tree splitting as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating redundant division patterns that may occur in binary tree division and ternary tree division, as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 8 and 9 illustrate an inter prediction based video / image encoding method and an inter prediction unit in an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10 and 11 illustrate an inter prediction based video / image decoding method and an inter prediction unit in a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a neighboring block used in a merge mode or a skip mode as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a merge candidate list construction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a merge candidate list construction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 16 illustrates an example of a control point motion vector for affine motion prediction according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 17 shows an example of a motion vector for each subblock of a block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 illustrates an example of neighboring blocks used for affine motion prediction in an affix merge merge mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 illustrates an example of a block in which affine motion prediction is performed using a neighboring block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram for describing a method of generating a merge candidate list using neighboring affine coding blocks according to an embodiment of the present invention.
  • 21 and 22 illustrate a method of constructing an affine merge candidate list using neighboring blocks encoded by affine prediction according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 illustrates an example of neighboring blocks used for affine motion prediction in affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 illustrates an example of a neighboring block used for affine motion prediction in an affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
  • 25 and 26 are diagrams illustrating a method of deriving a motion vector candidate using motion information of neighboring blocks in an affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 illustrates an example of a method of deriving an affine motion vector field in sub-block units according to an embodiment of the present invention.
  • 29 is a diagram illustrating a method of performing motion compensation based on a motion vector of a control point according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating a method of performing motion compensation based on a motion vector of a control point in a non-square block according to an embodiment of the present invention.
  • 31 is a diagram illustrating a method of performing motion compensation based on a motion vector of a control point in a non-square block according to an embodiment of the present invention.
  • 32 to 38 are diagrams illustrating a method of performing motion compensation based on a motion vector of a control point in a non-square block according to an embodiment of the present invention.
  • 39 illustrates an overall coding structure for deriving a motion vector according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 40 shows an example of an MVD coding structure according to an embodiment of the present invention.
  • 41 shows an example of an MVD coding structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 42 shows an example of an MVD coding structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 43 shows an example of an MVD coding structure according to an embodiment of the present invention.
  • 44 is a diagram illustrating a method of deriving affine motion vector difference information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 45 is a diagram illustrating a coding structure of motion vector differential according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 46 is a diagram illustrating a method of deriving an affine motion vector based on precision information according to an embodiment of the present invention.
  • 47 is a diagram illustrating a coding structure of motion vector difference according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 48 is a diagram illustrating a method of deriving affine motion vector difference information based on a shared motion vector difference according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 49 is a diagram illustrating a method of deriving affine motion vector difference information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 50 is a diagram illustrating a method of deriving Matte motion vector difference information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 51 is a diagram illustrating a method of deriving motion vector difference information based on a threshold according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 52 is a diagram for explaining a vector coding method of affine motion vector difference according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 53 is a diagram for explaining a vector coding method of affine motion vector difference according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 54 is a diagram illustrating a parsing flowchart for the MVD component according to an embodiment of the present invention.
  • 55 is a diagram illustrating a coding structure of a motion vector difference performed based on vector coding according to an embodiment of the present invention.
  • 56 is a diagram illustrating a coding structure of a motion vector difference performed based on vector coding according to an embodiment of the present invention.
  • 57 is a flowchart illustrating a method of generating an inter prediction block based on affine prediction according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 58 is a diagram illustrating an inter prediction apparatus based on affine prediction according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 59 shows a video coding system to which the present invention is applied.
  • 60 is a diagram illustrating the structure of a content streaming system according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the 'processing unit' refers to a unit in which a process of encoding / decoding such as prediction, transformation, and / or quantization is performed.
  • the processing unit may be referred to as a 'processing block' or 'block'.
  • the processing unit may be interpreted to include a unit for the luma component and a unit for the chroma component.
  • the processing unit may correspond to a Coding Tree Unit (CTU), a Coding Unit (CU), a Prediction Unit (PU), or a Transform Unit (TU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • CU Coding Unit
  • PU Prediction Unit
  • TU Transform Unit
  • the processing unit may be interpreted as a unit for a luma component or a unit for a chroma component.
  • the processing unit may be a coding tree block (CTB), a coding block (CB), a prediction block (PU), or a transform block (TB) for a luma component. May correspond to. Or, it may correspond to a coding tree block (CTB), a coding block (CB), a prediction block (PU), or a transform block (TB) for a chroma component.
  • CTB coding tree block
  • CB coding block
  • PU prediction block
  • TB transform block
  • the present invention is not limited thereto, and the processing unit may be interpreted to include a unit for a luma component and a unit for a chroma component.
  • processing unit is not necessarily limited to square blocks, but may also be configured in a polygonal form having three or more vertices.
  • a pixel, a pixel, and the like are referred to collectively as a sample.
  • using a sample may mean using a pixel value or a pixel value.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoding apparatus in which an encoding of a video / image signal is performed, according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoding apparatus 100 may include an image splitter 110, a subtractor 115, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150,
  • the adder 155, the filter 160, the memory 170, the inter predictor 180, the intra predictor 185, and the entropy encoder 190 may be configured.
  • the inter predictor 180 and the intra predictor 185 may be collectively referred to as a predictor.
  • the predictor may include an inter predictor 180 and an intra predictor 185.
  • the transform unit 120, the quantization unit 130, the inverse quantization unit 140, and the inverse transform unit 150 may be included in the residual processing unit.
  • the residual processing unit may further include a subtracting unit 115.
  • the image divider 110, the subtractor 115, the transformer 120, the quantizer 130, the inverse quantizer 140, the inverse transformer 150, and the adder 155 may be described.
  • the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, the intra prediction unit 185, and the entropy encoding unit 190 may be configured by one hardware component (eg, an encoder or a processor).
  • the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB) or may be configured by a digital storage medium.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image divider 110 may divide the input image (or picture or frame) input to the encoding apparatus 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit may be recursively divided according to a quad-tree binary-tree (QTBT) structure from a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU).
  • QTBT quad-tree binary-tree
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure and / or a binary tree structure.
  • the quad tree structure may be applied first and the binary tree structure may be applied later.
  • the binary tree structure may be applied first.
  • the coding procedure according to the present invention may be performed based on the final coding unit that is no longer split.
  • the maximum coding unit may be used as the final coding unit immediately based on coding efficiency according to the image characteristic, or if necessary, the coding unit is recursively divided into coding units of lower depths and optimized.
  • a coding unit of size may be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include a procedure of prediction, transform, and reconstruction, which will be described later.
  • the processing unit may further include a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be partitioned or partitioned from the aforementioned final coding unit, respectively.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transformation unit may be a unit for deriving a transform coefficient and / or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • an M ⁇ N block may represent a set of samples or transform coefficients composed of M columns and N rows.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, and may only represent pixel / pixel values of the luma component, or only pixel / pixel values of the chroma component.
  • a sample may be used as a term corresponding to one picture (or image) for a pixel or a pel.
  • the encoding apparatus 100 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 from the input image signal (original block, original sample array).
  • a signal may be generated (residual signal, residual block, residual sample array), and the generated residual signal is transmitted to the converter 120.
  • a unit that subtracts a prediction signal (prediction block, prediction sample array) from an input image signal (original block, original sample array) in the encoder 100 may be called a subtraction unit 115.
  • the prediction unit may perform a prediction on a block to be processed (hereinafter, referred to as a current block) and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied on a current block or CU basis. As described later in the description of each prediction mode, the prediction unit may generate various information related to prediction, such as prediction mode information, and transmit the generated information to the entropy encoding unit 190. The information about the prediction may be encoded in the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the intra predictor 185 may predict the current block by referring to the samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart according to the prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • Non-directional mode may include, for example, DC mode and planner mode (Planar mode).
  • the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes according to the degree of detail of the prediction direction. However, as an example, more or less directional prediction modes may be used depending on the setting.
  • the intra predictor 185 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter predictor 180 may derive the predicted block with respect to the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture.
  • the motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of the motion information between the neighboring block and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated CU (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block is called a collocated picture (colPic). It may be.
  • the inter prediction unit 180 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks and provides information indicating which candidates are used to derive a motion vector and / or a reference picture index of the current block. Can be generated. Inter prediction may be performed based on various prediction modes.
  • the inter prediction unit 180 may use motion information of a neighboring block as motion information of a current block.
  • the residual signal may not be transmitted.
  • the motion vector of the neighboring block is used as a motion vector predictor and the motion vector difference is signaled by signaling a motion vector difference. Can be directed.
  • the prediction signal generated by the inter predictor 180 or the intra predictor 185 may be used to generate a reconstruction signal or to generate a residual signal.
  • the transformer 120 may apply transform techniques to the residual signal to generate transform coefficients.
  • the transformation technique may include at least one of a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a karhunen-loeve transform (KLT), a graph-based transform (GBT), or a conditionally non-linear transform (CNT).
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine transform
  • KLT karhunen-loeve transform
  • GBT graph-based transform
  • CNT conditionally non-linear transform
  • GBT means a conversion obtained from this graph when the relationship information between pixels is represented by a graph.
  • CNT refers to a transform that is generated based on and generates a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the conversion process may be applied to pixel blocks having the same size as the square, or may be applied to blocks of variable size rather than square.
  • the quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits them to the entropy encoding unit 190.
  • the entropy encoding unit 190 encodes the quantized signal (information about the quantized transform coefficients) and outputs the bitstream. have.
  • the information about the quantized transform coefficients may be referred to as residual information.
  • the quantization unit 130 may rearrange block quantized transform coefficients into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and quantize the quantized transform coefficients based on the quantized transform coefficients in the one-dimensional vector form. Information about transform coefficients may be generated.
  • the entropy encoding unit 190 may perform various encoding methods such as, for example, exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC), and the like.
  • the entropy encoding unit 190 may encode information necessary for video / image reconstruction other than quantized transform coefficients (for example, values of syntax elements) together or separately.
  • Encoded information eg, encoded video / image information
  • NALs network abstraction layer
  • the network may include a broadcasting network and / or a communication network
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD, and the like.
  • the signal output from the entropy encoding unit 190 may include a transmitting unit (not shown) for transmitting and / or a storing unit (not shown) for storing as an internal / external element of the encoding apparatus 100, or the transmitting unit It may be a component of the entropy encoding unit 190.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized transform coefficients may be reconstructed in the residual signal by applying inverse quantization and inverse transform through inverse quantization unit 140 and inverse transform unit 150 in a loop.
  • the adder 155 adds the reconstructed residual signal to the predicted signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185 so that a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) is added. Can be generated. If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as the reconstructed block.
  • the adder 155 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of a next processing target block in a current picture, and may be used for inter prediction of a next picture through filtering as described below.
  • the filtering unit 160 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstruction signal.
  • the filtering unit 160 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture is stored in the memory 170, specifically, the DPB of the memory 170.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, a sample adaptive offset, an adaptive loop filter, a bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 160 may generate various information about the filtering and transmit the generated information to the entropy encoding unit 190.
  • the filtering information may be encoded in the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 170 may be used as the reference picture in the inter predictor 180.
  • the encoding apparatus may avoid prediction mismatch between the encoding apparatus 100 and the decoding apparatus, and may improve encoding efficiency.
  • the memory 170 DPB may store the modified reconstructed picture for use as a reference picture in the inter predictor 180.
  • the memory 170 may store the motion information of the block from which the motion information in the current picture is derived (or encoded) and / or the motion information of the blocks in the picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter predictor 180 to use the motion information of the spatial neighboring block or the motion information of the temporal neighboring block.
  • the memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and transfer the reconstructed samples to the intra predictor 185.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoding apparatus in which an embodiment of the present invention is applied and decoding of a video / image signal is performed.
  • the decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantizer 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filter 240, a memory 250, and an inter
  • the prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be configured.
  • the inter predictor 260 and the intra predictor 265 may be collectively called a predictor. That is, the predictor may include an inter predictor 180 and an intra predictor 185.
  • the inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230 may be collectively called a residual processing unit. That is, the residual processing unit may include an inverse quantization unit 220 and an inverse transformation unit 230.
  • the entropy decoder 210, the inverse quantizer 220, the inverse transformer 230, the adder 235, the filter 240, the inter predictor 260, and the intra predictor 265 are described in the embodiment. Can be configured by one hardware component (eg, decoder or processor).
  • the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB) or may be configured by a digital storage medium.
  • DPB decoded picture buffer
  • the decoding apparatus 200 may reconstruct an image corresponding to a process in which video / image information is processed in the encoding apparatus of FIG. 1.
  • the decoding apparatus 200 may perform decoding using a processing unit applied in the encoding apparatus.
  • the processing unit of decoding may be a coding unit, for example, and the coding unit may be divided along the quad tree structure and / or the binary tree structure from the coding tree unit or the largest coding unit.
  • the reconstructed video signal decoded and output through the decoding apparatus 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoding apparatus 200 may receive a signal output from the encoding apparatus of FIG. 1 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream to derive information (eg, video / image information) necessary for image reconstruction (or picture reconstruction).
  • the entropy decoding unit 210 decodes information in a bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, quantized values of syntax elements required for image reconstruction, and transform coefficients for residuals. Can be output.
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and decodes syntax element information and decoding information of neighboring and decoding target blocks or information of symbols / bins decoded in a previous step.
  • the context model may be determined using the context model, the probability of occurrence of a bin may be predicted according to the determined context model, and arithmetic decoding of the bin may be performed to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element. have.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model by using the information of the decoded symbol / bin for the context model of the next symbol / bean after determining the context model.
  • the information related to the prediction among the information decoded by the entropy decoding unit 2110 is provided to the prediction unit (the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265), and the entropy decoding performed by the entropy decoding unit 210 is performed. Dual values, that is, quantized transform coefficients and related parameter information, may be input to the inverse quantizer 220.
  • information on filtering among information decoded by the entropy decoding unit 210 may be provided to the filtering unit 240.
  • a receiver (not shown) that receives a signal output from the encoding apparatus may be further configured as an internal / external element of the decoding apparatus 200, or the receiver may be a component of the entropy decoding unit 210.
  • the inverse quantization unit 220 may dequantize the quantized transform coefficients and output the transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 220 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a two-dimensional block. In this case, the reordering may be performed based on the coefficient scan order performed by the encoding apparatus.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients using a quantization parameter (for example, quantization step size information), and may obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter for example, quantization step size information
  • the inverse transformer 230 inversely transforms the transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the information about the prediction output from the entropy decoding unit 210, and may determine a specific intra / inter prediction mode.
  • the intra predictor 265 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart according to the prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the intra predictor 265 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 260 may derive the predicted block for the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture.
  • the motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of the motion information between the neighboring block and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the inter prediction unit 260 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks and derive a motion vector and / or a reference picture index of the current block based on the received candidate selection information. Inter prediction may be performed based on various prediction modes, and the information about the prediction may include information indicating a mode of inter prediction for the current block.
  • the adder 235 adds the obtained residual signal to the predictive signal (predicted block, predictive sample array) output from the inter predictor 260 or the intra predictor 265 to restore the reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block). , Restore sample array). If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as the reconstructed block.
  • the adder 235 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of a next processing target block in a current picture, and may be used for inter prediction of a next picture through filtering as described below.
  • the filtering unit 240 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstruction signal.
  • the filtering unit 240 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be stored in the memory 250, specifically, the DPB of the memory 250. Can be sent to.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, a sample adaptive offset, an adaptive loop filter, a bilateral filter, and the like.
  • the (modified) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 250 may be used as the reference picture in the inter predictor 260.
  • the memory 250 may store the motion information of the block from which the motion information in the current picture is derived (or decoded) and / or the motion information of the blocks in the picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter predictor 260 to use the motion information of the spatial neighboring block or the motion information of the temporal neighboring block.
  • the memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and transfer the reconstructed samples to the intra predictor 265.
  • the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the encoding apparatus 100 are respectively the filtering unit 240 and the inter prediction of the decoding apparatus 200. The same may also apply to the unit 260 and the intra predictor 265.
  • the video / image coding method according to this document may be performed based on various detailed techniques, and each detailed technique will be described as follows. Techniques described below include prediction, residual processing ((inverse) transformation, (inverse) quantization, etc.), syntax element coding, filtering, partitioning / division, etc. in the video / image encoding / decoding procedures described above and / or described below. It will be apparent to those skilled in the art that they may be involved in related procedures.
  • the block partitioning procedure according to this document may be performed by the image splitter 110 of the encoding apparatus described above, and the partitioning related information may be processed (encoded) by the entropy encoding unit 190 and transmitted to the decoding apparatus in the form of a bitstream. .
  • the entropy decoding unit 210 of the decoding apparatus derives a block partitioning structure of the current picture based on the partitioning related information obtained from the bitstream, and based on this, a series of procedures (eg, prediction and residual) for image decoding. Processing, block reconstruction, in-loop filtering, etc.).
  • the CTU may correspond to a coding tree block (CTB).
  • CTB coding tree block
  • the CTU may include a coding tree block of luma samples and two coding tree blocks of corresponding chroma samples.
  • the CTU may include an N ⁇ N block of luma samples and two corresponding blocks of chroma samples.
  • the maximum allowable size of the CTU for coding and prediction may be different from the maximum allowable size of the CTU for transform.
  • the maximum allowable size of the luma block in the CTU may be 128x128.
  • the CTU may be divided into CUs based on a quad-tree (QT) structure.
  • the quadtree structure may be referred to as a quaternary tree structure. This is to reflect various local characteristics.
  • the CTU may be divided based on a multitype tree structure partition including a binary tree (BT) and a ternary tree (TT) as well as a quad tree.
  • the QTBT structure may include a quadtree and binary tree based partition structure
  • the QTBTTT may include a quadtree, binary tree, and ternary tree based partition structure.
  • the QTBT structure may include a quadtree, binary tree and ternary tree based partitioning structure.
  • a coding tree structure a CU may have a square or rectangular shape.
  • the CTU may first be divided into quadtree structures. After that, the leaf nodes of the quadtree structure may be further divided by the multitype tree structure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a multi-type tree structure as an embodiment to which the present invention can be applied.
  • the multitype tree structure may include four partition types as shown in FIG.
  • the four split types include vertical binary splitting (SPLIT_BT_VER), horizontal binary splitting (SPLIT_BT_HOR), vertical ternary splitting (SPLIT_TT_VER), and horizontal ternary splitting (SPLIT_TT_HOR). ) May be included.
  • Leaf nodes of the multitype tree structure may be called CUs. These CUs can be used for prediction and transform procedures.
  • CU, PU, and TU may have the same block size in this document. However, when the maximum supported transform length is smaller than the width or height of the color component of the CU, the CU and the TU may have different block sizes.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a signaling mechanism of partition partition information of a quadtree with nested multi-type tree structure according to an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the CTU is treated as the root of the quadtree, and is partitioned for the first time into a quadtree structure.
  • Each quadtree leaf node may then be further partitioned into a multitype tree structure.
  • a first flag (ex. Mtt_split_cu_flag) is signaled to indicate whether the node is additionally partitioned.
  • a second flag (ex. Mtt_split_cu_verticla_flag) may be signaled to indicate the splitting direction.
  • a third flag (ex. Mtt_split_cu_binary_flag) may be signaled to indicate whether the partition type is binary partition or ternary partition.
  • a multi-type tree splitting mode (MttSplitMode) of a CU may be derived as shown in Table 1 below.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method of dividing a CTU into multiple CUs based on a quadtree and accompanying multi-type tree structure as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the CU may correspond to a coding block (CB).
  • the CU may include a coding block of luma samples and two coding blocks of corresponding chroma samples.
  • the size of a CU may be as large as CTU, or may be cut by 4 ⁇ 4 in luma sample units. For example, in the 4: 2: 0 color format (or chroma format), the maximum chroma CB size may be 64x64 and the minimum chroma CB size may be 2x2.
  • the maximum allowable luma TB size may be 64x64 and the maximum allowable chroma TB size may be 32x32. If the width or height of the CB divided according to the tree structure is larger than the maximum transform width or height, the CB may be automatically (or implicitly) split until the TB size limit in the horizontal and vertical directions is satisfied.
  • the following parameters may be defined and identified as SPS syntax elements.
  • CTU size the root node size of a quaternary tree
  • MinQTSize the minimum allowed quaternary tree leaf node size
  • MaxBtSize the maximum allowed binary tree root node size
  • MaxTtSize the maximum allowed ternary tree root node size
  • MaxMttDepth the maximum allowed hierarchy depth of multi-type tree splitting from a quadtree leaf
  • MinBtSize the minimum allowed binary tree leaf node size
  • MinTtSize the minimum allowed ternary tree leaf node size
  • the CTU size may be set to 64x64 blocks of 128x128 luma samples and two corresponding chroma samples (in 4: 2: 0 chroma format).
  • MinOTSize can be set to 16x16
  • MaxBtSize to 128x128, MaxTtSzie to 64x64
  • MinBtSize and MinTtSize (for both width and height) to 4x4, and MaxMttDepth to 4.
  • Quarttree partitioning may be applied to the CTU to generate quadtree leaf nodes.
  • the quadtree leaf node may be called a leaf QT node.
  • Quadtree leaf nodes may have a 128x128 size (i.e. the CTU size) from a 16x16 size (i.e. the MinOTSize). If the leaf QT node is 128x128, it may not be additionally divided into a binary tree / a ternary tree. This is because in this case, even if split, it exceeds MaxBtsize and MaxTtszie (i.e. 64x64). In other cases, leaf QT nodes may be further partitioned into a multitype tree. Therefore, the leaf QT node is the root node for the multitype tree, and the leaf QT node may have a multitype tree depth (mttDepth) 0 value.
  • mttDepth multitype tree depth
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method of limiting ternary-tree splitting as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • TT partitioning may be limited in certain cases. For example, when the width or height of the luma coding block is greater than a predetermined specific value (eg, 32 and 64), TT partitioning may be limited as shown in FIG. 6.
  • a predetermined specific value e.g, 32 and 64
  • the coding tree scheme may support that the luma and chroma blocks have separate block tree structures.
  • luma and chroma CTBs in one CTU may be limited to have the same coding tree structure.
  • luma and chroma blocks may have a separate block tree structure from each other. If an individual block tree mode is applied, the luma CTB may be split into CUs based on a particular coding tree structure, and the chroma CTB may be split into chroma CUs based on another coding tree structure. This may mean that a CU in an I slice may consist of a coding block of a luma component or coding blocks of two chroma components, and a CU of a P or B slice may be composed of blocks of three color components.
  • a quadtree coding tree structure involving a multitype tree has been described, but a structure in which a CU is divided is not limited thereto.
  • the BT structure and the TT structure may be interpreted as a concept included in a multiple partitioning tree (MPT) structure, and the CU may be interpreted to be divided through the QT structure and the MPT structure.
  • MPT multiple partitioning tree
  • a syntax element eg, MPT_split_type
  • MPT_split_mode a syntax element including information about which direction is divided into and horizontally.
  • the CU may be partitioned in a different way than the QT structure, BT structure or TT structure. That is, according to the QT structure, the CU of the lower depth is divided into 1/4 size of the CU of the upper depth, or the CU of the lower depth is divided into 1/2 size of the CU of the upper depth according to the BT structure, or according to the TT structure. Unlike the CU of the lower depth is divided into 1/4 or 1/2 size of the CU of the upper depth, the CU of the lower depth is sometimes 1/5, 1/3, 3/8, 3 of the CU of the upper depth. It can be divided into / 5, 2/3 or 5/8 size, the way in which the CU is divided is not limited to this.
  • the tree node block is placed so that all samples of all coded CUs are located within the picture boundaries. May be limited. In this case, for example, the following division rule may be applied.
  • the block is forced to be split with QT split mode.
  • the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode
  • the block is forced to be split with QT split mode.
  • the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_HOR mode.
  • the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode.
  • the block is forced to be split with QT split mode.
  • the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_VER mode.
  • the block is forced to be split with SPLIT_BT_VER mode.
  • the quadtree coded block structure with the multi-type tree described above can provide a very flexible block partitioning structure. Because of the partition types supported in a multitype tree, different partition patterns can sometimes lead to potentially identical coding block structure results. By limiting the occurrence of such redundant partition patterns, the data amount of partitioning information can be reduced. It demonstrates with reference to the following drawings.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating redundant division patterns that may occur in binary tree division and ternary tree division, as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • two levels of consecutive binary splits in one direction have the same coding block structure as the binary split for the center partition after the ternary split.
  • the binary tree split in the given direction for the center partition of the ternary tree split may be limited. This restriction can be applied for CUs of all pictures. If this particular partitioning is restricted, the signaling of the corresponding syntax elements can be modified to reflect this limited case, thereby reducing the number of bits signaled for partitioning. For example, as shown in FIG.
  • the mtt_split_cu_binary_flag syntax element indicating whether the split is a binary split or a tenary split is not signaled, and its value is Can be inferred by the decoder to zero.
  • the decoded portion of the current picture or other pictures in which the current processing unit is included may be used to reconstruct the current processing unit in which decoding is performed.
  • Intra picture or I picture which uses only the current picture for reconstruction, i.e. performs only intra picture prediction, predicts a picture (slice) using at most one motion vector and reference index to predict each unit
  • a picture using a predictive picture or P picture (slice), up to two motion vectors, and a reference index (slice) may be referred to as a bi-predictive picture or a B picture (slice).
  • Intra prediction means a prediction method that derives the current processing block from data elements (eg, sample values, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in the current picture.
  • data elements eg, sample values, etc.
  • Inter prediction (or inter screen prediction)
  • Inter prediction means a prediction method of deriving a current processing block based on data elements (eg, sample values or motion vectors, etc.) of pictures other than the current picture. That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in other reconstructed pictures other than the current picture.
  • data elements eg, sample values or motion vectors, etc.
  • Inter prediction (or inter picture prediction) is a technique for removing redundancy existing between pictures, and is mostly performed through motion estimation and motion compensation.
  • the present invention describes the detailed description of the inter prediction method described above with reference to FIGS. 1 and 2, and the decoder may be represented by the inter prediction-based video / image decoding method of FIG. 10 described later and the inter prediction unit in the decoding apparatus of FIG. 11. .
  • the encoder may be represented by the inter prediction based video / video encoding method of FIG. 8 and the inter prediction unit in the encoding apparatus of FIG. 9.
  • the data encoded by FIGS. 8 and 9 may be stored in the form of a bitstream.
  • the prediction unit of the encoding apparatus / decoding apparatus may derive the prediction sample by performing inter prediction on a block basis.
  • Inter prediction may represent prediction derived in a manner dependent on data elements (e.g. sample values, motion information, etc.) of the picture (s) other than the current picture.
  • data elements e.g. sample values, motion information, etc.
  • a predicted block (prediction sample array) for the current block is derived based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture indicated by the reference picture index. Can be.
  • the motion information of the current block may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of the motion information between the neighboring block and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction type (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated CU (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block is called a collocated picture (colPic). It may be.
  • a motion information candidate list may be constructed based on neighboring blocks of the current block, and a flag indicating which candidate is selected (used) to derive a motion vector and / or a reference picture index of the current block. Or index information may be signaled.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes.
  • the motion information of the current block may be the same as the motion information of the selected neighboring block.
  • the residual signal may not be transmitted.
  • a motion vector prediction (MVP) mode a motion vector of a selected neighboring block is used as a motion vector predictor, and a motion vector difference may be signaled.
  • the motion vector of the current block may be derived using the sum of the motion vector predictor and the motion vector difference.
  • MVP motion vector prediction
  • FIG. 8 and 9 illustrate an inter prediction based video / image encoding method and an inter prediction unit in an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • S801 may be performed by the inter prediction unit 180 of the encoding apparatus, and S802 may be performed by the residual processing unit of the encoding apparatus.
  • S802 may be performed by the subtraction unit 115 of the encoding apparatus.
  • the prediction information may be derived by the inter prediction unit 180 and encoded by the entropy encoding unit 190.
  • the residual information may be derived by the residual processor and encoded by the entropy encoding unit 190.
  • the residual information is information about the residual samples.
  • the residual information may include information about quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the residual samples may be derived as transform coefficients through the transform unit 120 of the encoding apparatus, and the transform coefficients may be derived as transform coefficients quantized through the quantization unit 130.
  • Information about the quantized transform coefficients may be encoded by the entropy encoding unit 190 through a residual coding procedure.
  • the encoding apparatus performs inter prediction on the current block (S801).
  • the encoding apparatus may derive inter prediction mode and motion information of the current block and generate prediction samples of the current block.
  • the inter prediction mode determination, the motion information derivation, and the prediction samples generation procedure may be performed simultaneously, or one procedure may be performed before the other.
  • the inter prediction unit 180 of the encoding apparatus may include a prediction mode determination unit 181, a motion information derivation unit 182, and a prediction sample derivation unit 183, and the prediction mode determination unit 181.
  • a prediction mode for the current block may be determined
  • motion information derivation unit 182 may derive motion information of the current block
  • prediction sample derivation unit 183 may derive motion samples of the current block.
  • the inter prediction unit 180 of the encoding apparatus searches for a block similar to the current block in a predetermined area (search area) of reference pictures through motion estimation, and a difference from the current block is determined.
  • Reference blocks that are minimum or below a certain criterion may be derived.
  • a reference picture index indicating a reference picture in which the reference block is located may be derived, and a motion vector may be derived based on a position difference between the reference block and the current block.
  • the encoding apparatus may determine a mode applied to the current block among various prediction modes.
  • the encoding apparatus may compare RD costs for the various prediction modes and determine an optimal prediction mode for the current block.
  • the encoding apparatus constructs a merge candidate list to be described later, and among the reference blocks indicated by merge candidates included in the merge candidate list.
  • a reference block having a difference from the current block that is smaller than or equal to a predetermined criterion may be derived.
  • a merge candidate associated with the derived reference block is selected, and merge index information indicating the selected merge candidate may be generated and signaled to the decoding apparatus.
  • the motion information of the current block may be derived using the motion information of the selected merge candidate.
  • the encoding apparatus constructs a (A) MVP candidate list to be described later, and among the mvp (motion vector predictor) candidates included in the (A) MVP candidate list.
  • the motion vector of the selected mvp candidate may be used as mvp of the current block.
  • a motion vector indicating a reference block derived by the above-described motion estimation may be used as the motion vector of the current block, and the difference with the motion vector of the current block is smallest among the mvp candidates.
  • An mvp candidate with a motion vector may be the selected mvp candidate.
  • a motion vector difference (MVD) which is a difference obtained by subtracting the mvp from the motion vector of the current block may be derived.
  • the information about the MVD may be signaled to the decoding device.
  • the value of the reference picture index may be configured with reference picture index information and separately signaled to the decoding apparatus.
  • the encoding apparatus may derive residual samples based on the prediction samples (S802).
  • the encoding apparatus may derive the residual samples by comparing the original samples of the current block with the prediction samples.
  • the encoding apparatus encodes image information including prediction information and residual information (S803).
  • the encoding apparatus may output the encoded image information in the form of a bitstream.
  • the prediction information may include prediction mode information (eg, skip flag, merge flag or mode index) and information on motion information as information related to the prediction procedure.
  • the information about the motion information may include candidate selection information (eg, merge index, mvp flag or mvp index) that is information for deriving a motion vector.
  • the information about the motion information may include the above-described information about the MVD and / or reference picture index information.
  • the information about the motion information may include information indicating whether L0 prediction, L1 prediction, or bi prediction is applied.
  • the residual information is information about the residual samples.
  • the residual information may include information about quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the output bitstream may be stored in a (digital) storage medium and delivered to the decoding device, or may be delivered to the decoding device via a network.
  • the encoding apparatus may generate a reconstructed picture (including the reconstructed samples and the reconstructed block) based on the reference samples and the residual samples. This is because the encoding apparatus derives the same prediction result as that performed in the decoding apparatus, and thus the coding efficiency can be increased. Accordingly, the encoding apparatus may store a reconstructed picture (or reconstructed samples, a reconstructed block) in a memory and use it as a reference picture for inter prediction. As described above, an in-loop filtering procedure may be further applied to the reconstructed picture.
  • FIGS. 10 and 11 illustrate an inter prediction based video / image decoding method and an inter prediction unit in a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the decoding apparatus may perform an operation corresponding to the operation performed by the encoding apparatus.
  • the decoding apparatus may perform prediction on the current block and derive prediction samples based on the received prediction information.
  • S1001 to S1003 may be performed by the inter prediction unit 260 of the decoding apparatus, and the residual information of S1004 may be obtained from the bitstream by the entropy decoding unit 210 of the decoding apparatus.
  • the residual processor of the decoding apparatus may derive residual samples for the current block based on the residual information.
  • the inverse quantization unit 220 of the residual processing unit performs dequantization on the basis of the quantized transform coefficients derived based on the residual information to derive transform coefficients and inverse transform unit of the residual processing unit ( 230 may derive residual samples for the current block by performing an inverse transform on the transform coefficients.
  • S1005 may be performed by the adder 235 or the reconstruction unit of the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may determine a prediction mode for the current block based on the received prediction information (S1001).
  • the decoding apparatus may determine which inter prediction mode is applied to the current block based on the prediction mode information in the prediction information.
  • inter prediction mode candidates may include a skip mode, a merge mode, and / or (A) MVP mode, or may include various inter prediction modes described below.
  • the decoding apparatus derives motion information of the current block based on the determined inter prediction mode (S1002). For example, when a skip mode or a merge mode is applied to the current block, the decoding apparatus may construct a merge candidate list to be described later, and select one merge candidate among merge candidates included in the merge candidate list. The selection may be performed based on the above merge information.
  • the motion information of the current block may be derived using the motion information of the selected merge candidate.
  • the motion information of the selected merge candidate may be used as motion information of the current block.
  • the decoding apparatus constructs (A) MVP candidate list to be described later, and among (m) mvp (motion vector predictor) candidates included in the (A) MVP candidate list.
  • the motion vector of the selected mvp candidate may be used as mvp of the current block.
  • the selection may be performed based on the above-described selection information (mvp flag or mvp index).
  • the MVD of the current block may be derived based on the information on the MVD
  • the motion vector of the current block may be derived based on mvp and the MVD of the current block.
  • a reference picture index of the current block may be derived based on the reference picture index information.
  • a picture indicated by the reference picture index in the reference picture list for the current block may be derived as a reference picture referred for inter prediction of the current block.
  • motion information of the current block may be derived without constructing a candidate list, and in this case, motion information of the current block may be derived according to a procedure disclosed in a prediction mode to be described later.
  • the candidate list structure as described above may be omitted.
  • the decoding apparatus may generate prediction samples for the current block based on the motion information of the current block (S1003).
  • the reference picture may be derived based on the reference picture index of the current block, and the prediction samples of the current block may be derived using the samples of the reference block indicated by the motion vector of the current block on the reference picture.
  • a prediction sample filtering procedure for all or some of the prediction samples of the current block may be further performed.
  • the inter prediction unit 260 of the decoding apparatus may include a prediction mode determination unit 261, a motion information derivation unit 262, and a prediction sample derivation unit 263, and the prediction mode determination unit 261 may be used. Determining a prediction mode for the current block based on the prediction mode information received in the step, and based on the information on the motion information received from the motion information derivation unit 262, motion information (motion vector and / or A reference picture index, etc.), and the prediction sample derivation unit 263 may derive the prediction samples of the current block.
  • the decoding apparatus generates residual samples for the current block based on the received residual information (S1004).
  • the decoding apparatus may generate reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the residual samples, and may generate a reconstructed picture based on the prediction samples (S1005). After that, the in-loop filtering procedure may be further applied to the reconstructed picture as described above.
  • the inter prediction procedure may include determining an inter prediction mode, deriving motion information according to the determined prediction mode, and performing prediction based on the derived motion information (prediction sample generation).
  • inter prediction modes may be used for prediction of the current block in the picture.
  • various modes such as merge mode, skip mode, MVP mode, and affine mode
  • DMVR Decoder side motion vector refinement
  • AMVR adaptive motion vector resolution
  • the affine mode may be called an affine motion prediction mode.
  • MVP mode may be referred to as advanced motion vector prediction (AMVP) mode.
  • Prediction mode information indicating the inter prediction mode of the current block may be signaled from the encoding device to the decoding device.
  • the prediction mode information may be included in the bitstream and received by the decoding apparatus.
  • the prediction mode information may include index information indicating one of a plurality of candidate modes.
  • the inter prediction mode may be indicated through hierarchical signaling of flag information.
  • the prediction mode information may include one or more flags.
  • a skip flag is signaled to indicate whether a skip mode is applied, and if a skip mode is not applied, a merge flag is signaled to indicate whether a merge mode is applied, and if a merge mode is not applied, an MVP mode is applied. Or may further signal a flag for additional classification.
  • the affine mode may be signaled in an independent mode, or may be signaled in a mode dependent on a merge mode or an MVP mode.
  • the affine mode may be configured with one candidate of a merge candidate list or an MVP candidate list as described below.
  • Inter prediction may be performed using motion information of the current block.
  • the encoding apparatus may derive optimal motion information for the current block through a motion estimation procedure. For example, the encoding apparatus may search for a similar reference block having a high correlation using the original block in the original picture for the current block in fractional pixel units within a predetermined search range in the reference picture, thereby deriving motion information. Can be. Similarity of blocks can be derived based on the difference of phase based sample values. For example, the similarity of the blocks may be calculated based on the SAD between the current block (or template of the current block) and the reference block (or template of the reference block). In this case, motion information may be derived based on a reference block having the smallest SAD in the search area. The derived motion information may be signaled to the decoding apparatus according to various methods based on the inter prediction mode.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a neighboring block used in a merge mode or a skip mode as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the motion information of the current prediction block is not directly transmitted, and the motion information of the current prediction block is derived using the motion information of the neighboring prediction block. Accordingly, the motion information of the current prediction block can be indicated by transmitting flag information indicating that the merge mode is used and a merge index indicating which neighboring prediction blocks are used.
  • the encoder may search for merge candidate blocks used to derive motion information of the current prediction block to perform the merge mode. For example, up to five merge candidate blocks may be used, but the present invention is not limited thereto.
  • the maximum number of merge candidate blocks may be transmitted in a slice header (or tile group header), but the present invention is not limited thereto.
  • the encoder may generate a merge candidate list, and select the merge candidate block having the smallest cost among them as the final merge candidate block.
  • the present invention provides various embodiments of a merge candidate block constituting the merge candidate list.
  • the merge candidate list may use, for example, five merge candidate blocks. For example, four spatial merge candidates and one temporal merge candidate may be used. As a specific example, in the case of the spatial merge candidate, the blocks shown in FIG. 12 may be used as the spatial merge candidate.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a merge candidate list construction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the coding apparatus inserts spatial merge candidates derived by searching for spatial neighboring blocks of the current block to the merge candidate list (S1301).
  • the spatial neighboring blocks may include a lower left corner peripheral block, a left peripheral block, a right upper corner peripheral block, an upper peripheral block, and an upper left corner peripheral block of the current block.
  • additional peripheral blocks such as a right peripheral block, a lower peripheral block, and a lower right peripheral block may be further used as the spatial peripheral blocks.
  • the coding apparatus may search for the spatial neighboring blocks based on priority, detect available blocks, and derive motion information of the detected blocks as the spatial merge candidates.
  • the encoder and the decoder may search the five blocks shown in FIG. 12 in the order of A1, B1, B0, A0, and B2, and index the available candidates sequentially to form a merge candidate list.
  • the coding apparatus inserts the temporal merge candidate derived by searching the temporal neighboring block of the current block into the merge candidate list (S1302).
  • the temporal neighboring block may be located on a reference picture that is a picture different from the current picture in which the current block is located.
  • the reference picture in which the temporal neighboring block is located may be called a collocated picture or a col picture.
  • the temporal neighboring block may be searched in the order of the lower right corner peripheral block and the lower right center block of the co-located block with respect to the current block on the col picture.
  • the constant storage unit may be predetermined, for example, 16x16 sample units, 8x8 sample units, or the like, or size information about the constant storage unit may be signaled from the encoder to the decoder.
  • motion information of the temporal neighboring block may be replaced with representative motion information of the predetermined storage unit in which the temporal neighboring block is located.
  • the temporal merge candidate may be derived based on the motion information of the covering prediction block.
  • the constant storage unit is 2nx2n sample units
  • the modified positions are ((xTnb >> n) ⁇ n) and (yTnb >> The motion information of the prediction block located at n) ⁇ n)) may be used for the temporal merge candidate.
  • the modified position is ((xTnb >> 4) ⁇ 4), ( The motion information of the prediction block located at yTnb >> 4) ⁇ 4)) may be used for the temporal merge candidate.
  • the constant storage unit is an 8x8 sample unit, if the coordinates of the temporal neighboring block are (xTnb, yTnb), the modified position is ((xTnb >> 3) ⁇ 3), (yTnb> The motion information of the prediction block located at > 3) ⁇ 3) can be used for the temporal merge candidate.
  • the coding apparatus may check whether the number of current merge candidates is smaller than the number of maximum merge candidates (S1303).
  • the maximum number of merge candidates may be predefined or signaled at the encoder to the decoder. For example, the encoder may generate information about the maximum number of merge candidates, encode the information, and transmit the encoded information to the decoder in the form of a bitstream. If the maximum number of merge candidates is filled up, the subsequent candidate addition process may not proceed.
  • the coding apparatus inserts an additional merge candidate into the merge candidate list (S1304).
  • the additional merge candidate may include, for example, ATMVP, combined bi-predictive merge candidate (when the slice type of the current slice is B type) and / or zero vector merge candidate.
  • the coding apparatus may terminate the construction of the merge candidate list.
  • the encoder may select an optimal merge candidate among merge candidates constituting the merge candidate list based on a rate-distortion (RD) cost, and signal selection information (ex. Merge index) indicating the selected merge candidate to the decoder. can do.
  • the decoder may select the optimal merge candidate based on the merge candidate list and the selection information.
  • the motion information of the selected merge candidate may be used as the motion information of the current block, and the prediction samples of the current block may be derived based on the motion information of the current block.
  • An encoder may derive residual samples of the current block based on the prediction samples, and may signal residual information about the residual samples to a decoder.
  • the decoder may generate reconstructed samples based on the residual samples derived from the residual information and the prediction samples, and generate a reconstructed picture based on the same.
  • the motion information of the current block may be derived in the same manner as when the merge mode is applied. However, when the skip mode is applied, the residual signal for the corresponding block is omitted, and thus prediction samples may be used as reconstructed samples.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a merge candidate list construction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the motion vector and / or the temporal neighboring block (or Col block) of the restored spatial neighboring block (for example, may be the neighboring block described above with reference to FIG. 12).
  • a motion vector predictor candidate list may be generated. That is, the motion vector of the reconstructed spatial neighboring block and / or the motion vector corresponding to the temporal neighboring block may be used as a motion vector predictor candidate.
  • the information about the prediction may include selection information (eg, MVP flag or MVP index) indicating an optimal motion vector predictor candidate selected from the motion vector predictor candidates included in the list.
  • the prediction unit may select the motion vector predictor of the current block from among the motion vector predictor candidates included in the motion vector candidate list using the selection information.
  • the prediction unit of the encoding apparatus may obtain a motion vector difference (MVD) between the motion vector of the current block and the motion vector predictor, and may encode the output vector in a bitstream form. That is, MVD may be obtained by subtracting the motion vector predictor from the motion vector of the current block.
  • MVP flag or MVP index indicating an optimal motion vector predictor candidate selected from the motion vector predictor candidates included in the list.
  • the prediction unit of the decoding apparatus may obtain a motion vector difference included in the information about the prediction, and derive the motion vector of the current block by adding the motion vector difference and the motion vector predictor.
  • the prediction unit of the decoding apparatus may obtain or derive a reference picture index indicating the reference picture from the information about the prediction.
  • the motion vector predictor candidate list may be configured as shown in FIG. 14.
  • an embodiment of the present invention describes a motion prediction method for encoding or decoding a video signal using a multi motion model.
  • motion vectors of two to four control points may be used to represent motion vectors in each pixel unit or sub-block unit of a block, and the prediction technique using the motion vectors of the plurality of control points may employ affine motion prediction. prediction, affine prediction, or the like.
  • An affine motion model according to an embodiment of the present invention may represent four motion models as shown in FIG. 15.
  • the affine motion model expressing three motions (translation, scale, rotate) dmf among the motions that can be expressed by the affine motion model is called a similarity (or simplified) affine motion model, and in describing the embodiments of the present invention, For convenience, a description will be given based on a similarity (or simplified) affine motion model, but the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 16 illustrates an example of a control point motion vector for affine motion prediction according to an embodiment of the present invention.
  • affine motion prediction may determine a motion vector of a pixel position (or subblock) included in a block by using two control point motion vectors (CPMV) pairs, v_0 and v_1. have.
  • the set of motion vectors may be referred to as an affine motion vector field (MVF).
  • the affine motion vector field may be determined using Equation 1 below.
  • W represents the width of the current block 1300.
  • the motion vector in units of sub blocks (or pixels) may be derived using Equation 1 above. In one embodiment, the motion vector precision may be rounded to 1/16 precision.
  • FIG 17 shows an example of a motion vector for each subblock of a block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
  • the affine motion vector field MVF may be determined in a pixel unit or a block unit. That is, in the affine motion prediction, the motion vector of the current block may be derived in a pixel unit or a sub block unit.
  • a motion vector may be obtained based on each pixel value, and in the case of a block unit, a motion vector of a corresponding block may be obtained based on a center pixel value of a block.
  • MVF affine motion vector field
  • the affine motion prediction may include an affine merge mode or an AF_MERGE and an affine inter mode or AF_INTER.
  • the AF_INTER mode may include an AF_4_INTER mode using four parameter-based motion models and an AF_6_INTER mode using six parameter-based motion models.
  • AF_MERGE determines a control point motion vector (CPMV) according to the affine motion model of the neighboring block coded as the affine motion prediction. Affine coded neighboring blocks in the search order may be used for AF_MERGE. When one or more neighboring blocks are coded as affine motion prediction, the current block may be coded as AF_MERGE.
  • CPMV control point motion vector
  • the CPMVs of the current block may be derived using the CPMVs of the neighboring block.
  • the CPMVs of the neighboring block may be used as the CPMVs of the current block, or the CPMVs of the neighboring block may be modified based on the size of the neighboring block, the size of the current block, and the like.
  • FIG. 18 illustrates an example of neighboring blocks used for affine motion prediction in an affix merge merge mode according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder may perform encoding as follows.
  • Step-1 Scanning neighboring blocks A through E (1810, 1820, 1830, 1840, and 1850) of the current coding block 1800 in alphabetical order, and encoded in the first predictive mode based on the scanning order Determine a block as a candidate block for affine merge (AF_MERGE)
  • Step-2 Determine the affine motion model using the determined control point motion vector (CPMV) of the candidate block
  • Step-3 The control point motion vector (CPMV) of the current block 1800 is determined according to the affine motion model of the candidate block, and the MVF of the current block 1800 is determined.
  • CPMV control point motion vector
  • FIG. 19 illustrates an example of a block in which affine motion prediction is performed using a neighboring block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
  • control point motion vectors CPMVs of block A 1920 are determined after determining block A 1920 as a candidate block.
  • CPMVs control point motion vectors
  • v0 and v1 control point motion vectors
  • FIG. 20 is a diagram for describing a method of generating a merge candidate list using neighboring affine coding blocks according to an embodiment of the present invention.
  • a candidate as shown in FIG. 20 may be used.
  • the scanning order of the candidate list is set to A, B, C, D, and E.
  • FIG. the present invention is not limited thereto and may be preset in various orders.
  • affine candidate a candidate encoded in the affine mode (or affine prediction) available in the neighboring block (ie, A, B, C, D, E)
  • the affinity merge mode of the current block may be skipped.
  • the number of available candidates is one (eg, A)
  • the motion model of the candidate can be used to derive the control point motion vectors CPMV_0 and CPMV_1 of the current block. In this case, an index indicating the candidate may not be required (or coded).
  • two candidates in the scanning order may be configured as candidate lists for AF_MERGE.
  • candidate selection information such as an index indicating a candidate selected in the candidate list may be signaled.
  • the selection information may be flag or index information and may be referred to as AF_MERGE_flag, AF_merge_idx, or the like.
  • motion compensation for the current block may be performed based on the size of the sub block.
  • the subblock size of the affine block ie, the current block
  • the width and height of the subblock are both greater than four luma samples, then a motion vector for each subblock is derived and DCT-IF based motion compensation (1/16 pels for luminance and 1/32 for chrominance). This subblock may be performed. Otherwise, enhanced bi-linear interpolation filter based motion compensation may be performed for the entire Affine block.
  • the affine flag at the CU level determines whether the affine merge mode is used. Signaled through a bitstream indicating (bitstream).
  • bitstream bitstream indicating
  • a merge candidate index with a maximum value of '5' is signaled to specify that motion information candidates are used for the CU in the affinity merge candidate list.
  • 21 and 22 illustrate a method of constructing an affine merge candidate list using neighboring blocks encoded by affine prediction according to an embodiment of the present invention.
  • the affine merge candidate list is configured as the following steps.
  • the model based affine candidate means that the candidate is derived from a valid peripheral reconstructed block coded in affine mode. As shown in Fig. 21, the scanning order for the candidate block is from the left (A), the upper (b), the upper right side (C) and the lower left side (D) to the upper left side (E).
  • the motion vectors v_4, v_5, v_6 of the upper left corner, upper right corner, and lower left corner of the CU including block A are included.
  • You get The motion vectors v_0, v_1, v_2 of the upper left corner on the current block are calculated according to the motion vectors v_4, v_5, and v_6 by the six-parameter affine model.
  • the motion vectors v_4 and v_5 of the upper left corner and the upper right corner of the CU including the block A are obtained.
  • the motion vectors v_0 and v_1 of the upper left corner on the current block are calculated according to the motion vectors v_4 and v_5 by the 4-parameter affine model.
  • a control point based candidate means that a candidate is configured by combining surrounding motion information of each control point.
  • the coordinates of CP_1, CP_2, CP_3 and CP_4 are (0, 0), (W, 0), (H, 0) and (W, H), respectively, where W and H are the width and height of the current block.
  • the motion information of each control point is obtained according to the next priority.
  • the checking priority is A ⁇ B ⁇ C, and A is used if A is available. Otherwise, B is used if B is available. If neither A nor B is available, C is used. If all three candidates are not available, motion information of CP1 cannot be obtained.
  • the checking priority is E ⁇ D.
  • the checking priority is G ⁇ F.
  • the motion vectors of the two control points are needed to calculate the conversion parameters in the four-parameter affine model.
  • Two control points are selected from one of the following six combinations: ⁇ CP_1, CP_4 ⁇ , ⁇ CP_2, CP_3 ⁇ , ⁇ CP_1, CP_2 ⁇ , ⁇ CP_2, CP_4 ⁇ , ⁇ CP_1, CP_3 ⁇ , ⁇ CP_3, CP_4 ⁇ Can be.
  • CP_1 and CP_2 control points to construct a four-parameter affine motion model is referred to as “Affine (CP_1, CP_2)”.
  • the motion vectors of the three control points are needed to calculate the transform parameters in the six-parameter affine model.
  • the three control points may be selected from one of the following four combinations ⁇ CP_1, CP_2, CP_4 ⁇ , ⁇ CP_1, CP_2, CP_3 ⁇ , ⁇ CP_2, CP_3, CP_4 ⁇ , ⁇ CP_1, CP_3, CP_4 ⁇ .
  • CP_1, CP_2 and CPv3 control points to construct a six-parameter affine motion model is denoted as “Affine (CP_1, CP_2, CP_3)”.
  • the affine merge mode if there is an affine merge candidate, it can always be considered as a 6-parameter affine mode.
  • FIG. 23 illustrates an example of neighboring blocks used for affine motion prediction in affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
  • the affine motion prediction may include an affine merge mode or an AF_MERGE and an affine inter mode or AF_INTER.
  • affine inter mode AF_INTER
  • the control point motion vector difference CPMVD
  • the encoding process of the affine inter mode AF_INTER may be as follows.
  • Step-1 Determine Two CPMVP Pair Candidates
  • Step-1.1 Determine Up to 12 CPMVP Candidate Combinations (See Equation 2 below)
  • v_0 is the motion vector (CPMV0) at the upper left control point 2310 of the current block 2300
  • v_1 is the motion vector (CPMV1) at the upper right control point 2311 of the current block 2300
  • v_2 Is the motion vector CPMV2 at the lower left control point 2312 of the current block 2300
  • v_A is the motion vector of the neighboring block A 2320 adjacent to the upper left side of the upper left control point 2310 of the current block 2300.
  • v_B is the motion vector of the neighboring block B 2322 adjacent to the upper left control point 2310 of the current block 2300
  • vC is the neighboring block C adjacent to the left of the upper left control point 2310 of the current block 2300
  • the motion vector of 2324, v_D is the motion vector of neighboring block D 2326 adjacent to the upper right control point 2311 of current block 2300, and v_E is the right vector of control block 2311 of current block 2300.
  • the motion vector of the neighboring block E 2328 adjacent to the upper right side, v_F is the motion vector of the neighboring block F 2330 adjacent to the left of the lower left control point 2312 of the current block 2300.
  • V_G represents the motion vector of the neighboring block G 2332 adjacent to the left of the lower left control point 2312 of the current block 2300.
  • Step-1.2 Sort the Difference Value (DV) of the CPMVP Candidate Combinations by Small Values and Use the Top Two Candidates (See Equation 3 below)
  • v_0x is the x-axis element of the motion vector V0 or CPMV0 of the upper left control point 2310 of the current block 2300
  • v_1x is the motion vector V1 or CPMV1 of the right upper control point 2311 of the current block 2300
  • the x-axis element, v_2x is the x-axis element of the motion vector V_2 or CPMV_2 of the lower left control point 2312 of the current block 2300
  • v_0y is the motion vector V_0 of the upper-left control point 2310 of the current block 2300.
  • v_1y is the y-axis element of the motion vector V_1 or CPMV_1 of the right upper control point 2311 of the current block 2300
  • v_2y is the lower left control point 2312 of the current block 2300.
  • the y-axis element of the motion vector V_2 or CPMV_2 w denotes the width of the current block 2300
  • h denotes the height of the current block 2300.
  • Step-2 Use AMVP candidate list when control point motion vector predictor (CPMVP) pair candidate is less than 2
  • Step-3 Determine the control point motion vector predictor (CPMVP) for each of the two candidates and compare the RD cost to optimally select a candidate with a small value and CPMV
  • Step-4 Send the index and control point motion vector difference (CPMVD) corresponding to the best candidate
  • AF_INTER a configuration process of a CPMVP candidate is provided.
  • the number of candidates is 2, and an index indicating the position of the candidate list is signaled.
  • the construction of the CPMVP candidate list is as follows.
  • a 4-parameter (2-control point) fine inter mode is used to predict motion models and content of zoom-in / out and rotation. As shown in Figure 16, the affine motion field of the block is described by two control point motion vectors.
  • the motion vector field (MVF) of the block is described by Equation 1 described above.
  • an advanced motion vector prediction (AMVP) mode is required for signaling a motion vector prediction (MVP) index and motion vector differences (MVDs).
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • MVP motion vector prediction index
  • MVDs motion vector differences
  • the affine_flag is signaled to indicate whether affine prediction is used. If affine prediction is applied, the syntax of inter_dir, ref_idx, mvp_index, and two MVDs (mvd_x and mvd_y) is signaled.
  • An affine MVP pair candidate list is generated that includes two affine MVP pairs. The signaled mvp_index is used to select one of these.
  • Affine MVP pairs are generated by two types of affine MVP candidates.
  • One is a spatial inherited affine candidate and the other is a corner derived affine candidate. If neighboring CUs are coded in affine mode, spatially inherited affine candidates may be generated.
  • the affine motion model of the surrounding affine coded block is used to generate motion vectors of a two-control-point MVP pair.
  • the MVs of the 2-control point MVP pair of the candidate for spatial inheritance are derived by using the following equations.
  • V_B0, V_B1, and V_B2 can be replaced by the upper left MV, upper right MV, and lower left MV of any reference / peripheral CU
  • (posCurCU_X, posCurCU_Y) is the upper left of the current CU for the upper left sample of the frame.
  • the position of the sample, and (posRefCU_X, posRefCU_Y) is the position of the upper left sample of the reference / peripheral CU relative to the upper left sample of the frame.
  • FIG. 24 illustrates an example of a neighboring block used for affine motion prediction in an affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
  • a corner derived affine candidate is used. Peripheral motion vectors are used to derive the affine MVP pair as shown in FIG. 24.
  • the first available MV in set A (A0, A1 and A2) and the first available MV in set B (B0 and B1) are used to construct the first MVP pair.
  • the first available MV in set A and the first available MV in set C (C0 and C1) are used to calculate the MV of the right upper control point.
  • the first available MV and the calculated right upper control point MV are the second MVP pairs.
  • two candidate sets comprising two (three) candidates ⁇ mv_0, mv_1 ⁇ ( ⁇ mv_0, mv_1, mv_2) predict two (three) control points of the affine motion model. It is used to Given motion vector differences (mvd_0, mvd_1, mvd_2) and control points are calculated by using the following equations.
  • 25 and 26 are diagrams illustrating a method of deriving a motion vector candidate using motion information of neighboring blocks in an affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
  • the affine candidate list extends affine motion from spatial neighboring blocks (extrapolated affine candidates) and is appended by a combination of motion vectors from spatial neighboring blocks (virtual affine candidates).
  • Candidate sets are set as follows:
  • Adjacent blocks A0, A1, B0, B1, and B2 are identified as shown in FIG. If an adjacent block is encoded by an affine motion model and its reference frame is the same as the reference frame of the current block, then two (for a 4-parameter affine model) of the current block or (for a six-parameter affine model) Three control points are derived from the affine model of adjacent blocks.
  • FIG. 29 illustrates neighboring blocks used to generate a hypothetical candidate candidate set.
  • mv_0 is the first MV in S0 that references the same reference picture as the current block.
  • mv_2 is the first MV that references the same reference picture as the current block in S1.
  • mv_2 may be derived by Equation 9 below.
  • the current block size is WxH.
  • mv_1 may be derived by Equation 10 below.
  • affine inter prediction may be performed according to the following sequence.
  • width and width mode of the sub-block is greater than 4 luma samples
  • DCT-IF based motion compensation (1/16 pel for luma, 1/32 pel for chrominance) is invoked for sub-blocks
  • the affine flag at the CU level indicates whether the affine inter mode is to be used. Signaled to If a CU is coded as affine inter mode, a model flag is signaled to indicate whether a four- or six-parameter affine model is applied for the CU. If the model flag is true, AF_6_INTER mode (6-parameter affine model) is applied and three MVDs are parsed, otherwise AF_4_INTER mode (4-parameter affine model) is applied and two MVDs are applied. Are parsed.
  • AF_4_INTER mode similar to the affine merge mode, extrapolated motion vector pairs are generated from adjacent blocks coded by the affine merge mode and first inserted into the candidate list.
  • the list is padded by the motion vector pair by duplicating respective AMVP candidates.
  • AF_6_INTER mode similar to the affine merge mode, extra motion vector triples are generated from adjacent blocks coded in the affine merge mode and are preferentially inserted into the candidate list.
  • v_0 is selected from the motion vectors of blocks A, B, or C.
  • the motion vector from the neighboring block is scaled according to the relationship between the reference list and the POC of the reference to the neighboring block, the POC of the reference to the current CU, and the POC of the current CU.
  • the approach for selecting v_1 from adjacent blocks D and E and the selection of v_2 from F and G are similar. If the candidate list is greater than four, the candidates are sorted according to the consistency of adjacent motion vectors (similar to two motion vectors in three candidates), and the first four candidates are preserved.
  • the list may be padded by a motion vector triple configured by duplicating each AMVP candidate.
  • the MVF of the current CU is generated according to Equation 11 below for the 4-parameter affine model, and for the 6-parameter affine model It is generated according to equation (12).
  • the sub-block size MxN is derived from Equation 13 below, and MvPre is motion vector partial accuracy (1/16).
  • M and N must be adjusted down if necessary to make the denominator of w and h. If M or N is less than 8, WIF is applied, otherwise sub-block based affine motion compensation is applied.
  • FIG. 27 illustrates an example of a method of deriving an affine motion vector field in sub-block units according to an embodiment of the present invention.
  • the motion vector of the center sample of each sub-block as shown in FIG. 27 is calculated according to Equation 11 or 12, and 1 It is rounded with / 16 part accuracy.
  • SHVC upsampling interpolation filters are applied to generate the prediction of each sub-block using the derived motion vector.
  • SHVC upsampling interpolation filters with the same filter length and normalization factor as HEVC motion compensation interpolation filters can be used as motion compensation interpolation filters for additional fractional pel positions.
  • the chroma component motion vector accuracy is 1/32 samples, and additional interpolation filters of 1/32 pel partial positions are derived by using the averages of the filters of two adjacent 1/16 pel partial positions.
  • the AF_MERGE mode may be selected at the encoder side in the same way as normal merge mode selection is performed.
  • the candidate list is created first and the minimum RD-cost in the candidates is selected to compare with the RD-costs of the other inter modes. The result of the comparison is a decision as to whether AF_MERGE is applied or not.
  • the RD cost check is used to determine which motion vector pair candidates are selected as control point motion vector prediction (CPMVP) of the current CU. After the CPMVP of the current affine CU is determined, the affine motion estimation is applied and a control point motion vector (CPMV) is obtained. The difference between CPMV and CPMVP is then determined.
  • CPMVP control point motion vector prediction
  • the AF_6_INTER mode is checked only when the AF_MERGE or AF_4_INTER mode is determined as the optimal mode in the previous mode selection stage.
  • the affine inter (Affine AMVP) mode may be performed as follows:
  • AFFINE_MERGE_IMPROVE Instead of searching for the first neighboring block in affine mode, the improvement seeks to search for the neighboring block with the largest coding unit size as an affine merge candidate.
  • AFFINE_AMVL_IMPROVE Add neighboring blocks in affine mode to the affine AMVP candidate list similar to the normal AMVP procedure.
  • the detailed affine AMVP candidate list generation process is as follows.
  • the lower left adjacent block uses the affine motion model and has the same reference index as the current reference index. If not present, the left adjacent block is identified in the same way. If not present, it is checked whether the lower left adjacent block uses the affine motion model and has a different reference index. If present, the scaled affine motion vector is added to the reference picture list. If not present, the left adjacent block is identified in the same way.
  • the operation of generating the affine AMVP candidate list is terminated. If no two candidates are found, the original operation in the JEM software is performed to generate the affine AMVP candidate lists.
  • AFFINE_SIX_PARAM In addition to the 4-parameter affine motion model, a six-parameter affine motion modal is added as an additional model.
  • Equation 14 A six-parameter affine motion model is derived from Equation 14 below.
  • three motion vectors at the upper left position MV_0, the upper right position MV_1, and the lower left position MV_2 are required to determine the model.
  • Three motion vectors may be determined in a manner similar to the two motion vectors in a four-parameter affine motion model.
  • the affine model merge is always set as a six-parameter affine motion model.
  • AFFINE_CLIP_REMOVE Removes motion vector constraints for all affine motion vectors. The motion compensation processes allow to control the motion vector constraints themselves.
  • various affine motion models may be used or considered in Affine inter prediction.
  • the Affine motion model may express four motions as shown in FIG. 15.
  • the affine motion model that expresses three motions (translation, scale, rotate) among the motions that can be represented by the affine motion model can be called a similarity (or simplified) affine motion model.
  • the number of derived CPMVs and / or the sample / subblock MV derivation method of the current block may vary depending on which of the affine motion models is used.
  • an adaptive four and six parameter motion model is used.
  • AF_INTER a six-parameter motion model is proposed in addition to the four-parameter motion model present in the JEM.
  • a six-parameter affine motion model is described as in Equation 15 below.
  • Equation 16 can be described as follows: Can be.
  • Equation 16 is a motion vector field (MVF) of a block.
  • a flag is parsed at the CU level to indicate whether a four- or six-parameter affine motion model is used when adjacent blocks are coded with affine prediction. If there are no adjacent blocks coded with affine prediction, the flag is omitted and a four-parameter model is used for affine prediction. In other words, a six-parameter model is considered in the condition that one or more adjacent blocks are coded into an affine motion model. Regarding the number of CPMVDs, two and three CPMVDs are signaled for the motion model, which is 4-parameter and 6-parameter affine, respectively.
  • pattern-matched motion vector refinement may be used.
  • PMMVD pattern-matched motion vector derivation
  • the decoder uses several motion vectors (MV) to determine the starting MV candidate for CU-level search. ) Needs to be evaluated.
  • MV motion vectors
  • the sub-CU-level search in addition to the optimal CU-level MV, several MV candidates are added. The decoder needs to evaluate these MV candidates in order to find the optimal MV, which requires a lot of memory band.
  • PMVR pattern-matched motion vector refinement
  • the concepts of template matching and bilateral matching in PMVD in JEM are adopted.
  • One PMVR_flag is signaled when the skip mode or merge mode is selected to indicate whether the PMVR is available or not.
  • an MV candidate list is created and the starting MV candidate index is explicitly signaled if PMVR is applied.
  • the candidate list is generated by using the merge candidate list generation process, but sub-CU merge candidates, such as affine candidates and ATMVP candidates, are excluded.
  • sub-CU merge candidates such as affine candidates and ATMVP candidates.
  • For bilateral matching only uni-prediction MV candidates are included.
  • the bu-prediction MV candidate is divided into two uni-prediction MV candidates.
  • similar MV candidates (the MV differences are less than the predefined threshold) are also removed.
  • diamond search MV refinement is performed starting from the signaled MV candidate.
  • Sub-CU-level search is only available in bilateral matching merge mode.
  • the search window of sub-CU-level search for all sub-CUs is the same as the search window of CU-level search. Thus, no additional bandwidth is required for sub-CU-level search.
  • Template matching is also used to refine the MVP in mode.
  • AMVP mode two MVPs are generated by using the HEVC MVP creation process, and one MVP index is signaled to select one of them. The selected MVP is further refined by using template matching in the PMVR. If adaptive motion vector resolution (AMVR) is applied, MVP is rounded to the corresponding accuracy before template matching refinement. This refinement process is called pattern-matched motion vector predictor refinement (PMVPR).
  • PMVPR pattern-matched motion vector predictor refinement
  • a PMVR includes a template matching PMVR, a bidirectional matching PMVR, and a PMVPR.
  • the PMVR is disabled for 4x4, 4x8, and 8x4 CUs.
  • the search range of ⁇ template matching, bidirectional matching ⁇ for the same CU region as 64 can be reduced to ⁇ 2, ⁇ 4 ⁇ , and ⁇ template matching, bidirectional for CU regions greater than 64
  • the search range of matching ⁇ can be reduced to ⁇ 6, ⁇ 8 ⁇ .
  • the motion vector may be derived based on Equation 17 as follows.
  • v_x represents the x component of the sample unit motion vector of the (x, y) coordinate sample in the current block
  • v_y represents the y component of the sample unit motion vector of the (x, y) coordinate sample in the current block. That is, (v_x, v_y) is the sample unit motion vector for the (x, y) coordinate sample.
  • a, b, c, d, e, and f are for deriving a sample unit motion vector (motion information) of (x, y) coordinates from control points (CP) of the current block. Represents the parameters of the equation.
  • the CP may be expressed as a steering pixel.
  • the parameters may be derived from motion information of CPs of each PU transmitted in PU units.
  • the equation for deriving the sample unit motion vector derived from the motion information of the CPs described above may be applied to each sample of the block, and may be derived as the position of the sample in the reference image according to the relative positions of the x and y axes of the respective samples. Can be.
  • the sample unit motion vector may be derived differently according to a block size, asymmetrical or symmetrical, block position, etc. according to the QTBT (TT) block partitioning structure. Specific embodiments thereof are shown through FIGS. 29 to 38 to be described later.
  • 29 is a diagram illustrating a method of performing motion compensation based on a motion vector of a control point according to an embodiment of the present invention.
  • a current block is a 2N ⁇ 2N block.
  • the motion vector of the upper left sample in the current block may be referred to as v_0.
  • the motion vectors of each CP may be set to v_1 and v_2 using samples of neighboring blocks adjacent to the current block as CPs. That is, when the width and height of the current block is S and the coordinates of the top-left sample position of the current block are (xp, yp), the coordinates of CP0 among the CPs are (xp, yp).
  • the coordinate of CP1 may be (xp + S, yp), and the coordinate of CP2 may be (xp, yp + S).
  • the motion vector of CP0 may be v_0
  • the motion vector of CP1 may be v_1
  • the motion vector of CP2 may be v_2.
  • the sample unit motion vector may be derived using the motion vectors of the CPs.
  • the sample unit motion vector may be derived based on Equation 18 as follows.
  • v_x and v_y represent the x component and the y component of the motion vector for the samples of the (x, y) coordinates in the current block, respectively, and v_x0 and v_y0 respectively represent the x component and the y component of the motion vector v_0 for the CP0.
  • v_x1 and v_y1 represent the x component and the y component of the motion vector v_1 for the CP1, respectively
  • v_x2 and v_y2 represent the x component and the y component of the motion vector v_2 for the CP2, respectively.
  • the motion vector may be derived based on the relative position in the current block for each sample in the current block by the equation for deriving the sample unit motion vector as shown in Equation 18 described above.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating a method of performing motion compensation based on a motion vector of a control point in a non-square block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 exemplarily shows CPs of a block divided into N ⁇ 2N.
  • an equation for deriving a sample unit motion vector in the current block can be derived.
  • a width value suitable for the shape of the current block may be used.
  • Three CPs may be derived to derive the sample unit motion vector, and the positions of the CPs may be adjusted as shown in FIG. 30.
  • the coordinate of CP0 among the CPs is (xp, yp)
  • the coordinate of CP1 may be (xp + S / 2, yp)
  • the coordinate of CP2 may be (xp, yp + S).
  • the sample unit motion vector may be derived based on Equation 19 below.
  • Equation 3 shows an equation for deriving a sample unit motion vector considering that the width of the current block is S / 2.
  • the motion vector may be derived based on the relative position in the current block for each sample in the current block partitioned from the CU based on the partitioning type Nx2N by the equation for deriving the sample unit motion vector as shown in Equation 19 above.
  • 31 is a diagram illustrating a method of performing motion compensation based on a motion vector of a control point in a non-square block according to an embodiment of the present invention.
  • the sample unit motion vector may be derived based on Equation 20 as follows.
  • Equation 4 shows an equation for deriving a sample unit motion vector considering that the height of the current block is S / 2.
  • a motion vector may be derived based on the relative position in the current block for each sample in the current block partitioned from the CU based on partitioning type 2N ⁇ N by the equation for deriving the sample unit motion vector as shown in Equation 4.18.
  • 32 to 38 are diagrams illustrating a method of performing motion compensation based on a motion vector of a control point in a non-square block according to an embodiment of the present invention.
  • the width and the height of the asymmetric current blocks may be referred to as W and H, respectively.
  • Three CPs for each current block may be derived to derive the sample unit motion vector, and the coordinates of the CPs may be adjusted based on the width and height according to the shape of the current block as shown in FIG. 32.
  • the sample unit motion vector in the current block may be derived based on Equation 21 as follows.
  • Equation 21 shows an equation for deriving a sample unit motion vector considering a width and a height of an asymmetric current block.
  • the motion information prediction candidate for at least one CP may be selected based on the motion information of the neighboring block or the neighboring sample of the current block in order to reduce the data amount of the motion information of the CPs indicated in units of blocks. have.
  • the motion information prediction candidate may be called an affine motion information candidate or an affine motion vector candidate.
  • the affine motion information candidates may include, for example, the contents disclosed in FIGS. 33 to 38.
  • MVD motion vector differences
  • A MVP mode
  • the determined MVD is encoded using entropy technology.
  • MVD coding can be used as one of the methods of reducing the redundancy of the motion vector and increasing the compression efficiency.
  • the MVD is decoded prior to decoding the motion vector of the coding unit.
  • MVD encoding reduces the redundancy between the motion vector and the predictor, resulting in an improvement in compression efficiency over encoding the motion vector as it is.
  • the input to the MVD coding stage at the decoder is a coded MVD bin parsed for decoding.
  • the input to the MVD coding stage at the encoder is a flag (“imv” flag) indicating the actual MVD value and further the resolution for MVD encoding.
  • the flag is used to determine whether the MVD should be represented by 1 pixel (or integer pixel), 4 pixels or 1/4 pixel.
  • 39 shows an example of an overall coding structure for deriving a motion vector according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder checks whether a current coding unit is a merge mode (S3901).
  • the decoder parses the affine flag and the merge index in order to proceed with decoding (S3902).
  • the current coding unit is not in the merge mode, it is in the AMVP mode.
  • list information regarding whether a list 0, a list 1, or a bidirectional list is referenced is first parsed (S3903). Thereafter, the affine flag is parsed (S3904). The decoder checks whether the parsed affine flag is true or false (S3905).
  • the decoder processes parse_MVD_LT and parse_MVD_RT corresponding to the MVDs of the upper left (LT) and upper right (RT) control points (S3906). If the affinity flag is false, MVD is processed (S3907). Affine motion modeling in the special case of AMVP is described in detail below.
  • FIG. 40 shows an example of an MVD coding structure according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder parses a flag indicating whether the MVD for the horizontal (MVDxGT0) and vertical (MVDYGT0) components is greater than zero (S4001).
  • the decoder checks whether the parsed data for the horizontal component is greater than zero (that is, MVDxGT0) (S4002). If the MVDxGT0 flag is true (that is, MVDxGT0 is equal to '1'), a flag (ie, MVDxGT1) indicating whether or not the horizontal component is greater than 1 is parsed (S4002). If MVDxGT0 is not true (ie, MVDxGT0 is '0'), then MVDxGT1 data is not parsed.
  • the parsed MVD data may be processed in blocks shown as MVDx_Rem_Level and MVDy_Rem_Level to obtain reconstructed MVD (S4005, S4006).
  • 41 shows an example of an MVD coding structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 41 describes how a decoder processes data in a block MVDx_Rem_Level of FIG. 40 to decode an MVDx component. If the flag indicating whether the MVDx component is greater than zero (i.e., MVDxGT0) is true (S4101) and the flag indicating whether the MVDx component is greater than one (i.e., MVDxGT1) is true (S4102), then the parsed MVDx component The bin corresponding to is decoded using the exponential gorom code of order 1 (S4103). In this case, the input to the exponential gorom code may be bins including at least 2 (ie, Abs-2) MVD values and Golomb order 1.
  • the sign information is parsed by decoding the bypass bin containing the information (S4104). If the decoded bypass bin has a value of 1, a negative sign is appended to the decoded MVDx. However, if the decoded bypass bin has a value of zero, then the decoded MVD is represented by a positive value. If MVDxGR0 is true but MVDxGR1 is not true, it indicates that the absolute value of MVDx being decoded is one. The sign information is then parsed and updated. However, if MVDxGR0 is false, MVDx may be restored to zero.
  • FIG. 42 shows an example of an MVD coding structure according to an embodiment of the present invention.
  • the MVDyGR1 flag is checked (S4202).
  • the parsed MVD data uses an EG Code using inputs that are bins containing absolute minus 2 (Abs-2) MVD and order one. Decoded. The sign information is then parsed and decoded to obtain decoded MVDy. If MVDyGR0 is true or MVDyGR1 is false, the absolute vertical values are all considered + 1 / -1. Sign information is parsed and decoded in a manner similar to that described above, thus obtaining decoded MVDy. If the MVDyGR0 flag is false, MVDy is zero.
  • FIG. 43 shows an example of an MVD coding structure according to an embodiment of the present invention.
  • a signed MVD value is encoded at an encoder. Similar to FIG. 41, bins larger than zero for the x and y components, that is, MVDxGR0 and MVDyGR0 are encoded by checking the absolute values of the horizontal and vertical voices (S4301 and S4311). The flags greater than zero for the horizontal and vertical components are then encoded: MVDxGR1 and MVDyGR1. The absolute MVD values are then encoded similarly as in the decoder, and the horizontal and vertical voices are encoded sequentially.
  • Previous video coding standards only considered a translational motion model. However, the underlying motion may include effects such as zooming, rotation, panning and other irregular movements.
  • recent video coding standards have introduced affine motion coding, where non-normal features of motion information can be captured by using a four- or six-parameter affine motion model. have.
  • the motion vector field (MVF) for each 4x4 sub-blocks can be described using Equation 22 below.
  • Equation 22 (v_0x, v_0y) is a motion vector of a top-left corner control point, and (v_1x, v_1y) is a motion vector of a top-right corner control point.
  • the motion vector of each 4x4 sub-block is calculated by deriving the motion vector of the center sample of each sub-block as described in FIG. 27, as previously described.
  • Affine coding may be used in both merge mode and (A) MVP mode.
  • affine coding in AMVP mode may use two or three control points depending on the motion model used.
  • the MVD for at least one of the upper left side LT and / or the upper right side RT may be coded, and three control points are used.
  • the MVD for at least one control point among the upper left side LT, the upper right side RT, and / or the lower right side LB may be coded.
  • the MVD is decoded before the motion vector of the coding unit is finally determined.
  • the accuracy of the affine prediction (or the affine motion prediction) may depend on the accuracy of the control point motion vector, and consequently the accuracy of the affine prediction may depend on the accuracy of the MVD coding.
  • the MVD is only coded with 1/4 pel (or pixel, fraction) precision (or accuracy, resolution).
  • the efficiency of the affine coding may depend heavily on the high precision of the control point motion vector and then on the high precision of the motion vector of the center sample of each subblock.
  • the above-described equations (eg, 1, 11, 12, 16, 22, etc.) used for motion vector derivation may provide much higher accuracy accuracy than 1/16 pels.
  • the value calculated in the above equation may be rounded to 1/16 pel precision. This is useful because a motion compensated interpolation filter operating at 1/16 pel precision can be applied to easily generate predictive samples of each subblock using the derived motion vector.
  • the motion vectors with the high precision of each subblock can be rounded and stored with the same precision as the normal motion vectors. Since MVD is calculated as the difference between the predictor and the actual motion vector, the initial calculation can be maintained with 1/16 pel accuracy. However, in conventional image compression techniques, when affine prediction is applied, the MVD precision is reduced to 1/4 pel and coded. For more accurate decoding of motion vectors, even if affine prediction is applied, maintaining higher precision can improve the accuracy of the affine prediction and improve the compression efficiency.
  • normal MVDs ie, MVDs other than affine prediction
  • quarter pel one pel (i.e. integer pixels) or four pel precision.
  • the encoder / decoder then controls this precision using precision flags (or syntax elements).
  • precision flags or syntax elements.
  • the present invention proposes a method of increasing the precision of MVD in order to increase the accuracy of affine prediction.
  • MVD when affine prediction is applied may be referred to as affine MVD for convenience of description.
  • 44 is a diagram illustrating a method of deriving affine motion vector difference information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a decoder is mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto, and the method of signaling affine motion vector difference information may be substantially applied to the encoder.
  • FIG. 39 it is assumed that two control points on the upper left side and the upper right side are used for affine prediction.
  • the present invention is not limited thereto. The same applies to the case where it is used for affine prediction.
  • the decoder checks whether the merge mode is applied to the current block (S4401). If the merge mode is applied to the current block, the decoder parses the affine flag indicating whether affine prediction is applied to the current block and / or a merge index indicating a candidate applied to the current block in the merge candidate list. (S4402).
  • the decoder parses a reference list index (or prediction list index) indicating a reference direction (or prediction direction, reference list) of the current block (S4403).
  • the decoder parses an affine flag indicating whether affine prediction is applied to the current block (S4404).
  • the decoder checks whether affine prediction is applied to the current block based on the affine flag value (S4405).
  • the decoder parses the MVD of the current block (S4406).
  • the decoder may parse the precision flag (or precision index) to perform a process for checking precision.
  • the decoder parses the MVD precision flag (S4407).
  • the MVD precision flag indicates whether to apply the adaptive affine MVD precision mode.
  • the affinity MVD may be derived at a different precision than the predefined default (or basic) precision.
  • the affine MVD precision mode is applied, the affine MVD can be derived with a predefined default precision.
  • the predefined default precision may be 1/4 pel precision, and other precisions other than the predefined default precision may be integer pel, 4 pel, 1/8 pel and / or 1/16 pel precision. It may include at least one of the precision.
  • the decoder checks whether the adaptive affinity MVD precision mode is applied based on the MVD precision flag value (S4408). If the MVD precision mode, which is an adaptive affinity, is applied, the decoder derives the MVDs for the two control points with a precision other than the default precision (S4409). As an embodiment, when the adaptive affinity MVD precision mode is applied, that is, when a precision other than the default precision is applied, the encoder may transmit a syntax element indicating a specific precision among the remaining preset precisions to the decoder.
  • the decoder derives MVDs for the two control points with default precision (S4410).
  • the precision for affine MVD may be signaled via the bit stream.
  • the encoder can signal a higher level syntax element to the decoder.
  • the higher level syntax element may be signaled through a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header (or a tile group header), and the like.
  • the encoder may generate set_affine_MVD_precision_flag and signal it to the decoder.
  • set_affine_MVD_precision_flag represents a high level syntax element indicating the precision of the affine MVD.
  • set_affine_MVD_precision_flag may indicate whether the precision of the affine MVD is a predefined default (or basic) precision (eg, 1/4 pel precision). If a predefined default precision is not applied, set_affine_MVD_precision_flag may include other precision information, and additional precision information may be signaled from the encoder to the decoder. That is, the encoder may send a syntax element to the decoder indicating whether the precision of the affine MVD is a predefined default precision (eg, 1/4 pel precision). If it is not a predefined default precision, a syntax element indicating the precision of a specific affix MVD may be transmitted to the decoder.
  • the precision of the specific affine MVD may include at least one precision of integer pellets, 4 pellets, 1/8 pels or 1/16 pels.
  • the syntax element may indicate whether the affine MVD is transmitted with higher precision.
  • the location of the syntax header may be generalized to high_level_parameter_set () through Table 2 below.
  • secondary syntax elements may be used as syntax elements (index or flags) to indicate specific precision.
  • set_affine_MVD_precision_flag 1
  • set_affine_MVD_precision_flag 0
  • set_affine_MVD_precision_flag 0
  • a syntax element for indicating specific precision information may be additionally signaled.
  • a syntax structure according to Table 3 below may be defined.
  • slice_affine_mvd_precision_idx represents a syntax element indicating the specific (specific) precision of the affine MVD.
  • slice_affine_mvd_precision_idx is not limited to the name, and syntax elements for indicating a specific precision of the affine MVD may be represented by a flag.
  • a syntax element indicating a specific precision of the affine MVD is included in the slice segment header.
  • the present invention is not limited thereto and may be included in various levels of syntax.
  • a syntax element indicating specific (specific) precision of the affine MVD may be included in the coding tree unit syntax, the coding unit syntax.
  • slice_affine_mvd_precision_idx is 0
  • this may indicate a default MVD precision of 1/4 pels.
  • an index value of 1 may represent an MVD precision of 1/8 pel
  • an index value of 2 may represent an MVD precision of 1/16 pel.
  • MVD statistics for inter coded blocks rely on a motion model for translational motion only.
  • the prediction unit (or coding block, coding unit) coded in the affine mode uses an affine motion model that considers various movements other than the above, the affine MVD statistics are different from those of a general AMVP block. This means that the MVDs of all blocks should not be universally coded with the same entropy coding scheme and / or parameters.
  • the order of the exponential Golomb code (hereinafter referred to as the Golomb order) reflects the probability of the occurrence of the symbol.
  • Conventional image compression techniques use order 1 regardless of the distribution of MVD values.
  • the present invention proposes an exponential Golomb code having an order depending on the range of affine MVD values.
  • the encoder / decoder may select to divide the range of the MVD in the same manner as in FIG. 45 described below.
  • the present invention is not limited thereto. Histogram analysis can be useful for determining the absolute value range of the MVD, and can group the most frequent values and code each subregion (or range) of the MVD using different Golomb orders.
  • the encoder / decoder can use the statistics of either control point to determine the most probable region (or range) of the other control point, and select various Golomb orders based on this.
  • 45 is a diagram illustrating a coding structure of motion vector differential according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a decoder is mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto, and the method of signaling affine motion vector difference information may be substantially applied to the encoder.
  • the decoder may divide the MVD value based on any integer N value without limiting the same as the conventional MVDxGR1 and MVDyGR1. And, N may be determined based on the distribution of MVD values.
  • the decoder checks syntax elements (flags) MVDxGR_0 and MVDyGR_0 indicating whether the MVD value is greater than zero (S4501, S4511). If the MVDxGR_0 and / or MVDyGR_0 values are zero, then the MVD value for each direction (horizontal or vertical direction) is considered zero.
  • the decoder checks the MVDxGR_N and MVDyGR_N syntax elements (flags) (S4502 and S4512). If the MVDxGR_N and / or MVDyGR_N values are 1, then the decoder uses the Golomb order k1 (i.e., order 1), respectively, based on the exponential Golomb code having an input of absolute-N-1 (Abs-N-1). Decode (or parse) the MVD value for the direction of (S4503, S4513).
  • the decoder decodes (or parses) the MVD values for each direction using exponential Golomb codes using orders other than the Golomb order k1 (S4504 and S4514).
  • the exponential Golomb binarization of Golomb order k2 ie, Order 2 may be used to encode / decode the corresponding absolute value greater than 0 and less than or equal to N.
  • the decoder decodes (or parses) the sign of the MVD for each direction (S4505, S4515).
  • the encoder / decoder may apply different binarization for each section divided by 0 and N.
  • FIG. For example, an encoder / decoder may be coded using exponential Golomb code for absolute values greater than 0 and less than N, and truncated binary (or truncated) for absolute values greater than N. It may also be coded using truncated unary binarization.
  • an embodiment of the present invention a method of applying the two embodiments described above (Examples 1 and 2) in combination is proposed.
  • an embodiment of the present invention may include the combined features of the two embodiments described above.
  • a method of integrating precision information for MVD and entropy coding is proposed.
  • 46 is a diagram illustrating a method of deriving an affine motion vector based on precision information according to an embodiment of the present invention.
  • a decoder is mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto, and the method of signaling affine motion vector difference information may be substantially applied to the encoder.
  • the decoder parses a syntax element indicating a specific precision when the precision adjustment function is activated (S4601).
  • the syntax element is represented by a precision index, but is not limited to this name.
  • the decoder parses MVD values for the horizontal and vertical directions according to the accuracy confirmed in step S4601 (S4602).
  • the precision index may indicate high precision, such as 1/16 pel or 1/8 pel, and may exhibit low precision, such as integer fel or 4 pel.
  • the decoder may additionally check a syntax element (eg, slice_affine_mvd_precision_idx) indicating a specific precision.
  • the decoder may determine the precision of the encoded MVD based on the syntax element indicating the specific precision.
  • the decoder may parse the MVD information in the horizontal / vertical direction according to the determined precision.
  • the method described in Embodiment 2 may be applied. If high precision is applied, the decoder may parse MVDx_GR_N and / or MVDy_GR_N if the MVD values for the horizontal and / or vertical directions are greater than zero. As described above, the decoder may apply the first binarization when the absolute value is greater than N, and apply the second binarization (or the binarization method) when the absolute value is less than or equal to N. As an example, the decoder may use an exponential Golomb code having degree 1 as the first binarization and may use Truncated Binary (TB) (or truncated unary binarization) as the second binarization. have.
  • TB Truncated Binary
  • the decoder may perform MVD decoding using the third binarization, and as an example, the decoder may be truncated as the third binarization. Unary binarization can be used.
  • 47 is a diagram illustrating a coding structure of motion vector difference according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a decoder is mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto, and the method of signaling affine motion vector difference information may be substantially applied to the encoder.
  • the decoder may divide the MVD value based on any integer N value without limiting the same as the conventional MVDxGR1 and MVDyGR1. And, N may be determined based on the distribution of MVD values.
  • the decoder checks syntax elements (flags) MVDxGR_0 and MVDyGR_0 indicating whether the MVD value is greater than zero (S4701, S4711). If the MVDxGR_0 and / or MVDyGR_0 values are zero, then the MVD value for each direction (horizontal and / or vertical direction) is considered zero.
  • the decoder checks whether the MVD precision of the current block is higher than a predefined precision (S4702, S4711).
  • the predefined precision may be 1 pel, 1/4 pel, 1/8 pel precision.
  • the decoder checks the MVDxGR_N and MVDyGR_N syntax elements (flags) (S4703, S4713).
  • the decoder decodes (or parses) the MVD values for each direction using the first binarization (or binarization scheme) (S4704, S4714).
  • the first binarization may be an exponential Golomb code method of Golomb order k1 (ie, order 1). That is, the decoder may decode (or parse) an MVD value for each direction based on an exponential Golomb code having an input of absolute value-N (Abs-N) using the Golomb order k1.
  • the decoder decodes (or parses) the MVD values for each direction using the second binarization (S4705, S4715).
  • the second binarization may be an exponential Golomb code using another order in addition to the Golomb order k1 or may be Truncated Binary (TB) (or truncated unary binarization).
  • the decoder decodes (or parses) the MVD value for each direction using the third binarization (S4706, S4716).
  • the third binarization may be an exponential Golomb code using another order in addition to the Golomb order k1 or may be Truncated Binary (TB) (or truncated unary binarization).
  • the decoder decodes (or parses) the sign of the MVD for each direction (S4707, S4717).
  • affine prediction requires coding of MVDs for a plurality of control points (eg, two or three control points) according to the affine motion model. That is, when affine prediction is applied, MVD information for each control point determined according to the affine motion model is signaled from the encoder to the decoder.
  • an embodiment of the present invention proposes a method of sharing MVDs between control points in order to improve this problem and to increase compression efficiency of control points with respect to MVD.
  • the affine motion model using four parameters that is, the case where the upper left and right upper control points are used for affine motion prediction is described, but the present invention is limited thereto. It doesn't work.
  • the sharing method of MVD proposed in the present invention may be applied in a substantially same / similar manner.
  • the encoder / decoder may share the MVD between the upper left and right upper control points.
  • the existing MVD coding structure can be replaced with a modified coding structure using a shared motion vector MVD.
  • the encoder can average the motion vector differences, encode a single motion vector difference, and send it to the decoder.
  • the encoder encodes the motion vector difference of a specific control point into a shared MVD, and subtracts a value obtained by subtracting the motion vector predictor of the control point and the shared MVD from the motion vector of the other control point.
  • the MVD of the control point can be encoded and transmitted to the decoder.
  • FIG. 48 is a diagram illustrating a method of deriving affine motion vector difference information based on a shared motion vector difference according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a decoder is mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto, and the method of signaling affine MVD information may be substantially applied to the encoder.
  • FIG. 48 it is assumed that two control points of the upper left side and the upper right side are used for affine prediction, but the present invention is not limited thereto. The same applies to the case where the two control points are used for affine prediction.
  • the decoder checks whether the merge mode is applied to the current block (S4801). If the merge mode is applied to the current block, the decoder parses the affine flag indicating whether affine prediction is applied to the current block and / or a merge index indicating a candidate applied to the current block in the merge candidate list. (S4802).
  • the decoder parses a reference list index (or prediction list index) indicating a reference direction (or prediction direction, reference list) of the current block (S4803).
  • the decoder parses an affine flag indicating whether affine prediction is applied to the current block (S4804).
  • the decoder determines whether affine prediction is applied to the current block based on the affine flag value (S4805).
  • the decoder parses the MVD of the current block (S4806).
  • the decoder parses the shared MVD flag (S4807) and checks whether the shared MVD is used in the current block based on the shared MVD flag (S4808).
  • the shared MVD flag indicates a flag (or syntax element) indicating whether the shared MVD is used in the current block. However, it is not limited to these names.
  • the decoder parses the MVDs for the upper left and upper right control points as in the previous operation (S4809).
  • the decoder parses the shared MVD (S4810).
  • the decoder may determine the shared MVD as the MVDs of the upper left and right upper control points.
  • the shared MVD may be calculated, for example, as an average value of the MVDs of the upper left and upper right control points.
  • the decoder may use the same MVD as a shared MVD at both the upper left and the upper right control points.
  • the decoder may determine the shared MVD as the MVD of the upper left control point.
  • the decoder may parse the MVD of the upper right control point.
  • parsing the MVD of the upper right control point may be included in step S4810.
  • the MVD of the upper right control point may be calculated by subtracting the motion vector predictor of the upper right control point and the shared MVD from the motion vector of the upper right control point.
  • sharing for MVD can be done in other ways.
  • the shared MVD may be calculated as an average value of the MVDs of the upper left and upper right control points and transmitted from the encoder to the decoder, and a difference between the shared MVD and the MVDs of the respective control points may be transmitted from the encoder to the decoder.
  • information regarding the use (or activation) of the shared MVD may be transmitted via higher level syntax.
  • a new syntax element called set_shared_mvd_flag can be used to activate a shared MVD.
  • set_shared_mvd_flag represents a flag (or syntax element) indicating whether shared MVD is used.
  • the context model for flags indicating whether greater than 0 and 1 may be changed.
  • the context model for flags indicating whether the shared MVD is greater than 0 and 1 for the case where the shared MVD is used or not may be defined differently.
  • Table 4 illustrates a syntax structure for a flag indicating whether to use a shared MVD.
  • set_shared_mvd_flag 1
  • a syntax (or syntax element) indicating whether to use a shared MVD exists in a slice header of a non-IDR (non-IDR) picture of a video sequence (CVS). It is displayed.
  • set_shared_mvd_flag 0
  • there is no syntax (or syntax element) indicating whether to use the shared MVD in the slice header and the CVS does not use the adaptive affinities MVD according to the present embodiment.
  • the affine motion model using four parameters that is, the case where the upper left and right upper control points are used for affine motion prediction is described, but the present invention is limited thereto. It doesn't work.
  • the sharing method of MVD proposed in the present invention may be applied in a substantially same / similar manner.
  • the encoder / decoder may share the MVD between the upper left and upper right control points and encode / decode the MVD of the control points using adaptive precision. This allows the encoder / decoder to provide greater flexibility in rate-distortion calculations by selecting (or searching for) the optimal setting for the shared MVD mode.
  • FIG. 49 is a diagram illustrating a method of deriving affine motion vector difference information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a decoder is mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto, and the method of signaling affine MVD information may be substantially applied to the encoder.
  • FIG. 48 it is assumed that two control points of the upper left side and the upper right side are used for affine prediction, but the present invention is not limited thereto. The same applies to the case where the two control points are used for affine prediction.
  • the encoder / decoder may share the MVD between the upper left and upper right control points and encode / decode the MVD of the control points using adaptive precision.
  • a description overlapping with the method described with reference to FIGS. 44 and 48 will be omitted.
  • the decoder checks whether affine prediction (or affine motion prediction) is applied to the current block (S4901).
  • the decoder parses the MVD of the current block (S4902).
  • the decoder parses the shared MVD flag (S4903) and checks whether the shared MVD is used in the current block based on the shared MVD flag (S4904). If the MVD shared in the current block is not used, the decoder parses the MVDs for the upper left and upper right control points in the same manner as before (S4905).
  • the decoder parses the MVD precision flag (S4906).
  • the MVD precision flag indicates whether to apply the adaptive affine MVD precision mode.
  • the affinity MVD may be derived at a different precision than the predefined default (or basic) precision.
  • the affine MVD precision mode is applied, the affine MVD can be derived with a predefined default precision.
  • the predefined default precision may be 1/4 pel precision, and other precisions other than the predefined default precision may be integer pel, 4 pel, 1/8 pel and / or 1/16 pel precision. It may include at least one of the precision.
  • the decoder checks whether the adaptive affinity MVD precision mode is applied based on the MVD precision flag value (S4907). If the adaptive affinity MVD precision mode is not applied, the decoder parses the shared MVD with the default precision (S4908).
  • the decoder parses two shared MVDs with a precision other than the default precision (S4909).
  • the encoder may transmit a syntax element indicating a specific precision among the remaining preset precisions to the decoder.
  • a method of utilizing correlation between motion vector differences (MVD) and removing redundancy of control points by coding some control points based on the difference between control points is proposed. .
  • the affine motion model using four parameters that is, the case where the upper left and right upper control points are used for affine motion prediction is described, but the present invention is limited thereto. It doesn't work.
  • the difference transmission method between MVDs proposed in the present invention may be applied in a substantially same / similar manner.
  • the encoder / decoder encodes any one control point (eg, the right top control point) using the MVD difference between the top left and top right control points, thereby generating a correlation between the top left and top right control points. Can be used to eliminate redundancy between MVDs.
  • the decoder decodes the MVD of the upper left control point according to a conventional MVD coding method, decodes the difference between the MVDs of the upper left and right upper control points in the MVD of the upper left control point, and the MVD of the upper left control point.
  • the MVD of the upper right control point can be restored (or induced) by adding the difference between the MVDs of the upper left and right upper control points.
  • the MVD difference between the upper left control point and the upper right control point may be referred to as MVD difference (or differential MVD), but the present invention is not limited to this name.
  • 50 is a diagram illustrating a method of deriving Matte motion vector difference information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a decoder is mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto, and the method of signaling MVD information according to the present embodiment may be substantially applied to the encoder.
  • FIG. 50 it is assumed that two control points on the upper left side and the upper right side are used for affine prediction, but the present invention is not limited thereto. The same applies to the case where the two control points are used for affine prediction.
  • the encoder / decoder may encode / decode the MVD of the upper right control point using the difference between the MVDs of the upper left and upper right control points.
  • the decoder checks whether affine prediction (or affine motion prediction) is applied to the current block (S5001). If affine prediction is not applied to the current block, the decoder parses the MVD of the current block (S5002).
  • the decoder parses the MVD difference flag (S5003) and checks whether the MVD difference is used for the current block based on the MVD difference flag (S5004). If the MVD difference is not used in the current block, the decoder parses MVDs for the upper left and upper right control points as in the previous operation (S5005).
  • the decoder parses the MVD of the upper left control point and parses the MVD difference (S5006).
  • the decoder may reconstruct (or derive, obtain) the MVD of the upper right control point by adding the MVD difference to the MVD of the upper left control point.
  • a syntax element may be transmitted over a bit stream to achieve the proposed method.
  • a flag or syntax element is_delta_affine_MVD indicating that the MVD difference is used (or whether the MVD difference is activated) may be transmitted through the bit stream.
  • a flag (or syntax element) used at a slice, coding tree unit, or coding unit level to indicate whether the MVD difference is used at the corresponding level unit may be transmitted from the encoder to the decoder. Table 5 below shows the possible use of higher level syntax in the bit stream when the MVD difference flag is used.
  • is_delta_affine_MVD when is_delta_affine_MVD is 1, it indicates that is_delta_affine_MVD exists in a slice header of a non-IDR picture of a coded video sequence (CVS). When is_delta_affine_MVD is 0, it indicates that is_delta_affine_MVD does not exist in the slice header, and that the adaptive differential MVD according to the present embodiment is not used in CVS.
  • a syntax element for indicating whether the differential MVD according to the present embodiment is applied at the slice, coding tree unit or coding unit level may be additionally signaled.
  • a syntax structure according to Table 6 below may be defined.
  • a syntax element indicating whether to apply MVD difference is included in a slice segment header, but the present invention is not limited thereto and may be included in various levels of syntax.
  • a syntax element indicating whether to apply MVD difference may be included in a coding tree unit syntax and a coding unit syntax.
  • MVD differences may always be applied (or used) without use signaling.
  • a method of determining whether to use MVD difference based on a threshold value is proposed to control the use of MVD difference technology. This ensures a higher level of correlation between the upper left MVD and the upper right MVD before applying the proposed method, thereby increasing flexibility and improving accuracy of the above-described embodiment 6.
  • the threshold may be determined in a variety of ways. For example, empirical values may be used or may be derived from basic data statistics. An example in which the threshold is used will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 51 is a diagram illustrating a method of deriving motion vector difference information based on a threshold according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a decoder is mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto, and the method of signaling MVD information according to the present embodiment may be substantially applied to the encoder.
  • FIG. 50 it is assumed that two control points on the upper left side and the upper right side are used for affine prediction, but the present invention is not limited thereto. The same applies to the case where the two control points are used for affine prediction.
  • the encoder / decoder may encode / decode the MVD of the upper right control point using the difference between the MVDs of the upper left and upper right control points, where a threshold may be used.
  • the decoder checks whether affine prediction (or affine motion prediction) is applied to the current block (S5101). If affine prediction is not applied to the current block, the decoder parses the MVD of the current block (S5102).
  • the decoder parses the MVD difference flag (S5103) and checks whether the MVD difference is used in the current block based on the MVD difference flag (S5104). If the MVD difference is not used in the current block, the decoder parses MVDs for the upper left and upper right control points as in the previous operation (S5105).
  • the decoder parses the threshold (S5106).
  • the decoder parses the MVD of the upper left control point based on the parsed threshold and parses the MVD difference (S5107).
  • the decoder may reconstruct (or derive, obtain) the MVD of the upper right control point by adding the MVD difference to the MVD of the upper left control point.
  • the threshold may be used to compare the difference between the MVDs of the upper left control point and the upper right control point. That is, the proposed MVD difference method may not be applied when the difference between the MVDs of the upper left control point and the upper right control point is larger than the threshold. If the difference between the MVDs of the upper left control point and the upper right control point is less than or equal to the threshold value, the MVD difference method may be applied.
  • the threshold may be set differently for each picture, slice, CTU or CU.
  • the threshold value may be transmitted in each header or may be extended and transmitted in another header.
  • the threshold may be kept fixed. In this case, syntax parsing or additional overhead signaling may not be required.
  • MVDx_GR0 and MVDy_GR0 are flags indicating whether or not the horizontal and vertical components of the MVD are larger than zero, respectively.
  • MVDx_GR1 and MVDy_GR1 are flags indicating whether the horizontal and vertical components of the MVD are larger than 1, respectively.
  • the encoder / decoder may use different context models in performing entropy coding on syntax elements representing MVD information of the upper right control point and the upper left control point. Further, in one embodiment, different binarization techniques for syntax elements representing MVD information of the upper right control point and the upper left control point may be used to improve compression performance.
  • This embodiment independently derives the correlation between the upper left and right upper control points of the horizontal and vertical components by data statistics.
  • FIG. 52 is a diagram for explaining a vector coding method of affine motion vector difference according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 52 is derived from data statistics using frequency analysis. Referring to FIG. 52, as described above, it is assumed that two control points of the upper left side and the upper right side are used for affine prediction. However, the present invention is not limited thereto and the lower left side, the upper left side, and the upper right side are described. The same applies to the case where the three control points on the side are used for affine prediction.
  • FIG. 52 describes a method of performing vector coding on the MVD of the horizontal component (ie, the x-axis component), and may be similarly applied to the MVD of the vertical component (ie, the y-axis component).
  • the MVD horizontal components on the upper left and upper right sides may be replaced in an elliptical form and distributed as shown in FIG. 52.
  • the center point of the unshaded (0, 0) position indicates that the MVD horizontal components of the upper left and upper right control points correspond to zero.
  • the center point corresponds to the MVD combination that occurs most frequently in the data set.
  • FIG. 52 may be regarded as a grid having positive and negative MVD values.
  • the block adjacent to the center point means the increase or decrease of the MVD value at a single control point or both control points.
  • Frequency analysis of the data suggests that certain groups of MVD values occur with similar probability. That is, blocks illustrated in the same pattern in FIG. 52 may be classified into one group, and MVD values in each group may occur with similar probability according to data frequency analysis.
  • the present invention defines a layer that represents an MVD combination (or group) having a similar probability of occurrence.
  • MVD combination or group
  • four layers as shown in FIG. 52 may be defined. In another embodiment, this may be extended to incorporate several different layers. However, according to the data analysis, it can be seen that most of the data can be processed by the layer shown in 52.
  • FIG. 53 is a diagram for explaining a vector coding method of affine motion vector difference according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 53 two layers are illustrated in FIG. 52 described above.
  • the first unshaded layer and the second shaded layer are shown.
  • the first layer includes a center point at position (0,0) and the second layer includes some of the coordinates adjacent to the center point.
  • MVD values generally increase as each concentric circle (i.e., layer) increases.
  • the vertical component of the MVD also exhibits the same characteristics.
  • Data analysis suggests that there is a high correlation between MVDs, which are the affinities of the upper left and right upper control points that can be commonly used.
  • step S3907 the decoder does not parse the MVDs of the upper left control points and the MVDs of the upper right control points separately, but parses the MVDs of the upper left and upper right control points together (or simultaneously). Can be.
  • whether to use (or apply) a vector coding scheme may be activated / deactivated via flag syntax.
  • the decoder may perform an additional check to determine whether the CU should be coded in the vector coding mode.
  • FIG. 54 is a diagram illustrating a parsing flowchart for the MVD component according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder / decoder encodes / decodes the levels of the horizontal components of the upper left and right upper control points MVD (S5401), and encodes / decodes the levels of the vertical components of the upper left and upper right control points MVD. (S5401). That is, the encoder / decoder may parse the MVDs of the upper left and upper right control points together (or simultaneously).
  • the encoder / decoder acquires layer information about the horizontal / vertical component, and then determines (or derives) the final MVD horizontal / vertical component by encoding / decoding index information indicating a specific coordinate in the layer. can do.
  • 55 is a diagram illustrating a coding structure of a motion vector difference performed based on vector coding according to an embodiment of the present invention.
  • a decoder is mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto, and the method of signaling affine motion vector difference information may be substantially applied to the encoder.
  • MVDs for the upper left and upper right control points may be coded together based on vector coding.
  • 55 illustrates a method of performing vector coding on the MVD of the horizontal component (ie, the x-axis component), and may be similarly applied to the MVD of the vertical component (ie, the y-axis component).
  • FIG. 55 corresponds to the MVDx_LT_MVDx_RT_Vector_Level analysis step of step S5401 of FIG. 54.
  • the decoder parses a flag (ie, Layerx_GT0) indicating whether the layer of the upper left and right upper control points MVD horizontal component is larger than the zeroth layer (ie, the first layer) (S5501).
  • the 0th layer represents a layer including the center point of the position (0,0). If the flag is false, all horizontal components of the control point correspond to 0.
  • the decoder performs an MVDy_LT_MVDy_RT_Vector_Level analysis step (ie, S5402 of FIG. 54).
  • a first index indicating a bean coded in two contexts is parsed (S5502).
  • the first index is (i) the target MVDx combination is in the first layer (i.e., the second layer), and if so, which index in that layer corresponds to, or (ii) decoding performs the process for examining the subsequent layer. It may be determined whether it should (S5503).
  • the first index may have a result of ⁇ (0,0), (0,1), (1,0), (1,1) ⁇ . If the first index value is (0,0), it indicates that the target MVD combination is not present in the current layer and that a subsequent layer should be checked.
  • the other three combinations represent index values representing specific coordinates within the layer.
  • the MVD horizontal components of the upper left and upper right sides, that is, the control point are derived (or obtained) based on the first index value (S5505).
  • the MVD horizontal component of the upper left control point is derived by performing a shift operation that is increased by two of the first index, and the MVD horizontal component of the right upper control point performs an AND operation of the first index and two. Can be derived.
  • the decoder increases the layer to the next layer (ie, the third layer) and then parses the layer and / or index information (S5506).
  • the layer and index information may be parsed using an exponential Golomb code with an exponential Golomb parameter of 1 (ie, order 1). Then, the decoder checks whether it is included in the third layer based on the index information, that is, the second index (S5507, S5509), and based on the second index value in the layer determined based on this, the correct value of MVDx is determined. The combination is determined (S5508, S5510, S5511).
  • the decoder parses sign information with respect to the final MVDx values of the upper left and upper right control points (S5512).
  • the decoder derives the MVD vertical component by performing the step of determining MVDy_LT_MVDy_RT_Vector_Level (ie, S5402 of FIG. 54).
  • 56 is a diagram illustrating a coding structure of a motion vector difference performed based on vector coding according to an embodiment of the present invention.
  • a decoder is mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto, and the method of signaling affine motion vector difference information may be substantially applied to the encoder. In this regard, a description overlapping with FIG. 55 will be omitted.
  • the decoder parses the Layerx_GT0 flag (S5601), and if the Layerx_GT0 flag is true (S5602), it parses the layer information (S5603).
  • the decoder parses the index information and performs decoding on the horizontal component of the MVD based on the index value (S5604 to S5608).
  • the decoder increases the layer value (that is, it may be determined as the third or fourth layer based on FIG. 52), and parses the layer and index information (S5609).
  • the decoder utilizes an exponential Golomb code with an exponential Golomb parameter of 1 (ie, order 1) and / or Truncated Binary (TB) (or truncated unary binarization).
  • the layer and index information can be decoded.
  • the MVD horizontal components of the upper left and upper right control points may be determined according to the layer information and the index information, and then the sign information may be parsed.
  • the decoding process for the MVD vertical component may then be performed. As one embodiment, the following methods may be applied.
  • Layer information and indexes may be coded with only exponential Golomb codes.
  • Embodiments of the present invention described above have been described separately for the convenience of description, but the present invention is not limited thereto. That is, the embodiments described in Embodiments 1 to 5 described above may be performed independently, or one or more embodiments may be combined and performed.
  • 57 is a flowchart illustrating a method of generating an inter prediction block based on affine prediction according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a decoder is mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto.
  • the method of generating an inter prediction block according to an embodiment of the present invention may be performed in the same manner in the encoder and the decoder.
  • the decoder When the affine prediction is applied to the current block, the decoder derives a motion vector predictor for a plurality of control points of the current block based on motion information of a neighboring block (S5701). ).
  • the decoder derives a motion vector difference (MVD) of the control points (S5702).
  • deriving the MVDs of the control points comprises: obtaining an MVD of the upper left control point of the current block from the bitstream; And obtaining a difference MVD indicating a difference between the MVD of the upper left control point and the MVD of the right upper control point of the current block.
  • the method may further include obtaining a flag indicating whether the difference MVD is used, and the flag may be a sequence, a picture, a slice, or a coding tree unit. unit) may be signaled in units.
  • deriving the MVD of the control points includes the step of obtaining a threshold used to determine whether to use the difference MVD, the difference MVD is less than or equal to the threshold value It may be determined to be used in the same case.
  • deriving the MVD of the control points the step of obtaining layer information to which the horizontal or vertical component of the upper left and right upper control point MVD of the current block belongs; And obtaining index information indicating a specific combination of horizontal or vertical components of the MVD in a layer determined based on the layer information.
  • the layer information may be binarized using an index Golomb code having an order of 1, and the index information may be binarized using a truncated binary method.
  • the decoder derives the motion vectors of the control points by adding the motion vector difference to the motion vector predictor (S5703).
  • the decoder derives a motion vector of each of a plurality of sub-blocks included in the current block by using the motion vector of the control points (S5704).
  • the decoder generates a prediction block of the current block by using the motion vector of each of the subblocks (S5705).
  • the decoder may obtain at least one syntax element representing the resolution of the motion vector difference of the control points.
  • a second syntax element indicating a resolution of the motion vector difference may be obtained from the remaining resolutions other than the default resolution.
  • the default resolution may be preset to 1/4 pixel precision.
  • the remaining resolutions may include at least one precision of integer pixel, 4 pixel, 1/8 pixel, or 1/16 pixel precision.
  • the decoder may determine the resolution of the motion vector difference using the at least one syntax element and obtain the MVD based on the resolution of the motion vector difference.
  • FIG. 58 is a diagram illustrating an inter prediction apparatus based on affine prediction according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the inter prediction unit is illustrated as one block for convenience of description, but the inter prediction unit may be implemented as a configuration included in the encoder and / or the decoder.
  • the inter prediction unit implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 8 to 57.
  • the inter prediction unit includes a motion vector predictor deriving unit 5801, a motion vector differential deriving unit 5802, a control point motion vector deriving unit 5803, a sub-block motion vector deriving unit 5804, and a prediction block generator 5805.
  • a motion vector predictor deriving unit 5801 the inter prediction unit.
  • a motion vector differential deriving unit 5802 the inter prediction unit
  • a control point motion vector deriving unit 5803 a sub-block motion vector deriving unit 5804
  • a prediction block generator 5805 can be configured.
  • the motion vector predictor derivation unit 5801 may determine a motion vector predictor for a plurality of control points of the current block based on motion information of a neighboring block. derive a predictor).
  • the motion vector difference induction unit 5802 derives a motion vector difference (MVD) of control points.
  • VMD motion vector difference
  • the motion vector difference induction unit 5802 obtains the MVD of the upper left control point of the current block from the bitstream, and calculates the difference between the MVD of the upper left control point and the MVD of the right upper control point of the current block. It is possible to obtain a difference MVD indicating.
  • the motion vector difference induction unit 5802 obtains a flag indicating whether to use the difference MVD, and the flag is sequence, picture, slice, or coding. It may be signaled in units of coding tree units.
  • the motion vector difference induction unit 5802 obtains a threshold used to determine whether to use the difference MVD, and the difference MVD is used when the difference is less than or equal to the threshold. Can be determined.
  • the motion vector difference induction unit 5802 obtains layer information to which horizontal or vertical components of the upper left and right upper control points MVD belong to the current block, and based on the layer information. Index information indicating a specific combination of horizontal or vertical components of the MVD in the determined layer may be obtained.
  • the layer information may be binarized using an index Golomb code having an order of 1, and the index information may be binarized using a truncated binary method.
  • the control point motion vector derivation unit 5803 derives the motion vectors of the control points by adding the motion vector difference to the motion vector predictor.
  • the sub block motion vector derivation unit 5804 derives a motion vector of each of a plurality of sub blocks included in the current block by using the motion vector of the control points.
  • the predictive block generator 5805 generates a predictive block of the current block by using the motion vector of each of the subblocks.
  • the motion vector difference induction unit 5802 may obtain at least one syntax element representing the resolution of the motion vector difference of the control points. .
  • the motion vector difference inducing unit 5802 obtains a first syntax element indicating whether the resolution of the motion vector difference is a preset default resolution, and the resolution of the motion vector difference is If it is not the default resolution, the second syntax element indicating the resolution of the motion vector difference among the resolutions other than the default resolution may be obtained.
  • the default resolution may be preset to 1/4 pixel precision.
  • the remaining resolutions may include at least one precision of integer pixel, 4 pixel, 1/8 pixel, or 1/16 pixel precision.
  • the decoder may determine the resolution of the motion vector difference using the at least one syntax element and obtain the MVD based on the resolution of the motion vector difference.
  • FIG. 59 shows a video coding system to which the present invention is applied.
  • the video coding system can include a source device and a receiving device.
  • the source device may deliver the encoded video / image information or data to a receiving device through a digital storage medium or network in a file or streaming form.
  • the source device may include a video source, an encoding apparatus, and a transmitter.
  • the receiving device may include a receiver, a decoding apparatus, and a renderer.
  • the encoding device may be called a video / image encoding device, and the decoding device may be called a video / image decoding device.
  • the transmitter may be included in the encoding device.
  • the receiver may be included in the decoding device.
  • the renderer may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source may acquire the video / image through a process of capturing, synthesizing, or generating the video / image.
  • the video source may comprise a video / image capture device and / or a video / image generation device.
  • the video / image capture device may include, for example, one or more cameras, video / image archives including previously captured video / images, and the like.
  • Video / image generation devices may include, for example, computers, tablets and smartphones, and may (electronically) generate video / images.
  • a virtual video / image may be generated through a computer or the like. In this case, the video / image capturing process may be replaced by a process of generating related data.
  • the encoding device may encode the input video / image.
  • the encoding apparatus may perform a series of procedures such as prediction, transform, and quantization for compression and coding efficiency.
  • the encoded data (encoded video / image information) may be output in the form of a bitstream.
  • the transmitter may transmit the encoded video / video information or data output in the form of a bitstream to the receiver of the receiving device through a digital storage medium or a network in the form of a file or streaming.
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD, and the like.
  • the transmission unit may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast / communication network.
  • the receiver may extract the bitstream and transmit the extracted bitstream to the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may decode the video / image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoding apparatus.
  • the renderer may render the decoded video / image.
  • the rendered video / image may be displayed through the display unit.
  • 60 is a diagram illustrating the structure of a content streaming system according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a content streaming system to which the present invention is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server compresses content input from multimedia input devices such as a smartphone, a camera, a camcorder, etc. into digital data to generate a bitstream and transmit the bitstream to the streaming server.
  • multimedia input devices such as smart phones, cameras, camcorders, etc. directly generate a bitstream
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generation method to which the present invention is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits the multimedia data to the user device based on the user's request through the web server, and the web server serves as a medium for informing the user of what service.
  • the web server delivers it to a streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server.
  • the control server plays a role of controlling a command / response between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media store and / or an encoding server. For example, when the content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), navigation, a slate PC, Tablet PCs, ultrabooks, wearable devices, such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC slate PC
  • Tablet PCs ultrabooks
  • wearable devices such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, in which case data received from each server may be distributed.
  • the embodiments described herein may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units shown in each drawing may be implemented and performed on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the decoder and encoder to which the present invention is applied include a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, a real time communication device such as video communication, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providing devices, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providing devices, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices. It can be used to process video signals or data signals.
  • the OTT video device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet-connected TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, a digital video recorder (DVR), and the like.
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium may be, for example, a Blu-ray disc (BD), a universal serial bus (USB), a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical disc. It may include a data storage device.
  • the computer-readable recording medium also includes media embodied in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet).
  • the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
  • embodiments of the present invention may be implemented as a computer program product by a program code, the program code may be performed on a computer by an embodiment of the present invention.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Abstract

본 발명에서는 비디오 신호를 처리하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 어파인 예측(affine prediction)을 이용하여 비디오 신호를 처리하는 방법에 있어서, 현재 블록에 상기 어파인 예측이 적용되는 경우, 주변 블록의 모션 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 복수의 제어점(control point)들에 대한 모션 벡터 예측자(MVP, motion vector predictor)를 유도하는 단계; 상기 제어점들의 모션 벡터 차분(MVD, motion vector difference)을 유도하는 단계; 상기 MVP에 상기 MVD를 가산함으로써 상기 제어점들의 모션 벡터를 유도하는 단계; 상기 제어점들의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록에 포함된 복수의 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 유도하는 단계; 및 상기 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

어파인 예측을 이용하여 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치
본 발명은 어파인 예측(affine prediction)을 사용하여 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 어파인 예측에 이용되는 어파인 모션 벡터(affine motion vector)의 해상도(resolution)를 조절함으로써 비디오 신호를 처리하기 위한 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.
본 발명의 목적은, 제어점들간 차이를 기반으로 일부 제어점을 코딩함으로써 제어점들의 모션 벡터 차분간 상관 관계를 활용하고 리던던시를 제거하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 수평 및 수직 성분에 각각에 대하여 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD를 공동으로 코딩하기 위한 벡터 코딩 기술을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은, 어파인 예측의 정확도를 높이기 위해 어파인 예측에 이용되는 어파인 모션 벡터(affine motion vector)의 해상도(resolution)를 조절하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은, MVD에 대한 엔트로피 코딩을 수행함에 있어서, 일정한 엔트로피 코딩 방식이 아닌 모션 모델의 고유 통계에 의존하는 엔트로피 코딩 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상은, 어파인 예측(affine prediction)을 이용하여 비디오 신호를 처리하는 방법에 있어서, 현재 블록에 상기 어파인 예측이 적용되는 경우, 주변 블록의 모션 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 복수의 제어점(control point)들에 대한 모션 벡터 예측자(MVP, motion vector predictor)를 유도하는 단계; 상기 제어점들의 모션 벡터 차분(MVD, motion vector difference)을 유도하는 단계; 상기 MVP에 상기 MVD를 가산함으로써 상기 제어점들의 모션 벡터를 유도하는 단계; 상기 제어점들의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록에 포함된 복수의 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 유도하는 단계; 및 상기 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어점들의 MVD를 유도하는 단계는, 비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 좌상측 제어점의 MVD를 획득하는 단계; 및 상기 좌상측 제어점의 MVD 및 상기 현재 블록의 우상측 제어점의 MVD간 차분을 나타내는 차분 MVD를 획득하는 단계를 포함하는, 비디오 신호 처리 방법.
바람직하게, 상기 차분 MVD의 사용 여부를 지시하는 플래그를 획득하는 단계를 더 포함하고, 상기 플래그는 시퀀스(sequence), 픽쳐(picture), 슬라이스(slice) 또는 코딩 트리 유닛(coding tree unit) 단위로 시그널링될 수 있다.
바람직하게, 상기 제어점들의 MVD를 유도하는 단계는, 상기 차분 MVD의 사용 여부 결정에 사용된 임계값(threshold)을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 차분 MVD는 상기 임계값보다 작거나 같은 경우에 사용되는 것으로 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 제어점들의 MVD를 유도하는 단계는, 상기 현재 블록의 좌상측 및 우상측 제어점 MVD의 수평 또는 수직 성분이 속한 레이어(layer) 정보를 획득하는 단계; 및 상기 레이어 정보에 기초하여 결정되는 레이어 내에서 상기 MVD의 수평 또는 수직 성분의 특정 조합을 지시하는 인덱스(index) 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 레이어 정보는 차수(order)가 1인 지수 골롬 코드를 이용하여 이진화되고, 상기 인덱스(index) 정보는 절삭형 이진(Truncated Binary) 방식을 이용하여 이진화될 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 어파인 예측(affine prediction)을 이용하여 비디오 신호를 처리하는 장치에 있어서, 현재 블록에 상기 어파인 예측이 적용되는 경우, 주변 블록의 모션 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 복수의 제어점(control point)들에 대한 모션 벡터 예측자(MVP, motion vector predictor)를 유도하는 모션 벡터 예측자 유도부; 상기 제어점들의 모션 벡터 차분(MVD, motion vector difference)을 유도하는 모션 벡터 차분 유도부; 상기 MVP에 상기 MVD를 가산함으로써 상기 제어점들의 모션 벡터를 유도하는 제어점 모션 벡터 유도부; 상기 제어점들의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록에 포함된 복수의 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 유도하는 서브 블록 모션 벡터 유도부; 및 상기 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 모션 벡터 차분 유도부는, 비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 좌상측 제어점의 MVD를 획득하고, 상기 좌상측 제어점의 MVD 및 상기 현재 블록의 우상측 제어점의 MVD간 차분을 나타내는 차분 MVD를 획득할 수 있다.
바람직하게, 상기 모션 벡터 차분 유도부는, 상기 차분 MVD의 사용 여부를 지시하는 플래그를 획득하고, 상기 플래그는 시퀀스(sequence), 픽쳐(picture), 슬라이스(slice) 또는 코딩 트리 유닛(coding tree unit) 단위로 시그널될 수 있다.
바람직하게, 상기 모션 벡터 차분 유도부는, 상기 차분 MVD의 사용 여부 결정에 사용된 임계값(threshold)을 획득하고, 상기 차분 MVD는 상기 임계값보다 작거나 같은 경우에 사용되는 것으로 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 모션 벡터 차분 유도부는, 상기 현재 블록의 좌상측 및 우상측 제어점 MVD의 수평 또는 수직 성분이 속한 레이어(layer) 정보를 획득하고, 상기 레이어 정보에 기초하여 결정되는 레이어 내에서 상기 MVD의 수평 또는 수직 성분의 특정 조합을 지시하는 인덱스(index) 정보를 획득할 수 있다.
바람직하게, 상기 레이어 정보는 차수(order)가 1인 지수 골롬 코드를 이용하여 이진화되고, 상기 인덱스(index) 정보는 절삭형 이진(Truncated Binary) 방식을 이용하여 이진화될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 어파인 예측에 이용되는 제어점들간 모션 벡터 차분의 리던던시를 제거함으로써, 시그널링 오버헤드를 줄이고 모션 벡터 차분에 대한 압축 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 데이터 통계에 의해 수평 및 수직 성분의 좌상측 및 우상측 제어점 간의 상관 관계를 독립적으로 유도함으로써, 코딩 효율을 높이고 압축 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 인코딩이 수행되는 인코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 디코딩이 수행되는 디코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 쿼드트리 및 수반되는 멀티타입 트리(quadtree and nested multi-type tree) 구조를 기반으로 CTU를 다중 CU들로 분할하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 터너리 트리(ternary-tree) 분할을 제한하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 바이너리 트리 분할 및 터너리 트리 분할에서 발생할 수 있는 리던던트 분할 패턴들을 예시하는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 인코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 디코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 머지 모드 또는 스킵 모드에서 이용되는 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델들(motion models)의 예를 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측을 위한 제어점 모션 벡터의 예를 도시한다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측이 적용된 블록의 각 서브 블록 별 모션 벡터의 예를 도시한다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 머지 모드(affine merge mode)에서 어파인 모션 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측이 적용된 주변 블록을 사용하여 어파인 모션 예측이 수행되는 블록의 예를 도시한다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 주변 어파인 부호화 블록을 이용하여 머지 후보 리스트를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 어파인 예측으로 부호화된 주변 블록을 사용하여 어파인 머지 후보 리스트를 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에서 어파인 모션 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.
도 24는 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에서 어파인 모션 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.
도 25 및 도 26은 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에서 주변 블록의 모션 정보를 이용하여 모션 벡터 후보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 서브 블록 단위의 어파인 모션 벡터 필드를 유도하는 방법의 일 예를 도시한다.
도 28은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 모델을 적용한 인터 예측에서 예측 블록이 생성되는 방법 및 모션 벡터를 예시적으로 나타낸다.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 30은 본 발명의 실시예에 따른 비정방형 블록에서 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 31은 본 발명의 실시예에 따른 비정방형 블록에서 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 32 내지 도 38은 본 발명의 실시예에 따른 비정방형 블록에서 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 39는 본 발명의 실시예에 따른 움직임 벡터를 유도하기 위한 전반적인 코딩 구조를 예시한다.
도 40은 본 발명의 실시예에 따른 MVD 코딩 구조의 일 예를 도시한다.
도 41은 본 발명의 실시예에 따른 MVD 코딩 구조의 일 예를 도시한다.
도 42은 본 발명의 실시예에 따른 MVD 코딩 구조의 일 예를 도시한다.
도 43은 본 발명의 실시예에 따른 MVD 코딩 구조의 일 예를 도시한다.
도 44는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 어파인 모션 벡터 차분(affine motion vector difference) 정보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 45는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 움직임 벡터 차분의 코딩 구조를 예시하는 도면이다.
도 46은 본 발명의 실시예에 따른 정밀도 정보에 기초하여 어파인 모션 벡터를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 47은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 움직임 벡터 차분의 코딩 구조를 예시하는 도면이다.
도 48은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 공유된 모션 벡터 차분(shared motion vector difference)를 기반으로 어파인 모션 벡터 차분(affine motion vector difference) 정보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 49는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 어파인 모션 벡터 차분(affine motion vector difference) 정보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 50은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 모션 벡터 차분(affine motion vector difference) 정보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 51은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 임계값(threshold)을 기반으로 모션 벡터 차분(motion vector difference) 정보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 52는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 어파인 모션 벡터 차분(affine motion vector difference)의 벡터 코딩(vector coding) 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 53은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 어파인 모션 벡터 차분(affine motion vector difference)의 벡터 코딩(vector coding) 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 54는 본 발명의 실시예에 따른 MVD 성분에 대한 파싱 흐름도를 예시하는 도면이다.
도 55는 본 발명의 실시예에 따른 벡터 코딩(vector coding)을 기반으로 수행되는 움직임 벡터 차분의 코딩 구조를 예시하는 도면이다.
도 56은 본 발명의 실시예에 따른 벡터 코딩(vector coding)을 기반으로 수행되는 움직임 벡터 차분의 코딩 구조를 예시하는 도면이다.
도 57은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 어파인 예측을 기반으로 인터 예측 블록을 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 58은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 어파인 예측을 기반으로 인터 예측 장치를 예시하는 도면이다.
도 59는 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.
도 60는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
이하 본 명세서에서 '처리 유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 처리 과정이 수행되는 단위를 의미한다. 이하, 설명의 편의를 위해 처리 유닛은 '처리 블록' 또는 '블록'으로 지칭될 수도 있다.
처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)에 해당될 수 있다.
또한, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위 또는 색차(chroma) 성분에 대한 단위로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 코딩 블록(CB: Coding Block), 예측 블록(PU: Prediction Block) 또는 변환 블록(TB: Transform Block)에 해당될 수 있다. 또는, 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB), 코딩 블록(CB), 예측 블록(PU) 또는 변환 블록(TB)에 해당될 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수도 있다.
또한, 처리 유닛은 반드시 정사각형의 블록으로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 이하 본 명세서에서 픽셀 또는 화소 등을 샘플로 통칭한다. 그리고, 샘플을 이용한다는 것은 픽셀 값 또는 화소 값 등을 이용한다는 것을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 인코딩이 수행되는 인코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코딩 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 예측부로 통칭될 수 있다. 다시 말해, 예측부는 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)를 포함할 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다. 일 실시예로서, 상술한 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)는 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한, 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다.
영상 분할부(110)는 인코딩 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBT (Quad-tree binary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
인코딩 장치(100)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송된다. 이 경우 도시된 바와 같이 인코더(100) 내에서 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 예측 신호(예측 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하는 유닛은 감산부(115)라고 불릴 수 있다. 예측부는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
상기 인터 예측부(180) 또는 상기 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소일 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들은에 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호를 복원할 수 있다. 가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)은 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 디코딩이 수행되는 디코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 예측부라고 불릴 수 있다. 즉, 예측부는 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)를 포함할 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)를 합쳐서 레지듀얼 처리부라고 불릴 수 있다. 즉, 레지듀얼 처리부는 역양자화부(220), 역변환부(230)을 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다.
비디오/이미지 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(200)는 도 1의 인코딩 장치에서 비디오/이미지 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(200)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(200)는 도 1의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(2110)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소일 수도 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(265)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(235)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
*필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 인코딩 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 디코딩 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
Block Partitioning
본 문서에 따른 비디오/영상 코딩 방법은 다양한 세부 기술들에 기반하여 수행될 수 있으며, 각각의 세부 기술들을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 이하 설명되는 기술들은 상술한 및/또는 후술되는 비디오/영상 인코딩/디코딩 절차에서의 예측, 레지듀얼 처리((역)변환, (역)양자화 등), 신텍스 요소 코딩, 필터링, 파티셔닝/분할 등의 관련 절차에 연관될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
본 문서에 따른 블록 파티셔닝 절차는 상술한 인코딩 장치의 영상 분할부(110)에서 수행되어, 파티셔닝 관련 정보가 엔트로피 인코딩부(190)에서 (인코딩) 처리되어 비트스트림 형태로 디코딩 장치로 전달될 수 있다. 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 상기 파티셔닝 관련 정보를 기반으로 현재 픽처의 블록 파티셔닝 구조를 도출하고, 이를 기반으로 영상 디코딩을 위한 일련의 절차(ex. 예측, 레지듀얼 처리, 블록 복원, 인루프 필터링 등)을 수행할 수 있다.
Partitioning of picture into CTUs
픽처들은 코딩 트리 유닛들 (CTUs)의 시퀀스로 분할될(divided into a sequence) 수 있다. CTU는 코딩 트리 블록(CTB)에 대응될 수 있다. 혹은 CTU는 루마 샘플들의 코딩 트리 블록과, 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 트리 블록들을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 세가지 샘플 어레이를 포함하는 픽처에 대하여, CTU는 루마 샘플들의 NxN 블록과 크로마 샘플들의 두개의 대응 블록들을 포함할 수 있다.
코딩 및 예측 등을 위한 CTU의 최대 허용 사이즈는 변환을 위한 CTU의 최대 허용 사이즈와 다를 수 있다. 예를 들어, CTU 내 루마 블록의 최대 허용 사이즈는 128x128일 수 있다.
Partitionig of the CTUs using a tree structure
CTU는 쿼드트리(quad-tree, QT) 구조를 기반으로 CU들로 분할될 수 있다. 쿼드트리 구조는 쿼터너리(quaternary) 트리 구조라고 불릴 수 있다. 이는 다양한 국지적 특징(local characteristic)을 반영하기 위함이다. 한편, 본 문서에서는 CTU는 쿼드트리 뿐 아니라 바이너리 트리(binary-tree, BT) 및 터너리 트리(ternary-tree, TT)을 포함하는 멀티타입 트리 구조 분할을 기반하여 분할될 수 있다. 이하, QTBT 구조라 함은 쿼드트리 및 바이너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수 있고, QTBTTT라 함은 쿼드트리, 바이너리 트리 및 터너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수 있다. 또는, QTBT 구조는 쿼드트리, 바이너리 트리 및 터너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수도 있다. 코딩 트리 구조에서, CU는 정사각형 또는 직사각형 모양을 가질 수 있다. CTU는 먼저 쿼드트리 구조로 분할될 수 있다. 이후 쿼드트리 구조의 리프 노드들은 멀티타입 트리 구조에 의하여 추가적으로 분할될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에서, 멀티타입 트리 구조는 도 3에 도시된 바와 같은 4개의 분할 타입을 포함할 수 있다. 상기 4개의 분할 타입은 수직 바이너리 분할(vertical binary splitting, SPLIT_BT_VER), 수평 바이너리 분할(horizontal binary splitting, SPLIT_BT_HOR), 수직 터너리 분할(vertical ternary splitting, SPLIT_TT_VER), 수평 터너리 분할(horizontal ternary splitting, SPLIT_TT_HOR)을 포함할 수 있다. 상기 멀티타입 트리 구조의 리프 노드들은 CU들이라고 불리 수 있다. 이러한 CU들은 예측 및 변환 절차를 위하여 사용될 수 있다. 본 문서에서 일반적으로 CU, PU, TU는 동일한 블록 사이즈를 가질 수 있다. 다만, 최대 허용 변환 길이(maximum supported transform length )가 CU의 컬러 성분(colour component)의 너비 도는 높이보다 작은 경우에는 CU와 TU가 서로 다른 블록 사이즈를 가질 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시하는 도면이다.
여기서, CTU는 쿼드트리의 루트(root)로 취급되며, 쿼드트리 구조로 처음으로 파티셔닝된다. 각 쿼드트리 리프 노드는 이후 멀티타입 트리 구조로 더 파티셔닝될 수 있다. 멀티타입 트리 구조에서, 제1 플래그(a first flag, ex. mtt_split_cu_flag)가 해당 노드가 추가적으로 파티셔닝되는지를 지시하기 위하여 시그널링된다. 만약 해당 노드가 추가적으로 파티셔닝되는 경우, 제2 플래그(a second flag, ex. mtt_split_cu_verticla_flag)가 분할 방향(splitting direction)을 지시하기 위하여 시그널링될 수 있다. 그 후 제3 플래그(a third flag, ex. mtt_split_cu_binary_flag)가 분할 타입이 바이너리 분할인지 터너리 분할인지 여부를 지시하기 위하여 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 mtt_split_cu_vertical_flag 및 상기 mtt_split_cu_binary_flag를 기반으로, CU의 멀티타입 트리 분할 모드(multi-type tree splitting mode, MttSplitMode)가 다음 표 1과 같이 도출될 수 있다.
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도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 쿼드트리 및 수반되는 멀티타입 트리(quadtree and nested multi-type tree) 구조를 기반으로 CTU를 다중 CU들로 분할하는 방법을 예시하는 도면이다.
여기서, 볼드 블록 엣지들(bold block edges)는 쿼드트리 파티셔닝을, 나머지 엣지들은 멀티타입 트리 파티셔닝을 나타낸다. 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 파티션은 컨텐츠-어댑티드 코딩 트리 구조를 제공할 수 있다. CU는 코딩 블록(CB)에 대응될 수 있다. 혹은 CU는 루마 샘플들의 코딩 블록과, 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 블록들을 포함할 수 있다. CU의 사이즈는 CTU만큼 클 수도 있고, 또는 루마 샘플 단위에서 4x4 만큼 잘을 수도 있다. 예를 들어, 4:2:0 컬러 포멧(or 크로마 포멧)인 경우, 최대 크로마 CB 사이즈는 64x64이고 최소 크로마 CB 사이즈는 2x2일 수 있다.
본 문서에서 예를 들어, 최대 허용 루마 TB 사이즈는 64x64이고, 최대 허용 크로마 TB 사이즈는 32x32일 수 있다. 만약 상기 트리 구조에 따라 분할된 CB의 너비 또는 높이가 최대 변환 너비 또는 높이보다 큰 경우, 해당 CB는 자동적으로(또는 묵시적으로) 수평 및 수직 방향의 TB 사이즈 제한을 만족할 때까지 분할될 수 있다.
한편, 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 스킴을 위하여, 다음 파라미터들이 SPS 신텍스 요소로 정의 및 식별될 수 있다.
- CTU size: the root node size of a quaternary tree
- MinQTSize: the minimum allowed quaternary tree leaf node size
- MaxBtSize: the maximum allowed binary tree root node size
- MaxTtSize: the maximum allowed ternary tree root node size
- MaxMttDepth: the maximum allowed hierarchy depth of multi-type tree splitting from a quadtree leaf
- MinBtSize: the minimum allowed binary tree leaf node size
- MinTtSize: the minimum allowed ternary tree leaf node size
멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조의 일 예로, CTU 사이즈는 128x128 루마 샘플들 및 두개의 대응하는 크로마 샘플들의 64x64 블록들로 설정될 수 있다(4:2:0 크로마 포멧에서). 이 경우, MinOTSize는 16x16으로 설정되고, MaxBtSize는 128x128로 설정되고, MaxTtSzie는 64x64로 설정되고, MinBtSize 및 MinTtSize (for both width and height)는 4x4로, 그리고 MaxMttDepth는 4로 설정될 수 있다. 쿼트트리 파티셔닝은 CTU에 적용되어 쿼드트리 리프 노드들을 생성할 수 있다. 쿼드트리 리프 노드는 리프 QT 노드라고 불릴 수 있다. 쿼드트리 리프 노드들은 16x16 사이즈 (i.e. the MinOTSize)로부터 128x128 사이즈(i.e. the CTU size)를 가질 수 있다. 만약 리프 QT 노드가 128x128인 경우, 추가적으로 바이너리 트리/터너리 트리로 분할되지 않을 수 있다. 이는 이 경우 분할되더라도 MaxBtsize 및 MaxTtszie (i.e. 64x64)를 초과하기 때문이다. 이 외의 경우, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리로 추가적으로 분할될 수 있다. 그러므로, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리에 대한 루트 노드(root node)이고, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리 뎁스(mttDepth) 0 값을 가질 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 뎁스가 MaxMttdepth (ex. 4)에 도달한 경우, 더 이상 추가 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 너비가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수평 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 높이가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수직 분할은 고려되지 않을 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 터너리 트리(ternary-tree) 분할을 제한하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 하드웨어 디코더에서의 64x64 루마 블록 및 32x32 크로마 파이프라인 디자인을 허용하기 위하여, TT 분할은 특정 경우 제한될 수 있다. 예를 들어, 루마 코딩 블록의 너비 또는 높이가 기 설정된 특정 값(예컨대, 32, 64)보다 큰 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, TT 분할이 제한될 수 있다.
본 문서에서, 코딩 트리 스킴은 루마 및 크로마 블록이 개별적(separate) 블록 트리 구조를 가지는 것을 지원할 수 있다. P 및 B 슬라이스들에 대하여, 하나의 CTU 내 루마 및 크로마 CTB들은 동일한 코딩 트리 구조를 갖도록 제한될 수 있다. 그러나, I 슬라이스들에 대하여, 루마 및 크로마 블록들은 서로 개별적 블록 트리 구조를 가질 수 있다. 만약 개별적 블록 트리 모드가 적용되는 경우, 루마 CTB는 특정 코딩 트리 구조를 기반으로 CU들로 분할되고, 크로마 CTB는 다른 코딩 트리 구조를 기반으로 크로마 CU들로 분할될 수 있다. 이는, I 슬라이스 내 CU는 루마 성분의 코딩 블록 또는 두 크로마 성분들의 코딩 블록들로 구성되고, P 또는 B 슬라이스의 CU는 세가지 컬러 성분의 블록들로 구성될 수 있음을 의미할 수 있다.
상술한 “Partitionig of the CTUs using a tree structure”에서 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조에 대하여 설명하였으나, CU가 분할되는 구조는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, BT 구조 및 TT 구조는 다수 분할 트리 (Multiple Partitioning Tree, MPT) 구조에 포함되는 개념으로 해석될 수 있고, CU는 QT 구조 및 MPT 구조를 통해 분할된다고 해석할 수 있다. QT 구조 및 MPT 구조를 통해 CU가 분할되는 일 예에서, QT 구조의 리프 노드가 몇 개의 블록으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_type) 및 QT 구조의 리프 노드가 수직과 수평 중 어느 방향으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_mode)가 시그널링 됨으로써 분할 구조가 결정될 수 있다.
또 다른 예에서, CU는 QT 구조, BT 구조 또는 TT 구조와 다른 방법으로 분할될 수 있다. 즉, QT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 크기로 분할되거나, BT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/2 크기로 분할되거나, TT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 또는 1/2 크기로 분할되는 것과 달리, 하위 뎁스의 CU는 경우에 따라 상위 뎁스의 CU의 1/5, 1/3, 3/8, 3/5, 2/3 또는 5/8 크기로 분할될 수 있으며, CU가 분할되는 방법은 이에 한정되지 않는다.
만약 트리 노드 블록의 부분(a portion)이 하단(bottom) 또는 오른쪽(right) 픽처 바운더리를 초과하는(exceeds) 경우, 해당 트리 노드 블록은 모든 코딩된 CU의 모든 샘플들이 상기 픽처 바운더리들 내에 위치하도록 제한될 수 있다. 이 경우 예를 들어 다음과 같은 분할 규칙이 적용될 수 있다.
- If a portion of a tree node block exceeds both the bottom and the right picture boundaries,
- If the block is a QT node and the size of the block is larger than the minimum QT size, the block is forced to be split with QT split mode.
- Otherwise, the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode
- Otherwise if a portion of a tree node block exceeds the bottom picture boundaries,
- If the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size, and the size of the block is larger than the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode.
- Otherwise, if the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_HOR mode.
- Otherwise (the block is a BTT node or the size of the block is smaller than or equal to the minimum QT size), the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode.
- Otherwise if a portion of a tree node block exceeds the right picture boundaries,
- If the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size, and the size of the block is larger than the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode.
- Otherwise, if the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_VER mode.
- Otherwise (the block is a BTT node or the size of the block is smaller than or equal to the minimum QT size), the block is forced to be split with SPLIT_BT_VER mode.
한편, 상술한 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 블록 구조는 매우 유연한 블록 파티셔닝 구조를 제공할 수 있다. 멀티타입 트리에 지원되는 분할 타입들 때문에, 다른 분할 패턴들이 경우에 따라서 잠재적으로 동일한 코딩 블록 구조 결과를 가져올 수 잇다. 이러한 리던던트(redundant)한 분할 패턴들의 발생을 제한함으로써 파티셔닝 정보의 데이터량을 줄일 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 바이너리 트리 분할 및 터너리 트리 분할에서 발생할 수 있는 리던던트 분할 패턴들을 예시하는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 2단계 레벨의 한 방향에 대한 연속적인 바이너리 분할(two levels of consecutive binary splits in one direction)은, 터너리 분할 이후 센터 파티션에 대한 바이너리 분할과 동일한 코딩 블록 구조를 갖는다. 이러한 경우, 터너리 트리 분할의 센터 파티션에 대한 바이너리 트리 분할 (in the given direction)은 제한될 수 있다. 이러한 제한는 모든 픽처들의 CU들에 대하여 적용될 수 있다. 이러한 특정 분할이 제한되는 경우, 대응하는 신택스 요소들의 시그널링은 이러한 제한되는 경우를 반영하여 수정될 수 있고, 이를 통하여 파티셔닝을 위하여 시그널링되는 비트수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 예와 같이, CU의 센터 파티션에 대한 바이너리 트리 분할이 제한되는 경우, 분할이 바이너리 분할인지 테너리 분할인지 여부를 가리키는 mtt_split_cu_binary_flag 신택스 요소는 시그널링되지 않고, 그 값은 0으로 디코더에 의하여 추론될 수 있다.
예측(prediction)
디코딩이 수행되는 현재 처리 유닛을 복원하기 위해서 현재 처리 유닛이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다.
복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 화면내 예측만을 수행하는 픽쳐(슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 예측 픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(슬라이스), 최대 두 개의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(슬라이스)라고 지칭할 수 있다.
인트라 예측은 동일한 디코딩된 픽쳐(또는 슬라이스)의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 등)으로부터 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
이하, 인터 예측에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
인터 예측(Inter prediction)(또는 화면 간 예측)
인터 예측은 현재 픽쳐 이외의 픽쳐의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 움직임 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 이외의 복원된 다른 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
인터 예측(또는 픽처간 예측)은 픽처들 사이에 존재하는 중복성을 제거하는 기술로 대부분 움직임 추정(motion estimation) 및 움직임 보상(motion compensation)을 통해 이루어진다.
본 발명은 앞서 도 1 및 도 2에서 설명한 인터 예측 방법의 세부 기술을 설명하는 것으로 디코더의 경우 후술하는 도 10의 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 도 11의 디코딩 장치 내 인터 예측부로 나타낼 수 있다. 더불어 인코더의 경우, 후술하는 도 8의 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 도 9의 인코딩 장치 내 인터 예측부로 나타낼 수 있다. 더하여, 도 8 및 도 9에 의해 인코딩된 데이터는 비트스트림의 형태로 저장될 수 있다.
인코딩 장치/디코딩 장치의 예측부는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들(e.g. 샘플값들, 또는 움직임 정보 등)에 의존적인 방법으로 도출되는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록(예측 샘플 어레이)을 유도할 수 있다.
이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다.
인터 예측이 적용되는 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 선택(사용)되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다.
다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 현재 블록의 움직임 정보는 선택된 주변 블록의 움직임 정보와 같을 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 선택된 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)은 시그널링될 수 있다. 이 경우 상기 움직임 벡터 예측자 및 움직임 벡터 차분의 합을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 인코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, S801은 인코딩 장치의 인터 예측부(180)에 의하여 수행될 수 있고, S802는 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로, S802은 인코딩 장치의 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. S803에서 예측 정보는 인터 예측부(180)에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 수 있다. S803에서 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 인코딩 장치의 변환부(120)를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(130)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩될 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행한다(S801). 인코딩 장치는 현재 블록의 인터 예측 모드 및 움직임 정보를 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측 모드 결정, 움직임 정보 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 인코딩 장치의 인터 예측부(180)는 예측 모드 결정부(181), 움직임 정보 도출부(182), 예측 샘플 도출부(183)를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부(181)에서 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(182)에서 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하고, 예측 샘플 도출부(183)에서 상기 현재 블록의 움직임 샘플들을 도출할 수 있다.
예를 들어, 인코딩 장치의 인터 예측부(180)는 움직임 추정(motion estimation)을 통하여 참조 픽처들의 일정 영역(서치 영역) 내에서 상기 현재 블록과 유사한 블록을 서치하고, 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이를 기반으로 상기 참조 블록이 위치하는 참조 픽처를 가리키는 참조 픽처 인덱스를 도출하고, 상기 참조 블록과 상기 현재 블록의 위치 차이를 기반으로 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 인코딩 장치는 다양한 예측 모드들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드를 결정할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 다양한 예측 모드들에 대한 RD cost를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 예측 모드를 결정할 수 있다.
예를 들어, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 가리키는 참조 블록들 중 상기 현재 블록과 중 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 도출된 참조 블록과 연관된 머지 후보가 선택되며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스 정보가 생성되어 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다.
다른 예로, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 상술한 움직임 추정에 의하여 도출된 참조 블록을 가리키는 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 움직임 벡터로 이용될 수 있으며, 상기 mvp 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 벡터와의 차이가 가장 작은 움직임 벡터를 갖는 mvp 후보가 상기 선택된 mvp 후보가 될 있다. 상기 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 mvp를 뺀 차분인 MVD(motion vector difference)가 도출될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보가 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 또한, (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 참조 픽처 인덱스의 값은 참조 픽처 인덱스 정보 구성되어 별도로 상기 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S802). 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들의 비교를 통하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩한다(S803). 인코딩 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로 예측 모드 정보(ex. skip flag, merge flag or mode index 등) 및 움직임 정보에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보에 관한 정보는 움직임 벡터를 도출하기 위한 정보인 후보 선택 정보(ex. merge index, mvp flag or mvp index)를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 상술한 MVD에 관한 정보 및/또는 참조 픽처 인덱스 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 움직임 정보에 관한 정보는 L0 예측, L1 예측, 또는 쌍(bi) 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
출력된 비트스트림은 (디지털) 저장매체에 저장되어 디코딩 장치로 전달될 수 있고, 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 인코딩 장치는 상기 참조 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이는 디코딩 장치에서 수행되는 것과 동일한 예측 결과를 인코딩 장치에서 도출하기 위함이며, 이를 통하여 코딩 효율을 높일 수 있기 때문이다. 따라서, 인코딩 장치는 복원 픽처(또는 복원 샘플들, 복원 블록)을 메모리에 저장하고, 인터 예측을 위한 참조 픽처로 활용할 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 디코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 디코딩 장치는 상기 인코딩 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 디코딩 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
S1001 내지 S1003은 디코딩 장치의 인터 예측부(260)에 의하여 수행될 수 있고, S1004의 레지듀얼 정보는 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 디코딩 장치의 레지듀얼 처리부는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 구체적으로 상기 레지듀얼 처리부의 역양자화부(220)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 레지듀얼 처리부의 역변환부(230)은 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. S1005은 디코딩 장치의 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
구체적으로 디코딩 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다(S1001). 디코딩 장치는 상기 예측 정보 내의 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 어떤 인터 예측 모드가 적용되는지 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 merge flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 머지 모드가 적용되지 또는 (A)MVP 모드가 결정되는지 여부를 결정할 수 있다. 또는 상기 mode index를 기반으로 다양한 인터 예측 모드 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 상기 인터 예측 모드 후보들은 스킵 모드, 머지 모드 및/또는 (A)MVP 모드를 포함할 수 있고, 또는 후술하는 다양한 인터 예측 모드들을 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 결정된 인터 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출한다(S1002). 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(merge index)를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다.
다른 예로, 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(mvp flag or mvp index)를 기반으로 수행될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 MVD를 도출할 수 있으며, 상기 현재 블록의 mvp와 상기 MVD를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 또한, 상기 참조 픽처 인덱스 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 상기 현재 블록에 관한 참조 픽처 리스트 내에서 상기 참조 픽처 인덱스가 가리키는 픽처가 상기 현재 블록의 인터 예측을 위하여 참조되는 참조 픽처로 도출될 수 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 후보 리스트 구성 없이 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있으며, 이 경우 후술하는 예측 모드에서 개시된 절차에 따라 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있다. 이 경우 상술한 바와 같은 후보 리스트 구성은 생략될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S1003). 이 경우 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 상기 참조 픽처를 도출하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 상기 참조 픽처 상에서 가리키는 참조 블록의 샘플들을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 이 경우 후술하는 바와 같이 경우에 따라 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 전부 또는 일부에 대한 예측 샘플 필터링 절차가 더 수행될 수 있다.
예를 들어, 디코딩 장치의 인터 예측부(260)는 예측 모드 결정부(261), 움직임 정보 도출부(262), 예측 샘플 도출부(263)를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부(261)에서 수신된 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(262)에서 수신된 움직임 정보에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보(움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스 등)를 도출하고, 예측 샘플 도출부(263)에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성한다(S1004). 디코딩 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S1005). 이후 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
상술한 바와 같이 인터 예측 절차는 인터 예측 모드 결정 단계, 결정된 예측 모드에 따른 움직임 정보 도출 단계, 도출된 움직임 정보에 기반한 예측 수행(예측 샘플 생성) 단계를 포함할 수 있다.
인터 예측 모드 결정 (Determination of inter prediction mode)
픽처 내 현재 블록의 예측을 위하여 다양한 인터 예측 모드가 사용될 수 있다. 예를 들어, 머지 모드, 스킵 모드, MVP 모드, 어파인(Affine) 모드 등 다양한 모드가 사용될 수 있다. DMVR (Decoder side motion vector refinement) 모드, AMVR(adaptive motion vector resolution) 모드 등이 부수적인 모드로 더 사용될 수 있다. 어파인 모드는 어파인 움직임 예측(affine motion prediction) 모드라고 불릴 수도 있다. MVP 모드는 AMVP(advanced motion vector prediction) 모드라고 불릴 수도 있다.
현재 블록의 인터 예측 모드를 가리키는 예측 모드 정보가 인코딩 장치로부터 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 예측 모드 정보는 비트스트림에 포함되어 디코딩 장치에 수신될 수 있다. 상기 예측 모드 정보는 다수의 후보 모드들 중 하나를 지시하는 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 또는, 플래그 정보의 계층적 시그널링을 통하여 인터 예측 모드를 지시할 수도 있다. 이 경우 상기 예측 모드 정보는 하나 이상의 플래그들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 스킵 플래그를 시그널링하여 스킵 모드 적용 여부를 지시하고, 스킵 모드가 적용 안되는 경우에 머지 플래그를 시그널링하여 머지 모드 적용 여부를 지시하고, 머지 모드가 적용 안되는 경우에 MVP 모드 적용되는 것으로 지시하거나 추가적인 구분을 위한 플래그를 더 시그널링할 수도 있다. 어파인 모드는 독립적인 모드로 시그널링될 수도 있고, 또는 머지 모드 또는 MVP 모드 등에 종속적인 모드로 시그널링될 수도 있다. 예를 들어, 어파인 모드는 후술하는 바와 같이 머지 후보 리스트 또는 MVP 후보 리스트의 하나의 후보로 구성될 수도 있다.
움직임 정보 도출 (Derivation of motion information according to inter prediction mode)
현재 블록의 움직임 정보를 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다. 인코딩 장치는 움직임 추정(motion estimation) 절차를 통하여 현재 블록에 대한 최적의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 원본 픽처 내 원본 블록을 이용하여 상관성이 높은 유사한 참조 블록을 참조 픽처 내의 정해진 탐색 범위 내에서 분수 픽셀 단위로 탐색할 수 있고, 이를 통하여 움직임 정보를 도출할 수 있다. 블록의 유사성은 위상(phase) 기반 샘플 값들의 차를 기반으로 도출할 수 있다. 예를 들어, 블록의 유사성은 현재 블록(또는 현재 블록의 템플릿)과 참조 블록(또는 참조 블록의 템플릿) 간 SAD를 기반으로 계산될 수 있다. 이 경우 탐색 영역 내 SAD가 가장 작은 참조 블록을 기반으로 움직임 정보를 도출할 수 있다. 도출된 움직임 정보는 인터 예측 모드 기반으로 여러 방법에 따라 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
머지 모드 및 스킵 모드
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 머지 모드 또는 스킵 모드에서 이용되는 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.
머지 모드(merge mode)가 적용되는 경우, 현재 예측 블록의 움직임 정보가 직접적으로 전송되지 않고, 주변 예측 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 예측 블록의 움직임 정보를 유도하게 된다. 따라서, 머지 모드를 이용하였음을 알려주는 플래그 정보 및 주변의 어떤 예측 블록을 이용하였는지를 알려주는 머지 인덱스를 전송함으로써 현재 예측 블록의 움직임 정보를 지시할 수 있다.
인코더는 머지 모드를 수행하기 위해서 현재 예측 블록의 움직임 정보를 유도하기 위해 이용되는 머지 후보 블록(merge candidate block)을 탐색할 수 있다. 예를 들어, 상기 머지 후보 블록은 최대 5개까지 이용될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 그리고, 상기 머지 후보 블록의 최대 개수는 슬라이스 헤더(또는 타일 그룹 헤더)에서 전송될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 머지 후보 블록들을 찾은 후, 인코더는 머지 후보 리스트를 생성할 수 있고, 이들 중 가장 작은 비용을 갖는 머지 후보 블록을 최종 머지 후보 블록으로 선택할 수 있다.
본 발명은 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보 블록에 대한 다양한 실시예를 제공한다.
상기 머지 후보 리스트는 예를 들어 5개의 머지 후보 블록을 이용할 수 있다. 예를 들어, 4개의 공간적 머지 후보(spatial merge candidate)와 1개의 시간적 머지 후보(temporal merge candidate)를 이용할 수 있다. 구체적 예로, 공간적 머지 후보의 경우 도 12에 도시된 블록들을 공간적 머지 후보로 이용할 수 있다.
도 13은 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 코딩 장치(인코더/디코더)는 현재 블록의 공간적 주변 블록들을 탐색하여 도출된 공간적 머지 후보들을 머지 후보 리스트에 삽입한다(S1301). 예를 들어, 상기 공간적 주변 블록들은 상기 현재 블록의 좌하측 코너 주변 블록, 좌측 주변 블록, 우상측 코너 주변 블록, 상측 주변 블록, 좌상측 코너 주변 블록들을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 상술한 공간적 주변 블록들 이외에도 우측 주변 블록, 하측 주변 블록, 우하측 주변 블록 등 추가적인 주변 블록들이 더 상기 공간적 주변 블록들로 사용될 수 있다. 코딩 장치는 상기 공간적 주변 블록들을 우선순위를 기반으로 탐색하여 가용한 블록들을 검출하고, 검출된 블록들의 움직임 정보를 상기 공간적 머지 후보들로 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코더 및 디코더는 도 12에 도시된 5개의 블록들을 A1, B1, B0, A0, B2의 순서대로 탐색하여, 가용한 후보들을 순차적으로 인덱싱하여 머지 후보 리스트로 구성할 수 있다.
코딩 장치는 상기 현재 블록의 시간적 주변 블록을 탐색하여 도출된 시간적 머지 후보를 상기 머지 후보 리스트에 삽입한다(S1302). 상기 시간적 주변 블록은 상기 현재 블록이 위치하는 현재 픽처와 다른 픽처인 참조 픽처 상에 위치할 수 있다. 상기 시간적 주변 블록이 위치하는 참조 픽처는 collocated 픽처 또는 col 픽처라고 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록은 상기 col 픽처 상에서의 상기 현재 블록에 대한 동일 위치 블록(co-located block)의 우하측 코너 주변 블록 및 우하측 센터 블록의 순서로 탐색될 수 있다.
한편, motion data compression이 적용되는 경우, 상기 col 픽처에 일정 저장 단위마다 특정 움직임 정보를 대표 움직임 정보로 저장할 수 있다. 이 경우 상기 일정 저장 단위 내의 모든 블록에 대한 움직임 정보를 저장할 필요가 없으며 이를 통하여 motion data compression 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 일정 저장 단위는 예를 들어 16x16 샘플 단위, 또는 8x8 샘플 단위 등으로 미리 정해질 수도 있고, 또는 인코더에서 디코더로 상기 일정 저장 단위에 대한 사이즈 정보가 시그널링될 수도 있다. 상기 motion data compression이 적용되는 경우 상기 시간적 주변 블록의 움직임 정보는 상기 시간적 주변 블록이 위치하는 상기 일정 저장 단위의 대표 움직임 정보로 대체될 수 있다.
즉, 이 경우 구현 측면에서 보면, 상기 시간적 주변 블록의 좌표에 위치하는 예측 블록이 아닌, 상기 시간적 주변 블록의 좌표(좌상단 샘플 포지션)를 기반으로 일정 값만큼 산술적 오른쪽 쉬프트 후 산술적 왼쪽 쉬프트 한 위치를 커버하는 예측 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 시간적 머지 후보가 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 2nx2n 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>n)<<n), (yTnb>>n)<<n))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다.
구체적으로, 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 16x16 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>4)<<4), (yTnb>>4)<<4))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다. 또는 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 8x8 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>3)<<3), (yTnb>>3)<<3))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다.
코딩 장치는 현재 머지 후보들의 개수가 최대 머지 후보들의 개수보다 작은지 여부를 확인할 수 있다(S1303). 상기 최대 머지 후보들의 개수는 미리 정의되거나 인코더에서 디코더로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 인코더는 상기 최대 머지 후보들의 개수에 관한 정보를 생성하고, 인코딩하여 비트스트림 형태로 상기 디코더로 전달할 수 있다. 상기 최대 머지 후보들의 개수가 다 채워지면 이후의 후보 추가 과정은 진행하지 않을 수 있다.
상기 확인 결과 상기 현재 머지 후보들의 개수가 상기 최대 머지 후보들의 개수보다 작은 경우, 코딩 장치는 추가 머지 후보를 상기 머지 후보 리스트에 삽입한다(S1304). 상기 추가 머지 후보는 예를 들어 ATMVP, combined bi-predictive 머지 후보 (현재 슬라이스의 슬라이스 타입이 B 타입인 경우) 및/또는 영벡터 머지 후보를 포함할 수 있다.
상기 확인 결과 상기 현재 머지 후보들의 개수가 상기 최대 머지 후보들의 개수보다 작지 않은 경우, 코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트의 구성을 종료할 수 있다. 이 경우 인코더는 RD(rate-distortion) cost 기반으로 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보들 중 최적의 머지 후보를 선택할 수 있으며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 선택 정보(ex. merge index)를 디코더로 시그널링할 수 있다. 디코더는 상기 머지 후보 리스트 및 상기 선택 정보를 기반으로 상기 최적의 머지 후보를 선택할 수 있다.
상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 사용될 수 있으며, 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있음을 상술한 바와 같다. 인코더는 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있으며, 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 디코더로 시그널링할 수 있다. 디코더는 상기 제지듀얼 정보를 기반으로 도출된 레지듀얼 샘플들 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.
스킵 모드(skip mode)가 적용되는 경우, 앞에서 머지 모드가 적용되는 경우와 동일한 방법으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 다만, 스킵 모드가 적용되는 경우 해당 블록에 대한 레지듀얼 신호가 생략되며 따라서 예측 샘플들이 바로 복원 샘플들로 이용될 수 있다.
MVP 모드
도 14는 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
MVP(Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록(예를 들어, 앞서 도 12에서 설명한 주변 블록일 수 있다)의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록(또는 Col 블록)에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, mvp) 후보 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 예측자 후보로 사용될 수 있다.
상기 예측에 관한 정보는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 예측자 후보를 지시하는 선택 정보(ex. MVP 플래그 또는 MVP 인덱스)를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부는 상기 선택 정보를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보들 중에서, 현재 블록의 움직임 벡터 예측자를 선택할 수 있다. 인코딩 장치의 예측부는 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 움직임 벡터 예측자를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이 때, 디코딩 장치의 예측부는 상기 예측에 관한 정보에 포함된 움직임 벡터 차분을 획득하고, 상기 움직임 벡터 차분과 상기 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 상기 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 디코딩 장치의 예측부는 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트는 도 14에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
어파인 모션 예측(Affine motion prediction)
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델들(motion models)의 예를 도시한다.
종래의 영상 압축 기술(예컨대, HEVC(high efficiency video coding))은 부호화 블록의 모션(motion)을 표현하기 위해 하나의 모션 벡터(motion vector)를 사용한다. 비록 블록 마다 하나의 모션 벡터를 사용하는 방식이 블록 단위의 최적 모션을 표현했을 수 있지만, 실제 각 화소의 최적의 모션은 아닐 수 있다. 따라서, 화소 단위에서 최적의 모션 벡터를 결정할 수 있다면 부호화 효율을 높일 수 있을 것이다. 그리하여, 본 발명의 실시예는 다수의 모션 모델(multi motion model)을 사용하여 비디오 신호를 부호화 또는 복호화하는 모션 예측(motion prediction) 방법에 대하여 설명한다. 특히, 2개 내지 4개의 제어점의 모션 벡터를 이용하여 블록의 각 화소 단위 또는 서브 블록 단위에서 모션 벡터를 표현할 수 있으며, 이러한 복수의 제어점의 모션 벡터를 사용한 예측 기법은 어파인 모션 예측(affine motion prediction), 어파인 예측(affine prediction) 등으로 지칭될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 모델(affine motion model)은 도 15에 도시된 바와 같은 4개의 모션 모델을 표현할 수 있다. Affine motion model이 표현할 수 있는 motion 중 3가지 motion(translation, scale, rotate)dmf 표현하는 affine motion model을 similarity(or simplified) affine motion model이라고 지칭하며, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 설명의 편의를 위해 similarity(or simplified) affine motion model을 기준으로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측을 위한 제어점 모션 벡터의 예를 도시한다.
도 16과 같이 어파인 모션 예측은 2개의 제어점 모션 벡터(control point motion vector, CPMV) 쌍(pair), v_0 및 v_1을 이용하여 블록이 포함하는 화소 위치(또는 서브 블록)의 모션 벡터를 결정할 수 있다. 이때 모션 벡터들의 집합은 어파인 모션 벡터 필드(motion vector field, MVF)로 지칭될 수 있다. 이때, 어파인 모션 벡터 필드는 아래의 수학식 1이 이용하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000002
수학식 1에서, v_0(v_0={v_0x,v_0y})는 현재 블록(1300)의 좌상측 위치의 제1 제어점의 모션 벡터(CPMV0)를 나타내고, v_1(v_1={v_1x,v_1y})은 현재 블록(1300)의 우상측 위치의 제2 제어점의 모션 벡터(CPMV1)를 나타낸다. 그리고, w는 현재 블록(1300)의 너비(width)를 나타낸다. v(v={v_x,v_y})는 {x,y} 위치에서의 모션 벡터를 나타낸다. 서브 블록(또는 화소) 단위의 모션 벡터는 상기 수학식 1을 이용하여 유도될 수 있다. 일 실시예에서 모션 벡터 정밀도는 1/16 정밀도로 라운딩될 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측이 적용된 블록의 각 서브 블록 별 모션 벡터의 예를 도시한다.
도 17을 참조하면, 부호화 또는 복호화 과정에서 어파인 모션 벡터 필드(MVF)는 화소 단위 혹은 블록 단위에서 결정될 수 있다. 즉, 어파인 움직임 예측에서 현재 블록의 움직임 벡터는 화소 단위 또는 서브 블록 단위로 유도될 수 있다.
화소 단위로 어파인 모션 벡터 필드가 결정되는 경우 각 화소값을 기준으로 모션 벡터가 얻어지고, 블록 단위의 경우 블록의 중앙 화소값을 기준으로 해당 블록의 모션 벡터가 얻어질 수 있다. 본 문서에서, 도 17과 같이 어파인 모션 벡터 필드(MVF)가 4*4 블록 단위에서 결정되는 경우가 가정된다. 다만, 이것은 설명의 편의를 위한 것이지 본 발명의 실시예가 한정되는 것은 아니다. 도 17은 부호화 블록이 16*16개의 샘플로 구성되고, 4*4 사이즈의 블록 단위로 어파인 모션 벡터 필드(MVF)가 결정되는 경우의 예를 도시한다.
어파인 모션 예측(affine motion prediction)은 어파인 머지 모드(affine merge mode 또는 AF_MERGE)와 어파인 인터 모드(affine inter mode 또는 AF_INTER)를 포함할 수 있다. AF_INTER 모드는 4개의 파라미터 기반 모션 모델을 이용하는 AF_4_INTER 모드와 6개의 파라미터 기반 모션 모델을 이용하는 AF_6_INTER 모드를 포함할 수 있다.
어파인 머지 모드(Affine merge mode)
AF_MERGE는 어파인 움직임 예측으로서 코딩된 주변 블록의 어파인 움직임 모델에 따라 제어점 모션 벡터 (Control Point Motion Vector: CPMV)를 결정한다. 검색 순서에서 어파인 코딩된 주변 블록은 AF_MERGE를 위해 사용될 수 있다. 하나 이상의 인접 블록이 어파인 움직임 예측으로서 코딩될 때, 현재 블록은 AF_MERGE로서 코딩될 수 있다.
즉, 어파인 머지 모드가 적용되는 경우, 주변 블록의 CPMV들을 이용하여 현재 블록의 CPMV들을 도출될 수 있다. 이 경우 주변 블록의 CPMV들이 그대로 현재 블록의 CPMV들로 사용될 수도 있고, 주변 블록의 CPMV들이 상기 주변 블록의 사이즈 및 상기 현재 블록의 사이즈 등을 기반으로 수정되어 현재 블록의 CPMV들로 사용될 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 머지 모드(affine merge mode)에서 어파인 모션 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.
어파인 머지(AF_MERGE) 모드에서, 인코더는 아래와 같은 과정과 같이 부호화를 수행할 수 있다.
스텝-1: 현재 부호화 블록(1800)의 주변 블록 A 내지 E(1810, 1820, 1830, 1840, 1850)를 알파벳 순서대로 스캐닝(scanning)하고, 스캐닝 순서 기준 첫 번째로 어파인 예측 모드로 부호화된 블록을 어파인 머지(AF_MERGE)의 후보 블록으로 결정
스텝-2: 결정된 후보 블록의 제어점 모션 벡터(CPMV)를 이용하여 어파인 모션 모델을 결정
스텝-3: 후보 블록의 어파인 모션 모델에 따라 현재 블록(1800)의 제어점 모션 벡터(CPMV)가 결정되고, 현재 블록(1800)의 MVF 결정
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측이 적용된 주변 블록을 사용하여 어파인 모션 예측이 수행되는 블록의 예를 도시한다.
예를 들어, 도 19와 같이 블록 A(1920)가 어파인 모드(affine mode)로 부호화된 경우, 블록 A(1920)을 후보 블록으로 결정한 후 블록 A(1920)의 제어점 모션 벡터(CPMV)들(예컨대, v2 및 v3)를 이용하여 어파인 모션 모델(affine motion model)을 유도한 후 현재 블록(1900)의 제어점 모션 벡터(CPMV) v0 및 v1을 결정할 수 있다. 현재 블록(1900)의 제어점 모션 벡터(CPMV)를 기반으로 하여 현재 블록(1900)의 어파인 모션 벡터 필드(MVF)가 결정되고, 부호화가 수행될 수 있다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 주변 어파인 부호화 블록을 이용하여 머지 후보 리스트를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20을 참조하면, 어파인 머지 후보를 이용하여 CPMV 쌍을 결정하는 경우, 도 20에 도시된 바와 같은 후보가 사용될 수 있다. 도 20에서, 후보리스트의 스캔 순서는 A, B, C, D, E로 설정된 경우를 가정한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 순서로 미리 설정될 수 있다.
실시예로서, 만약, 주변 블록(즉, A, B, C, D, E)에서 이용 가능한 어파인 모드(또는 어파인 예측)로 부호화된 후보(이하, 어파인 후보로 지칭될 수 있다)의 수가 0일 때, 현재 블록의 어파인 머지 모드는 스킵될 수 있다. 만약, 이용 가능한 어파인 후보의 수가 하나인 경우(예를 들어, A), 해당 후보의 움직임 모델이 현재 블록의 제어점 모션 벡터(CPMV_0 및 CPMV_1)를 유도하는데 이용될 수 있다. 이 경우, 해당 후보를 지시하는 인덱스가 요구(또는 코딩)되지 않을 수 있다. 만약, 이용 가능한 어파인 후보의 수가 둘 이상인 경우, 스캐닝 순서 상 2개의 후보가 AF_MERGE에 대한 후보 리스트로 구성될 수 있다. 이 경우, 후보 리스트 내에서 선택된 후보를 지시하는 인덱스와 같은 후보 선택 정보가 시그널링될 수 있다. 상기 선택 정보는 플래그 또는 인덱스 정보일 수 있으며, AF_MERGE_flag, AF_merge_idx 등으로 지칭될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 현재 블록에 대한 움직임 보상은 서브 블록의 크기를 기반으로 수행될 수 있다. 이 경우, 어파인 블록(즉, 현재 블록)의 서브 블록 크기가 유도된다. 만약 서브 블록의 폭과 높이가 모두 4개의 루마 샘플들보다 크면, 각 서브 블록에 대한 움직임 벡터가 도출되고, DCT-IF 기반 움직임 보상(휘도에 대한 1/16 펠 및 색차에 대한 1/32)이 서브 블록에 대해서 수행될 수 있다. 그렇지 않으면, 향상된 이중 선형 보간 필터 기반 움직임 보상(enhanced bi-linear interpolation filter based motion compensation)이 전체 어파인 블록에 대해서 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 머지/스킵 플래그(merge/skip flag)가 참이고 CU에 대한 폭과 높이 둘다가 8보다 크거나 동일할 때, CU 레벨에서 어파인 플래그는 어파인 머지 모드가 사용되는지를 지시하는 비트스트림(bitstream)을 통해 시그널링된다. CU가 AF_MERGE 로서 코딩될 때, 최대값 ‘5’를 갖는 머지 후보 인덱스는 어파인 머지 후보 리스트에서 움직임 정보 후보가 CU를 위해서 사용되는 것을 지정하기 위해서 시그널링된다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 어파인 예측으로 부호화된 주변 블록을 사용하여 어파인 머지 후보 리스트를 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21을 참조하면, 어파인 머지 후보 리스트는 다음의 단계들로서 구성된다.
1) 모델 기반 어파인 후보들 삽입
모델 기반 어파인 후보는 후보가 어파인 모드로 코딩된 유효한 주변 재구성된 블록으로부터 도출된다는 것을 의미한다. 도 21에 도시된 바와 같이, 후보 블록에 대한 스캔 순서는 좌측(A), 상측(b), 우상측(C) 및 좌하측(D)으로부터 좌상측(E)이다.
주변 좌하측 블록(A)가 6-파라미터 어파인 모드에서 코딩되면, 블록(A)를 포함하는 CU의 좌상측 코너, 우상측 코너, 및 좌하측 코너의 움직임 벡터들(v_4, v_5, v_6)을 얻게 된다. 현재 블록 상의 좌상측 코너의 움직임 벡터들(v_0, v_1, v_2)은 6-파라미터 어파인 모델에 의한 움직임 벡터들(v_4, v_5, and v_6)에 따라서 계산된다.
주변 좌하측 블록(A)가 4-파라미터 어파인 모드에서 코딩되면, 블록(A)를 포함하는 CU의 좌상측 코너와 우상측 코너의 움직임 벡터들(v_4, v_5)을 얻게 된다. 현재 블록 상의 좌상측 코너의 움직임 벡터들(v_0, v_1)은 4-파라미터 어파인 모델에 의한 움직임 벡터들(v_4, v_5)에 따라서 계산된다.
2) 제어점 기반 어파인 후보들 삽입
도 21을 참조하면, 제어점 기반 후보는 각 제어점의 주변 움직임 정보를 결합하여 후보가 구성되는 것을 의미한다.
제어점들에 대한 움직임 정보는 먼저 도 21에 도시된 지정된 공간 이웃 블록들과 시간 이웃 블록으로부터 도출된다. CP_k (k=1, 2, 3, 4)는 k번째 제어점을 나타낸다. 또한, A, B, C, D, E, F 및 G는 CP_k (k=1, 2, 3)를 예측하기 위한 공간 위치이고, H는 CP4를 예측하기 위한 시간 위치이다.
CP_1, CP_2, CP_3 및 CP_4의 좌표들은 각각 (0, 0), (W, 0), (H, 0) 및 (W, H)이고, 여기에서 W 및 H는 현재 블록의 폭과 높이이다.
각 제어점의 움직임 정보는 다음 우선 순위에 따라서 얻어진다.
CP_1에 대해서, 체킹 우선 순위는 A→B→C 이고, A가 이용가능하면 A가 사용된다. 그렇지 않고, B가 이용가능하면 B가 사용된다. A와 B 둘다 이용가능하지 않으면, C가 사용된다. 만약에 3개의 후보들 모두가 이용가능하지 않으면, CP1의 움직임 정보는 얻을 수 없다.
CP_2 에 대해서, 체킹 우선 순위는 E→D 이다.
CP_3에 대해서, 체킹 우선 순위는 G→F 이다.
CP_4에 대해서, H가 사용된다.
두 번째로, 제어점의 조합들이 움직임 모델을 구성하는데 사용된다.
개의 제어점의 움직임 벡터들은 4-파라미터 어파인 모델에서 변환 파라미터들을 산출하는데 필요하다. 2개의 제어점은 다음 6개의 조합들({CP_1, CP_4}, {CP_2, CP_3}, {CP_1, CP_2}, {CP_2, CP_4}, {CP_1, CP_3}, {CP_3, CP_4}) 중의 하나로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 4-파라미터 어파인 움직임 모델을 구성하는데 CP_1 및 CP_2 제어점들을 사용하는 것은 “Affine (CP_1, CP_2)”으로 표기된다.
3개의 제어점의 움직임 벡터들은 6-파라미터 어파인 모델에서 변환 파라미터들을 산출하는데 필요하다. 3개의 제어점은 다음 4개의 조합들({CP_1, CP_2, CP_4}, {CP_1, CP_2, CP_3}, {CP_2, CP_3, CP_4}, {CP_1, CP_3, CP_4}) 중의 하나로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 6-파라미터 어파인 움직임 모델을 구성하는데 CP_1, CP_2 및 CPv3 제어점들을 사용하는 것은 “Affine (CP_1, CP_2, CP_3)”으로 표기된다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 어파인 머지 모드에서, 어파인 머지 후보가 존재하면, 그것은 언제나 6-파라미터 어파인 모드로서 고려될 수 있다.
어파인 인터 모드(affine inter mode)
도 23은 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에서 어파인 모션 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.
도 23을 참조하면, 어파인 모션 예측(affine motion prediction)은 어파인 머지 모드(affine merge mode 또는 AF_MERGE)와 어파인 인터 모드(affine inter mode 또는 AF_INTER)를 포함할 수 있다. 어파인 인터 모드(AF_INTER)에서, 2개의 제어점 모션 벡터 예측(control point motion vector prediction, CPMVP)와 CPMV를 결정한 후 차이에 해당하는 제어점 모션 벡터 차분 값(control point motion vector difference, CPMVD)이 인코더로부터 디코더로 전송될 수 있다. 구체적인 어파인 인터 모드(AF_INTER)의 부호화 과정은 아래와 같을 수 있다.
스텝-1: 2개의 CPMVP 쌍(pair) 후보(candidate) 결정
스텝-1.1: 최대 12개의 CPMVP 후보 조합 결정 (아래의 수학식 2 참조)
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000003
수학식 2에서, v_0는 현재 블록(2300)의 좌상측 제어점(2310)에서의 모션 벡터(CPMV0), v_1은 현재 블록(2300)의 우상측 제어점(2311)에서의 모션 벡터(CPMV1), v_2는 현재 블록(2300)의 좌하측 제어점(2312)에서의 모션 벡터(CPMV2)이고, v_A는 현재 블록(2300)의 좌상측 제어점(2310)의 좌상측에 인접한 주변 블록 A(2320)의 모션 벡터, v_B는 현재 블록(2300)의 좌상측 제어점(2310)의 상측에 인접한 주변 블록 B(2322)의 모션 벡터, vC는 현재 블록(2300)의 좌상측 제어점(2310)의 좌측에 인접한 주변 블록 C(2324)의 모션 벡터, v_D는 현재 블록(2300)의 우상측 제어점(2311)의 상측에 인접한 주변 블록 D(2326)의 모션 벡터, v_E는 현재 블록(2300)의 우상측 제어점(2311)의 우상측에 인접한 주변 블록 E(2328)의 모션 벡터, v_F는 현재 블록(2300)의 좌하측 제어점(2312)의 좌측에 인접한 주변 블록 F(2330)의 모션 벡터, v_G는 현재 블록(2300)의 좌하측 제어점(2312)의 좌측에 인접한 주변 블록 G(2332)의 모션 벡터를 나타낸다.
스텝-1.2: CPMVP 후보 조합 중 차이값(difference value, DV)이 작은 값 기준으로 정렬(sorting)하여 상위 2개의 후보 사용 (아래의 수학식 3 참조)
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000004
v_0x는 현재 블록(2300)의 좌상측 제어점(2310)의 모션 벡터(V0 또는 CPMV0)의 x축 엘레먼트, v_1x는 현재 블록(2300)의 우상측 제어점(2311)의 모션 벡터(V1 또는 CPMV1)의 x축 엘레먼트, v_2x는 현재 블록(2300)의 좌하측 제어점(2312)의 모션 벡터(V_2 또는 CPMV_2)의 x축 엘레먼트, v_0y는 현재 블록(2300)의 좌상측 제어점(2310)의 모션 벡터(V_0 또는 CPMV_0)의 y축 엘레먼트, v_1y는 현재 블록(2300)의 우상측 제어점(2311)의 모션 벡터(V_1 또는 CPMV_1)의 y축 엘레먼트, v_2y는 현재 블록(2300)의 좌하측 제어점(2312)의 모션 벡터(V_2 또는 CPMV_2)의 y축 엘레먼트, w는 현재 블록(2300)의 폭(width), h는 현재 블록(2300)의 높이(height)를 나타낸다.
스텝-2: 제어점 모션 벡터 예측자(CPMVP) 쌍 후보가 2 보다 작은 경우 AMVP 후보 리스트를 사용
스텝-3: 2개의 후보들 각각에 대해 제어점 모션 벡터 예측자(CPMVP)를 결정하고 RD cost를 비교하여 작은 값을 갖는 후보와 CPMV를 최적으로 선택
스텝-4: 최적의 후보에 해당하는 인덱스와 제어점 모션 벡터 차분값(control point motion vector difference, CPMVD) 전송
본 발명의 실시예에서, AF_INTER에서, CPMVP 후보의 구성 과정이 제공된다. AMVP와 동일하게, 후보 개수는 2이고, 후보 리스트의 위치를 지시하는 인덱스가 시그널링된다.
CPMVP 후보 리스트의 구성 과정은 다음과 같다.
1) 주변 블록들을 스캔하여 이것이 어파인 움직임 예측으로서 코딩되는지를 체크한다. 스캔된 블록이 어파인 예측으로서 코딩되면, 후보 개수가 2가 될 때까지 스캔된 주변 블록의 어파인 움직임 모델로부터 현재 블록의 움직임 벡터쌍을 도출한다.
2) 후보 개수가 2보다 작으면, 후보 구성 과정을 수행한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 4-파라미터(2-제어점) 어파인 인터 모드가 줌-인/아웃(zoom-in/out) 및 회전의 움직임 모델과 콘텐츠를 예측하는데 사용된다. 도 16에 도시된 바와 같이, 블록의 어파인 움직임 필드(field)는 2개의 제어점 움직임 벡터들에 의해 기술된다.
블록의 모션 벡터 필드(motion vector field: MVF)는 앞에서 기술된 식 1에 의해 기술된다.
종래 기술에서, AMVP(advanced motion vector prediction) 모드는 MVP (motion vector prediction) 인덱스와 MVDs (motion vector differences)를 시그널링하는데 필요하다. AMVP 모드가 본 발명에 적용될 때, 어파인_플래그(affine_flag)는 어파인 예측이 사용되는지를 지시하도록 시그널링된다. 어파인 예측이 적용되면, inter_dir, ref_idx, mvp_index, 및 2개의 MVDs (mvd_x 및 mvd_y)의 신택스가 시그널링된다. 2개의 어파인 MVP 쌍을 포함하는 어파인 MVP 쌍 후보 리스트가 생성된다. 시그널링된 mvp_index는 이들 중 하나를 선택하는데 사용된다. 어파인 MVP 쌍은 두 종류의 어파인 MVP 후보들에 의해 생성된다. 하나는 공간적 계승 어파인 후보(spatial inherited affine candidate)이고, 다른 하나는 코너 도출된 어파인 후보(corner derived affine candidate)이다. 주변 CU들이 어파인 모드로 코딩되면, 공간적 계승 어파인 후보들이 생성될 수 있다. 주변 어파인 코딩된 블록의 어파인 움직임 모델은 2-제어점 MVP 쌍(two-control-point MVP pair)의 움직임 벡터들을 생성하기 사용된다. 공간적 계승 어파인 후보의 2-제어점 MVP 쌍의 MV들은 다음의 식들을 사용함으로써 도출된다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000005
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000006
V_B0, V_B1, 및 V_B2가 어떤 참조/주변 CU의 좌상측 MV, 우상측 MV, 및 좌하측 MV로 대체될 수 있는 경우, (posCurCU_X, posCurCU_Y)는 프레임의 좌상측 샘플에 대한 현재 CU의 좌상측 샘플의 위치이고, (posRefCU_X, posRefCU_Y)는 프레임의 좌상측 샘플에 대한 참조/주변 CU의 좌상측 샘플의 위치이다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000007
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000008
도 24는 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에서 어파인 모션 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.
도 24를 참조하면, MVP 쌍의 개수가 2보다 작으면, 코너 도출된 어파인 후보가 사용된다. 주변 움직임 백터들은 도 24에 도시된 바와 같이 어파인 MVP 쌍을 도출하는데 사용된다. 제 1 코너 도출된 어파인 후보에 대해서, 세트 A (A0, A1 및 A2)에서 제 1 이용가능한 MV와 세트 B (B0 및 B1)에서 제 1 이용가능한 MV는 제 1 MVP 쌍을 구성하는데 사용된다. 제 2 코너 도출된 어파인 후보에 대해서, 세트 A에서 제 1 이용가능한 MV와 세트 C (C0 및 C1)에서 제 1 이용가능한 MV는 우상측 제어점의 MV를 계산하는데 사용된다. 세트 A에서 제 1 이용가능한 MV와 계산된 우상측 제어점 MV는 제 2 MVP 쌍이다.
본 발명의 실시예에서, 2개(3개)의 후보들{mv_0, mv_1} ({mv_0, mv_1, mv_2) 을 포함하는 2개의 후보 세트는 어파인 움직임 모델의 2개(3개) 제어점을 예측하는데 사용된다. 주어진 모션 벡터 차분들(mvd_0, mvd_1, mvd_2)과 제어점들은 다음 식들을 사용함으로써 계산된다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000009
도 25 및 도 26은 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에서 주변 블록의 모션 정보를 이용하여 모션 벡터 후보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
상기 어파인 후보 리스트는 어파인 움직임을 공간적 이웃 블록들(외삽된 어파인 후보들)로로부터 연장하고 공간적 이웃 블록들(가상의 어파인 후보들)로부터의 모션 벡터들의 조합에 의해 첨부된다(appended). 후보 집합들은 아래와 같이 설정된다:
1. 최대 2개의 다른 어파인 MV 예측자 집합들이 인접 블록들의 어파인 움직임으로부터 유도된다. 인접 블록들 A0, A1, B0, B1, 및 B2가 도 25에 도시된 것처럼 확인된다. 만약 인접 블록이 어파인 움직임 모델에 의해 부호화되고 그 참조 프레임이 현재 블록의 참조 프레임과 동일하면, 현재 블록의 (4-파라미터 어파인 모델에 대한) 2개 또는 (6-파라미터 어파인 모델에 대한) 3개의 제어점들이 인접 블록들의 어파인 모델로부터 유도된다.
2. 도 29는 가상의 어파인 후보 집합을 생성하기 위해 사용되는 인접 블록들을 도시한다. 인접 MV들은 3개의 그룹들로 분할된다: S_0={mv_A, mv_B, mv_C}, S_1={mv_D, mv_E}, S_2={mv_F, mv_G}. mv_0는 S0에서 현재 블록과 동일한 참조 픽처를 참조하는 첫번째 MV이다. mv_2는 S1에서 현재 블록과 동일한 참조 픽처를 참조하는 첫번째 MV이다.
만약 mv_0와 mv_1이 주어지면, mv_2는 아래의 수학식 9에 의해 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000010
수학식 9에서, 현재 블록 사이즈는 WxH이다.
만약 mv_0과 mv_2만이 주어지면, mv_1은 아래의 수학식 10에 의해 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000011
본 발명의 일 실시예에서, 어파인 인터 예측은 아래의 시퀀스(sequence)에 따라 수행될 수 있다.
입력: 어파인 움직임 파라미터들, 참조 픽처 샘플들
출력: CU의 예측 블록
프로세스
- 어파인 블록의 서브-블록 사이즈를 유도
- 서브-블록의 폭과 너비 모드 4 루마 샘플들(luma samples)보다 크면,
- 각각의 서브 블록에 대해
- 서브-블록의 움직임 벡터를 유도
- DCT-IF 기반의 움직임 보상(루마에 대해 1/16 pel, 색차에 대해 1/32 pel)이 서브-블록들에 대해 수행(invoked)
- 그렇지 않으면, 향상된 바이-리니어 보간 필터(enhenced bi-linear interpolation filter) 기반의 보상이 전체 어파인 블록에 대해 수행됨(invoked)
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 머지/스킵 플래그가 거짓(false)이고 CU에 대한 폭과 너비가 8보다 크거나 같으면, CU 레벨에서 어파인 플래그가 어파인 인터 모드가 사용될 지 여부를 지시하기 위해 시그널링 된다. CU가 어파인 인터 모드로서 코딩되면, 모델 플래그가 4-파라미터 또는 6-파라미터 어파인 모델이 상기 CU에 대해 적용되는지 여부를 지시하기 위해 시그널링된다. 만약 모델 플래그가 참(true)인 경우, AF_6_INTER mode(6-파라미터 어파인 모델)이 적용되고 3개의 MVD들이 파싱되고, 그렇지 않으면, AF_4_INTER mode(4-파라미터 어파인 모델)이 적용되고 2개의 MVD들이 파싱된다.
AF_4_INTER 모드에서, 어파인 머지 모드와 유사하게, 어파인 어파인 모드에 의해 코딩된 인접 블록들로부터 외삽된 움직임 벡터 쌍들이 생성되고 첫번째로 후보 리스트에 삽입된다.
이후, 만약 후보 리스트의 사이즈가 4보다 작으면, 움직임 벡터 쌍 {(v_0,v_1)|v0={v_A,v_B,v_c},v_1={v_D, v_E}}을 갖는 후보들이 인접 블록들을 사용함으로써 생성된다. 도 22에 도시된 것과 같이, v_0가 블록 A, B, C의 움직임 벡터들로부터 선택된다. 인접 블록으로부터의 움직임 벡터는 참조 리스트와 인접 블록에 대한 참조의 POC 현재 CU에 대한 참조의 POC 및 현재 CU의 사이의 관계에 따라 스케일된다. 그리고 인접 블록 D와 E로부터 v_1을 선택하는 접근 방식은 유사하다. 후보 리스트가 4보다 크면, 후보들은 (후보 쌍에서 2개의 모션 벡터들과 유사하게) 인접 움직임 벡터들의 일관성(consistency)에 따라 우선적으로 정렬되고 첫번째 4개의 후보들이 보존된다.
만약 후보 리스트의 개수가 4보다 작은 경우, 리스트는 각 AMVP 후보들을 복제함으로써 모션 벡터 쌍에 의해 패딩된다(padded).
AF_6_INTER 모드에서, 어파인 머지 모드와 유사하게, 어파인 어파인 모드로 코딩된 인접 블록들로부터 외삽된 움직임 벡터 트리플들(affine motion vector triples)이 생성되고 후보 리스트에 우선적으로 삽입된다.
이후, 후보 리스트의 사이즈가 4보다 작으면, 모션 벡터 트리플들 {(v_0, v_1, v_2)| v0={v_A, v_B, v_c}, v1={v_D, v_E}, v2={v_G, v_H}}을 포함하는 후보들이 인접 블록들을 사용하여 생성된다. 도 22에서 도시된 것과 같이, v_0가 블록들 A, B, 또는, C의 움직임 벡터들로부터 선택된다. 인접 블록으로부터의 움직임 벡터는 참조 리스트와 인접 블록에 대한 참조의 POC, 현재 CU에 대한 참조의 POC, 그리고 현재 CU의 POC의 관계에 따라 스케일된다. 그리고 인접 블록 D와 E로부터 v_1을 선택하기 위한 접근과 F와 G로부터 v_2를 선택은 유사하다. 후보 리스트가 4보다 크면, 후보들은 (3개의 후보에서 2개의 움직임 벡터들과 유사하게 )인접 움직임 벡터들의 일관성에 따라 정렬되고, 첫번째 4개의 후보들이 보존된다.
후보 리스트의 개수가 4보다 작으면, 리스트는 각 AMVP 후보들을 복제함으로써(duplicating) 구성되는 움직임 벡터 트리플에 의해 패딩될 수 있다.
현재 CU의 CPMV가 유도된 이후, 어파인 파라미터들의 개수에 따라, 현재 CU의 MVF가 4-파라미터 어파인 모델에 대한 아래의 수학식 11에 따라 생성되고, 6-파라미터 어파인 모델에 대한 아래의 수학식 12에 따라 생성된다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000012
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000013
여기서, 서브-블록 사이즈 MxN은 아래의 수학식 13에서 유도되고, MvPre는 움직임 벡터 부분 정확도 (1/16)이다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000014
수학식 12에 의해 유도된 이후, M과 N은 w와 h의 분모(divisor)로 만들기 위해 필요하다면 하향조정되어야 한다. M 또는 N이 8보다 작으면, WIF가 적용되고, 그렇지 않으면, 서브-블록 기반의 어파인 움직임 보상이 적용된다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 서브 블록 단위의 어파인 모션 벡터 필드를 유도하는 방법의 일 예를 도시한다.
도 27을 참조하면, 각 MxN 서브-블록의 움직임 벡터를 유도하기 위하여, 도 27에 도시된 것과 같은 각 서브-블록의 중앙 샘플의 움직임 벡터는 수학식 11 또는 수학식 12에 따라 계산되고, 1/16 부분 정확도로 라운딩된다(rounded). SHVC 상향 샘플링 보간 필터들이 유도된 움직임 벡터를 사용하여 각 서브-블록의 예측을 생성하기 위해 적용된다.
HEVC 움직임 보상 보간 필터들과 동일한 필터 길이 및 정규화 인자를 갖는 SHVC 상향 샘플링 보간 필터들은 추가적인 부분 펠 위치들(additional fractional pel positions)에 대한 움직임 보상 보간 필터들로서 사용될 수 있다. 크로마 성분 움직임 벡터 정확도는 1/32 샘플이고, 1/32 펠 부분 위치들의 추가적인 보간 필터들은 2개의 인접한 1/16 펠 부분 위치들의 필터들의 평균들 사용함으로써 유도된다.
AF_MERGE 모드는 통상적인 머지 모드 선택이 수행되는 것과 동일한 방식으로 인코더 측에서 선택될 수 있다. 후보 리스트가 우선적으로 생성되고, 후보들에서 최소의 RD-비용이 다른 인터 모드들의 RD-비용과 비교하기 위해 선택된다. 비교의 결과는 AF_MERGE가 적용되느냐 아니냐에 대한 결정이다.
AF_4_INTER 모드를 위하여, RD 비용 확인은 어느 움직임 벡터 쌍 후보가 현재 CU의 제어점 움직임 벡터 예측 (control point motion vector prediction, CPMVP)로서 선택되는지를 결정하기 위해 사용된다. 현재 어파인 CU의 CPMVP가 결정된 이후, 어파인 움직임 추정이 적용되고 제어점 움직임 벡터(control point motion vector, CPMV)가 획득된다. 그러면 CPMV와 CPMVP의 차이가 결정된다.
인코더 측에서, AF_MERGE 또는 AF_4_INTER 모드가 이전의 모드 선택 스테이지에서 최적의 모드로서 결정될 때만 AF_6_INTER 모드가 확인된다.
본 발명의 일 실시예에서, 어파인 인터(어파인 AMVP) 모드는 아래와 같이 수행될 수 있다:
1) AFFINE_MERGE_IMPROVE: 어파인 모드인 첫번째 이웃 블록을 탐색하는 대신, 개선점(improvement)은 최대의 코딩 유닛 사이즈를 갖는 이웃 블록을 어파인 머지 후보로서 탐색하고자 한다.
2) AFFINE_AMVL_IMPROVE: 어파인 모드인 이웃 블록들을 통상적인 AMVP 절차와 유사하게 어파인 AMVP 후보 리스트에 추가한다.
상세한 어파인 AMVP 후보 리스트 생성 과정은 아래와 같다.
첫째로, 좌측 아래의 인접 블록이 어파인 움직임 모델을 사용하고 현재 참조 인덱스와 동일한 참조 인덱스를 갖는지 여부가 확인된다. 만약 존재하지 않으면, 좌측 인접 블록이 동일한 방법으로 확인된다. 만약 존재하지 않으면, 좌측 아래 인접 블록이 어파인 움직임 모델을 사용하고 상이한 참조 인덱스를 갖는지 여부가 확인된다. 만약 존재하면, 스케일된 어파인 움직임 벡터가 참조 픽처 리스트에 추가된다. 만약 존재하지 않으면, 좌측 인접 블록이 동일한 방식으로 확인된다.
둘째로, 우측 상부 인접 블록, 상부 인접 블록, 그리고 좌측 상부 인접 블록이 동일한 방식으로 확인된다.
상술한 과정들 이후 2개의 후보들을 탐색하면, 어파인 AMVP 후보 리스트를 생성하는 동작을 종료한다. 2개의 후보들을 탐색하지 못하면, JEM 소프트웨어 내 원래의 동작이 어파인 AMVP 후보 리스트들을 생성하기 위해 수행된다.
3) AFFINE_SIX_PARAM: 4-파라미터 어파인 움직임 모델 이외에, 6-파라미터 어파인 움직임 모딜이 추가적인 모델로서 추가된다.
6-파라미터 어파인 움직임 모델이 아래의 수학식 14를 통해 유도된다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000015
상술한 움직임 모델에 6-파라미터들이 존재하므로, 좌측 상부 위치 MV_0, 우측 상부 위치 MV_1, 그리고 좌측 하부 위치 MV_2에서의 3개의 움직임 벡터들이 모델을 결정하기 위해 요구된다. 3개의 움직임 벡터들이 4-파라미터 어파인 움직임 모델에서 2개의 모션 벡터와 유사한 방식으로 결정될 수 있다. 어파인 모델 머지는 언제나 6-파라미터 어파인 움직임 모델로서 설정된다.
4) AFFINE_CLIP_REMOVE: 모든 어파인 움직임 벡터들에 대한 움직임 벡터 제약들(constraints)을 제거한다. 움직임 보상 과정들이 움직임 벡터 제약들 자체를 제어하도록 한다.
Affine motion model
상술한 바와 같이 Affine inter prediction에서 다양한 affine motion model이 사용 또는 고려될 수 있다. 예를 들어, Affine motion model 은 상술한 도 15와 같이 4가지 motion 을 표현할 수 있다. Affine motion model 이 표현할 수 있는 motion 중 3가지 motion (translation, scale, rotate) 를 표현하는 affine motion model 을 similarity (or simplified) affine motion model 이라고 할 수 있다. 상기 affine motion model들 중 어떤 모델을 사용하는지에 따라 도출되는 CPMV들의 개수 및/또는 현재 블록의 샘플/서브블록 단위 MV 도출 방법이 달라질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 적응적인 4개 및 6개 파라미터 움직임 모델이 사용된다. AF_INTER에서, 6-파라미터 움직임 모델이 JEM에서 존재하는 4-파라미터 움직임 모델에 더하여 제안된다. 6-파라미터 어파인 움직임 모델이 아래의 수학식 15와 같이 설명된다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000016
여기서, 계수들 a, b, c, d e, 및 f는 어파인 움직임 파라미터들이고, (x,y)와 (x',y')는 어파인 움직임 모델의 변환 이전과 이후의 픽셀 위치의 좌표들이다. 비디오 코딩에서 어파인 움직임 모델을 사용하기 위해, 만약 CPMV0, CPMV1, 그리고 CPMV2가 CP0(좌상측), CP1(우상측), 그리고 CP2(좌하측)에 대한 MV라면 수학식 16이 아래와 같이 설명될 수 있다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000017
여기서 CPMV_0={v_0x,v_0y}, CPMV_1={v_1x,v_1y}, CPMV_2={v_2x,v_2y}, 그리고 w와 h는 각각 코딩 블록의 폭(width)와 높이(height)이다. 수학식 16은 블록의 움직임 벡터 필드(motion vector field, MVF)이다.
플래그가 인접 블록들이 어파인 예측으로 코딩되었을때 4-파라미터 또는 6-파라미터 어파인 움직임 모델이 사용되는지 여부를 지시하기 위해 CU 레벨에서 파싱된다. 어파인 예측으로 코딩된 인접 블록이 없으면, 플래그는 생략되고 4-파라미터 모델이 어파인 예측을 위해 사용된다. 다시 말해, 6-파라미터 모델이 하나 또는 그 이상의 인접 블록들이 어파인 움직임 모델로 코딩되는 조건에서 고려된다. CPMVD의 개수와 관련하여, 2개 및 3개의 CPMVD들이 4-파라미터 및 6-파라미터 어파인 움직임 모델에 대하여 각각 시그널링된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 패턴-매칭된 움직임 벡터 가공(pattern-matched motion vector refinement)이 사용될 수 있다. JEM의 패턴-매칭된 움직임 벡터 유도(JEM 인코더 설명에서 이름하여 PMMVD, 이하 PMVD로 약칭됨)에 있어서, 디코더는 CU-레벨 탐색을 위해 시작 MV 후보를 결정하기 위해 몇몇 움직임 벡터(motion vector, MV)를 평가할 필요가 있다. 서브-CU-레벨 탐색에서, 최적의 CU-레벨 MV에 더하여, 몇몇 MV 후보들이 추가된다. 디코더는 최적의 MV를 탐색하기 위하여 이러한 MV 후보들을 평가할 필요가 있으며, 이는 많은 메모리 대역을 요구한다. 제안된 패턴-캐칭된 움직임 벡터 정제(pattern-matched motion vector refinement, PMVR)에서, JEM에서 PMVD에서의 템플릿 매칭(template matching)과 양쪽 매칭(bilateral matching)의 컨셉들이 채택된다. PMVR이 사용가능한지 아닌지를 지시하기 위해 스킵 모드 또는 머지 모드가 선택되었을 때 하나의 PMVR_flag가 시그널링된다. PMVD와 비교하여 의미있게 메모리 대역폭 요구를 감소시키기 위하여, MV 후보 리스트가 생성되고, 만약 PMVR이 적용되면 시작 MV 후보 인덱스가 명시적으로 시그널링된다.
머지 후보 리스트 생성 프로세스를 사용함으로써 후보 리스트가 생성되지만, 서브-CU 머지 후보들, 예를 들어, 어파인 후보들과 ATMVP 후보들은 제외된다. 양방향 매칭(bilateral matching)을 위해, 오직 단방향-예측(uni-prediction) MV 후보만이 포함된다. 양방향-예측(bu-prediction) MV 후보는 2개의 단방향-예측 MV 후보들로 분할된다. 또한, (MV 차이들이 미리 정의된 임계치보다 적은) 유사한 MV 후보들이 또한 제거된다. CU-레벨 탐색을 위하여, 다이아몬드 탐색 MV 정제(diamond search MV refinement)가 시그널링된 MV 후보로부터 시작하여 수행된다.
서브-CU-레벨 탐색은 오직 양쪽 매칭 머지 모드(bilateral matching merge mode)에서만 사용 가능하다. 모든 서브-CU들에 대한 서브-CU-레벨 탐색의 탐색 윈도우는 CU-레벨 탐색의 탐색 윈도우와 동일하다. 따라서, 추가적인 대역폭이 서브-CU-레벨 탐색에 있어 요구되지 않는다.
모드에서 MVP를 정제하기 위하여 템플릿 매칭도 사용된다. AMVP 모드에서, 2개의 MVP들이 HEVC MVP 생성 프로세스를 사용함으로써 생성된고, 하나의 MVP 인덱스가 그들 중 하나를 선택하기 위해 시그널링된다. 선택된 MVP는 PMVR에서 템플릿 매칭을 사용함으로써 더 정제된다. 적응적 움직임 벡터 해상도(adaptive motion vector resolution, AMVR)이 적용되면, 템플릿 매칭 정제 이전에 MVP는 해당하는 정확도로 라운딩된다(rounded). 이러한 정제 과정은 매턴-매칭된 움직임 벡터 예측자 정제(pattern-matched motion vector predictor refinement, PMVPR)로 명명된다. 본 문서의 나머지에서, 특별히 정의하지 않는다면, PMVR은 템플릿 매칭 PMVR, 양방향 매칭 PMVR, 그리고 PMVPR을 포함한다.
메모리 대역폭 요구를 감소시키기 위하여, PMVR은 4x4, 4x8, 그리고 8x4 CU들에 대해 사용 불가능하게 된다. 추가적인 메모리 대역폭 요구량 감소를 위하여, 64와 동일한 CU 영역에 대한 {템플릿 매칭, 양방향 매칭}의 탐색 범위가 {±2, ±4}로 축소될수 있고, 64보다 큰 CU 영역에 대한 {템플릿 매칭, 양방향 매칭}의 탐색 범위가 {±6, ±8}로 축소될수 있다. 본 문서의 PMVR 섹션에서 설명된 상술한 모든 방법들을 사용함으로써, HEVC에서의 최악의 경우와 비교하여 요구되는 메모리 대역폭이 JEM-7.0의 PMVD에서 45.9x로부터 PMVR에서 3.1x로 감소되었다.
non-QT 블록에서 Affine 사용시 적용 기술
도 28은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 모델을 적용한 인터 예측에서 예측 블록이 생성되는 방법 및 모션 벡터를 예시적으로 나타낸다.
도 28을 참조하면, 어파인 움직임 모델이 적용되는 경우의 모션 벡터를 도출하는 수식을 볼 수 있다. 상기 모션 벡터는 다음과 같은 수학식 17을 기반으로 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000018
여기서 v_x는 현재 블록 내 (x, y)좌표 샘플의 샘플 단위 움직임 벡터의 x성분, v_y는 현재 블록 내 상기 (x, y)좌표 샘플의 상기 샘플 단위 움직임 벡터의 y성분을 나타낸다. 즉, (v_x, v_y)는 상기 (x, y)좌표 샘플에 대한 상기 샘플 단위 움직임 벡터가 된다. 여기서, a, b, c, d, e, f는 상기 현재 블록의 컨트롤 포인트(제어점)(control point, CP)들로부터 (x, y)좌표의 샘플 단위 움직임 벡터(움직임 정보)를 도출하기 위한 수학식의 파라미터(parameter)들을 나타낸다. 상기 CP는 조종 화소라고 표현될 수도 있다. 상기 파라미터들은 PU단위로 전송되는 각 PU의 CP들의 움직임 정보로부터 도출할 수 있다. 상술한 상기 CP들의 움직임 정보로부터 유도된 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 도출하는 수학식은 블록의 샘플마다 적용될 수 있고, 상기 각 샘플의 x축 및 y축 상대 위치에 따라 참조 영상 내 샘플의 위치로 도출될 수 있다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터는 QTBT(TT) 블록 분할 구조에 따른 블록의 사이즈, 비대칭형 또는 대칭형, 블록 위치 등에 따라 다르게 도출될 수 있다. 이에 대한 구체적인 실시예는 후술하는 도 29 내지 도 38을 통해 나타낸다.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 29를 참조하면 현재 블록이 2Nx2N 블록인 경우를 가정하여 설명한다. 예를 들어, 상기 현재 블록 내 좌상단 샘플의 움직임 벡터를 v_0이라고 할 수 있다. 또한, 상기 현재 블록과 인접한 주변 블록들의 샘플들을 CP들로 이용하여 각 CP의 움직임 벡터를 v_1 및 v_2로 할 수 있다. 즉, 상기 현재 블록의 너비와 높이를 S이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표를 (xp, yp)라 할 때, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (xp, yp)이고, CP1의 좌표는 (xp+S, yp)이고, CP2의 좌표는 (xp, yp+S)로 할 수 있다. 상기 CP0의 움직임 벡터는 v_0, 상기 CP1의 움직임 벡터는 v_1, 상기 CP2의 움직임 벡터는 v_2로 할 수 있다. 상기 CP들의 움직임 벡터를 이용하여 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터는 다음과 같은 수학식 18을 기반으로 도출할 수 있다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000019
여기서, v_x, v_y는 각각 상기 현재 블록 내 (x, y)좌표의 샘플에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, v_x0, v_y0는 각각 상기 CP0에 대한 움직임 벡터 v_0의 x성분, y성분을 나타내고, v_x1, v_y1은 각각 상기 CP1에 대한 움직임 벡터 v_1의 x성분, y성분을 나타내고, v_x2, v_y2는 각각 상기 CP2에 대한 움직임 벡터 v_2의 x성분, y성분을 나타낸다. 상술한 수학식 18과 같은 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 도출하는 수식에 의하여 현재 블록 내 각 샘플들은 현재 블록내 상대적인 위치를 기반으로 움직임 벡터가 도출될 수 있다.
도 30은 본 발명의 실시예에 따른 비정방형 블록에서 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 30은 Nx2N으로 분할된 블록의 CP들을 예시적으로 나타낸다. 상술한 파티셔닝 타입 2Nx2N의 경우와 동일한 방법을 통해 현재 블록 내 샘플 단위 움직임 벡터를 도출하기 위한 수학식을 유도할 수 있다. 상기 수학식을 유도하는 과정에서 상기 현재 블록의 모양에 맞는 너비값을 이용할 수 있다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 유도하기 위하여 3개의 CP들을 도출할 수 있고, 상기 CP들의 위치를 도 30과 같이 조정할 수 있다. 즉, 상기 현재 블록의 너비와 높이를 각각 S/2와 S이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표를 (xp, yp)라 할 때, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (xp, yp)이고, CP1의 좌표는 (xp+S/2, yp)이고, CP2의 좌표는 (xp, yp+S)로 할 수 있다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터는 다음과 같은 수학식 19를 기반으로 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000020
여기서, vx, vy는 각각 상기 현재 블록 내 (x, y)좌표의 샘플에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, v_x0, v_y0는 각각 상기 CP0에 대한 움직임 벡터 v_0의 x성분, y성분을 나타내고, v_x1, v_y1은 각각 상기 CP1에 대한 움직임 벡터 v_1의 x성분, y성분을 나타내고, v_x2, v_y2는 각각 상기 CP2에 대한 움직임 벡터 v_2의 x성분, y성분을 나타낸다. 수학식 3은 상기 현재 블록의 너비가 S/2임을 고려한 샘플 단위 움직임 벡터를 유도하는 수학식을 나타낸다. 상술한 수학식 19와 같은 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 도출하는 수식에 의하여 파티셔닝 타입 Nx2N을 기반으로 CU로부터 파티셔닝된 현재 블록 내 각 샘플들은 현재 블록 내 상대 위치를 기반으로 움직임 벡터가 도출될 수 있다.
도 31은 본 발명의 실시예에 따른 비정방형 블록에서 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 31은 파티셔닝 타입 2NxN을 기반으로 분할된 블록들을 예시적으로 나타낸다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 유도하기 위하여 3개의 CP들을 도출할 수 있고, 상기 CP들의 위치를 도 31과 같이 조정하여 도 31에 나타난 현재 블록의 모양에 따라 높이를 S/2로 조정할 수 있다. 즉, 상기 현재 블록의 너비와 높이를 각각 S와 S/2이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표를 (xp, yp)라 할 때, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (xp, yp)이고, CP1의 좌표는 (xp+S, yp)이고, CP2의 좌표는 (xp, yp+S/2)로 할 수 있다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터는 다음과 같은 수학식 20을 기반으로 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000021
여기서, v_x, v_y는 각각 상기 현재 블록 내 (x, y)좌표의 샘플에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, v_x0, v_y0는 각각 상기 CP0에 대한 움직임 벡터 v_0의 x성분, y성분을 나타내고, v_x1, v_y1은 각각 상기 CP1에 대한 움직임 벡터 v_1의 x성분, y성분을 나타내고, v_x2, v_y2는 각각 상기 CP2에 대한 움직임 벡터 v_2의 x성분, y성분을 나타낸다. 수학식 4는 상기 현재 블록의 높이가 S/2임을 고려한 샘플 단위 움직임 벡터를 유도하는 수학식을 나타낸다. 상술한 수학식 4.18와 같은 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 도출하는 수식에 의하여 파티셔닝 타입 2NxN을 기반으로 CU로부터 파티셔닝된 현재 블록 내 각 샘플들은 현재 블록 내 상대 위치를 기반으로 움직임 벡터가 도출될 수 있다.
도 32 내지 도 38은 본 발명의 실시예에 따른 비정방형 블록에서 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 32는 비대칭형 현재 블록들의 CP들을 예시적으로 나타낸다. 도 32에서 나타나듯이 상기 비대칭형 현재 블록들의 너비와 높이를 각각 W와 H라고 할 수 있다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 유도하기 위하여 각 현재 블록에 대한 3개의 CP들을 도출할 수 있고, 상기 CP들의 좌표는 도 32와 같이 현재 블록의 모양에 따른 너비와 높이를 기반으로 조정될 수 있다. 즉, 상기 현재 블록의 너비와 높이를 W와 H이고, 각 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표를 (xp, yp)라 할 때, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (xp, yp)이고, CP1의 좌표는 (xp+W, yp)이고, CP2의 좌표는 (xp, yp+H)로 설정될 수 있다. 이 경우 상기 현재 블록 내 상기 샘플 단위 움직임 벡터는 다음과 같은 수학식 21을 기반으로 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000022
여기서, v_x, v_y는 각각 상기 현재 블록 내 (x, y)좌표의 샘플에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, v_x0, v_y0는 각각 상기 CP0에 대한 움직임 벡터 v_0의 x성분, y성분을 나타내고, v_x1, v_y1은 각각 상기 CP1에 대한 움직임 벡터 v_1의 x성분, y성분을 나타내고, v_x2, v_y2는 각각 상기 CP2에 대한 움직임 벡터 v_2의 x성분, y성분을 나타낸다. 수학식 21은 비대칭형 현재 블록들의 너비와 높이를 고려한 샘플 단위 움직임 벡터를 유도하는 수학식을 나타낸다.
한편, 본 발명에 따르면 블록 단위로 지시되는 CP들의 움직임 정보에 대한 데이터량을 줄이기 위해 현재 블록의 주변 블록 또는 주변 샘플의 움직임 정보를 기반으로 적어도 하나의 CP에 대한 움직임 정보 예측 후보를 선정할 수 있다. 상기 움직임 정보 예측 후보는 어파인 움직임 정보 후보 또는 어파인 움직임 벡터 후보로 불릴 수 있다. 상기 어파인 움직임 정보 후보들은 예를 들어 도 33 내지 도 38에 개시된 내용을 포함할 수 있다.
MVD 코딩(coding)
현재의 비디오 압축 표준은 모션 벡터 및 모션 벡터 예측자를 사용하여 모션 벡터 차분(MVD, motion vector differences)을 생성한다. MVD는 모션 벡터와 모션 벡터 예측자 사이의 차이로 정의된다. 모션 벡터와 마찬가지로, MVD는 x (수평) 및 y (수직) 방향의 움직임에 해당하는 수평 및 수직 성분을 갖는다. MVD는 전술한 (A)MVP 모드를 사용하여 코딩 유닛(코딩 블록)를 인코딩한 경우에만 사용되는 속성에 해당한다.
MVD가 결정되면 결정된 MVD는 엔트로피 기술을 사용하여 인코딩됩니다. MVD 코딩은 모션 벡터의 리던던시를 줄이고 압축 효율을 높이는 방법 중 하나로 사용될 수 있다. 디코더 측에서 MVD는 코딩 유닛의 모션 벡터를 디코딩하기에 앞서 디코딩된다. MVD 인코딩은 모션 벡터와 예측자간 리던던시를 줄임으로써 모션 벡터를 그대로 인코딩하는 것 이상의 압축 효율 향상을 가져온다.
디코더에서의 MVD 코딩 단계로의 입력은 디코딩을 위해 파싱된 코딩 된 MVD 빈이다. 인코더에서의 MVD 코딩 단계로의 입력은 실제 MVD 값 및 추가로 MVD 인코딩을 위한 해상도를 나타내는 플래그("imv"플래그)이다. 상기 플래그는 MVD가 1 픽셀(또는 정수 픽셀), 4 픽셀 또는 1/4 픽셀로 표현되어야하는지 여부를 결정하는 데 사용된다.
도 39는 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 벡터를 도출하 기위한 전반적인 코딩 구조의 일 예를 도시한다.
도 39를 참조하면, 디코더는 현재 코딩 유닛이 머지 모드인지 여부를 확인한다(S3901).
만약, 현재 코딩 유닛이 머지 모드에 있는 경우, 디코더는 디코딩을 진행하기 위하여 어파인 플래그 및 머지 인덱스를 파싱한다(S3902).
만약, 현재 코딩 유닛이 머지 모드에 있지 않은 경우, AMVP 모드로 존재한다. AMVP 모드에서, 리스트 0, 리스트 1 또는 양방향 리스트를 참조하는지에 관한 리스트 정보가 먼저 파싱된다(S3903). 이후, 어파인 플래그가 파싱된다(S3904). 디코더는 파싱된 어파인 플래그가 참(true)인지 거짓(false)인지를 체크한다 (S3905).
만약 참이면, 디코더는 좌상측(LT) 및 우상측(RT) 제어점의 MVD에 대응되는 parse_MVD_LT 및 parse_MVD_RT를 처리한다(S3906). 어파인 플래그가 거짓이면, MVD가 처리된다(S3907). AMVP의 특수한 경우의 어파인 모션 모델링에 대해서는 이하 자세히 설명한다.
도 40은 본 발명의 일 실시예에 따른 MVD 코딩 구조의 일 예를 도시한다.
도 40을 참조하면, 디코더는 수평 (MVDxGT0) 및 수직 (MVDYGT0) 성분에 대한 MVD가 0 보다 큰지 여부를 나타내는 플래그가 파싱한다(S4001).
이후, 디코더는 수평 성분에 대한 파싱된 데이터가 0보다 큰지(즉, MVDxGT0) 여부를 확인한다 (S4002). MVDxGT0 플래그가 참 (즉, MVDxGT0이 '1'과 동일)이면, 수평 성분이 1보다 큰지 여부를 나타내는 플래그(즉, MVDxGT1)이 파싱된다(S4002). MVDxGT0이 참이 아니면 (즉, MVDxGT0이 '0'인 경우), MVDxGT1 데이터는 파싱되지 않는다.
수직 성분에 대해서도 유사한 절차가 수행된다(S4003, S4004).
다음으로, 파싱된 MVD 데이터는 재구성된 MVD를 획득하기 위해 MVDx_Rem_Level 및 MVDy_Rem_Level이라고 도시된 블록에서 처리될 수 있다(S4005, S4006).
도 41은 본 발명의 일 실시예에 따른 MVD 코딩 구조의 일 예를 도시한다.
도 41은 도 40의 블록 MVDx_Rem_Level 내 데이터를 디코더가 어떻게 처리하여 MVDx 성분을 디코딩하는지 설명한다. MVDx 성분이 0보다 큰 지 여부를 나타내는 플래그(즉, MVDxGT0)가 참(S4101)이고, MVDx 성분이 1보다 큰 지 여부를 나타내는 플래그(즉, MVDxGT1)가 참(S4102)이면, 파싱된 MVDx 성분에 대응하는 빈(bin)은 차수 1의 지수 고롬 코드를 사용하여 디코딩된다(S4103). 이때, 지수 고롬 코드로의 입력은 최소 2(즉, Abs-2) MVD 값 및 골롬 (Golomb) 차수 1을 포함하는 빈 (bins)일 수 있다.
그 다음, 부호 정보는 정보를 포함하는 바이 패스 빈을 디코딩함으로써 파싱된다(S4104). 디코딩된 바이 패스 빈이 1의 값을 갖는 경우, 디코딩된 MVDx에 음의 부호가 첨부된다. 그러나, 디코딩된 바이 패스 빈이 0의 값을 갖는 경우, 디코딩된 MVD는 양의 값으로 표시된다. MVDxGR0이 참이지만 MVDxGR1이 참이 아니면 디코딩되는 MVDx의 절대값이 1임을 나타낸다. 이후, 부호 정보가 파싱되고 업데이트된다. 그러나, MVDxGR0이 거짓이면, MVDx는 0으로 복원될 수 있다.
유사한 프로세스가 디코더에서 MVDy(즉, MVDy_Rem_Level)를 유도하기 위하여 적용될 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 42는 본 발명의 실시예에 따른 MVD 코딩 구조의 일 예를 도시한다.
도 42를 참조하면, 파싱된 0보다 큰 MVDy(즉, MVDyGT0)를 지시하는 디코딩된 플래그가 참(true)이면, MVDyGR1 플래그가 확인된다(S4202).
만약 MVDyGR0와 MVDyGR1이 참(true)이면, 파싱된 MVD 데이터가 절대값 마이너스 2(Abs-2) MVD와 순서 1(order one)을 포함하는 빈들인 입력들을 사용한 EG 코드(EG Code)를 사용하여 디코딩된다. 이후, 사인 정보(sign information)가 디코딩된 MVDy를 획득하기 위해 파싱되고 디코딩된다. 만약 MVDyGR0가 참(true)이나 MVDyGR1이 거짓(false)인 경우, 수직 절대값(absolute vertical value)은 모두 +1/-1로 고려된다. 사인 정보(sign information)가 상술된 것과 유사한 방식으로 파싱되고 디코딩되고, 그리하여 디코딩된 MVDy를 획득한다. 만약 MVDyGR0 플래그가 거짓(false)이면, MVDy는 0이다.
도 43은 본 발명의 일 실시예에 따른 MVD 코딩 구조의 예를 도시한다.
도 43을 참조하면, 인코더에서 사인된 MVD 값(signed MVD value)이 인코딩된다. 도 41과 유사하게, 수평과 수직 성부들의 절대 값들을 확인함으로써 x와 y 성분들에 대한 0보다 큰 빈들, 즉, MVDxGR0와 MVDyGR0이 인코딩된다(S4301, S4311). 그러면 수평과 수직 성분들에 대한 0보다 큰 플래그들, 즉 MVDxGR1과 MVDyGR1이 인코딩된다. 이후, MVD 절대값들(absolute MVD values)이 디코더에서와 유사하게 인코딩되고, 수평 및 수직 성부들이 순차적으로 인코딩된다.
수평 MVD 인코딩을 위하여, 만약 수평 MVD 성분이 0 보다 크고(즉, MVDxGR0) 그것이 1보다 크면(즉, MVDxGR1), (절대값-2)가 순서 1의 EG 코딩을 사용함으로써 인코딩된다(S4303). 이후 사인 정보(sing information)가 바이패스 빈(bypass bin)을 사용하여 인코딩된다(S4304). 만약 MVDxGR0가 참이고 MVDxGR1가 참이 아니면, 단지 사인 정보가 인코딩된다. 만약 MVDxGR0가 참이 아니면(not true), MVDx는 0이 된다. 동일한 프로세스가 MVDy를 인코딩하기 위해 반복된다.
어파인 코딩(Affine coding)
이전의 비디오 코딩 표준들은 트랜슬레이션 움직임 모델(translational motion model)만을 고려하였다. 그러나, 기본 움직임(underlying motion)은 줌(zooming), 회전(rotation), 패닝(panning) 및 다른 불규칙한 움직임들과 같은 효과를 포함할 수 있다. 자연 움직임임을 캡처(capture)하기 위하여, 최근읜 비디오 코딩 표준은 어파인 움직임 코딩을 도입하였으며, 여기서 움직임 정보의 비규직적인 특성들은 4-파라미터 또는 6-파라미터 어파인 움직임 모델을 사용함으로써 캡처될 수 있다.
만약 4-파라미터 모델이 사용되면, 2개의 제어점들이 생생되고 만약 6-파라미터 모델이 사용되면 3개의 제어점들이 사용된다. 이전에 설명된 도 16은 어파인 움직임의 개념을을 더 명확히 설명한다. 4-파라미터 모델을 사용함으로써, 현재 블록은 v_0(cpmv_0)와 v1(cpmv_1)으로 주어지는 2개의 제어점 움직임 벡터들을 사용하여 인코딩된다.
이러한 제어점들이 유도되면, 각각의 4x4 서브-블록들에 대한 움직임 벡터 필드(motion vector field, MVF)가 아래의 수학식 22를 사용하여 설명될 수 있다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000023
수학식 22에서 (v_0x, v_0y)는 좌상측(top-left) 코너 제어점의 움직임 벡터이고, (v_1x, v_1y)는 우상측(top-right) 코너 제어점의 움직임 벡터이다. 각각의 4x4 서브-블록의 움직임 벡터는, 이전에 설명된 것처럼, 도 27에서 설명된 것과 같이 각 서브-블록의 중앙 샘플의 움직임 벡터를 유도함으로써 계산된다.
실시예 1: MVD PRECISION
어파인 코딩(affine coding)은 머지 모드 및 (A)MVP 모드에서 모두 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, AMVP 모드에서 어파인 코딩은 사용된 모션 모델에 따라 2개의 제어점 또는 3개의 제어점을 사용할 수 있다. 따라서, 2개 또는 3개의 코딩될 모션 벡터 차분(MVD: Motion Vector Difference)가 존재할 수 있다. 다시 말해, 모션 모델에 따라 2개의 제어점이 사용되는 경우, 좌상측(LT) 및/또는 우상측(RT) 제어점 중 적어도 하나의 제어점에 대한 MVD가 코딩될 수 있고, 3개의 제어점이 사용되는 경우, 좌상측(LT), 우상측(RT) 및/또는 우하측(LB) 제어점 중 적어도 하나의 제어점에 대한 MVD가 코딩될 수 있다.
디코더에서는, 최종적으로 코딩 유닛의 모션 벡터가 결정되기에 앞서 MVD가 디코딩된다. 이때, 어파인 예측(또는 어파인 모션 예측)의 정확도는 제어점 모션 벡터의 정확도에 의존할 수 있고, 결과적으로 어파인 예측의 정확도는 MVD 코딩의 정확도에 의존할 수 있다.
그럼에도 불구하고, 종래의 영상 압축 기술에서 어파인 예측이 적용되는 경우 MVD는 1/4 펠(또는 픽셀, 분수) 정밀도(precision)(또는 정확도(accuracy), 해상도(resolution))로만 코딩된다.
다시 말해, 어파인 코딩의 효율은 제어점 모션 벡터의 높은 정밀도 및 그 후 각 서브 블록의 중앙 샘플의 모션 벡터의 높은 정밀도에 크게 의존할 수 있다. 그리고, 모션 벡터 유도에 이용되는 앞서 설명한 수학식(예컨대, 1, 11, 12, 16, 22 등)은 1/16 펠 보다 훨씬 높은 정밀도 정확도를 제공할 수 있다. 예를 들어, 1/16 펠 정밀도가 이용되는 경우, 앞서 설명한 수학식에서 계산된 값은 1/16 펠 정밀도로 반올림될 수 있다. 이는 1/16 펠 정밀도로 동작하는 모션 보상 보간 필터가 유도된 모션 벡터를 이용하여 각 서브 블록의 예측 샘플을 용이하게 생성하도록 적용될 수 있기 때문에 유용하다.
모션 보상 후, 각 서브 블록의 높은 정밀도를 가지는 모션 벡터는 라운딩되어 일반 모션 벡터와 동일한 정밀도로 저장될 수 있다. MVD는 예측값(predictor)과 실제 모션 벡터의 차이로 계산되기 때문에, 초기 계산은 1/16 펠 정확도로 유지될 수 있다. 그러나, 종래의 영상 압축 기술에서, 어파인 예측이 적용되는 경우 MVD 정밀도는 1/4 펠로 감소되어 코딩된다. 모션 벡터의 보다 정확한 디코딩을 위하여, 어파인 예측이 적용되는 경우에도 더 높은 정밀도를 유지한다면 어파인 예측의 정확도를 높이고 압축 효율을 향상시킬 수 있다.
종래의 압축 기술에서, 일반 MVD(즉, 어파인 예측 이외의 MVD)는 1/4 펠, 1 펠(즉, 정수 픽셀) 또는 4 펠 정밀도로 처리(코딩 또는 전송)된다. 그리고, 인코더/디코더는 정밀도 플래그(또는 신택스 요소)를 사용하여 이러한 정밀도를 제어한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 어파인 예측에서 MVD는 1/4 펠 정밀도로만 저장된다. 따라서, 본 발명에서는, 어파인 예측의 정확도를 높이기 위하여 MVD의 정밀도를 높이는 방법을 제안한다.
본 발명에서, 어파인 예측이 적용되는 경우의 MVD는 설명의 편의를 위해 어파인 MVD로 지칭될 수 있다.
도 44는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 어파인 모션 벡터 차분(affine motion vector difference) 정보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 44를 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 어파인 모션 벡터 차분 정보를 시그널링하는 방법은 인코더에서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 그리고, 도 39에서는 좌상측 및 우상측의 2개의 제어점이 어파인 예측에 이용되는 경우를 가정하여 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 좌하측, 좌상측 및 우상측의 3개의 제어점이 어파인 예측에 이용되는 경우에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
디코더는 현재 블록에 머지 모드가 적용되는지 여부를 확인한다(S4401). 만약, 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 디코더는 현재 블록에 어파인 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 어파인 플래그 및/또는 머지 후보 리스트 내에서 현재 블록에 적용되는 후보를 지시하는 머지 인덱스를 파싱한다(S4402).
디코더는 현재 블록의 참조 방향(또는 예측 방향, 참조 리스트)을 지시하는 참조 리스트 인덱스(또는 예측 리스트 인덱스)를 파싱한다(S4403).
디코더는 현재 블록에 어파인 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 어파인 플래그를 파싱한다(S4404).
디코더는 상기 어파인 플래그 값에 기초하여 상기 현재 블록에 어파인 예측이 적용되는지 여부를 확인한다(S4405).
디코더는 현재 블록에 어파인 예측이 적용되지 않는 경우, 현재 블록의 MVD를 파싱한다(S4406).
본 발명의 일 실시예에서, 현재 블록에 어파인 예측이 적용되는 경우, 디코더는 정밀도 플래그(또는 정밀도 인덱스)를 파싱하여 정밀도에 대한 확인 프로세스을 수행할 수 있다.
구체적으로, 현재 블록에 어파인 예측이 적용되는 경우, 디코더는 MVD 정밀도 플래그를 파싱한다(S4407). 여기서, MVD 정밀도 플래그(또는 어파인 MVD 정밀도 플래그)는 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드 적용 여부를 나타낸다. 실시예로서, 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드가 적용되는 경우, 미리 정의된 디폴트(또는 기본) 정밀도 이외에 다른 정밀도로 어파인 MVD가 유도될 수 있다. 만약, 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드가 적용되는 경우, 미리 정의된 디폴트 정밀도로 어파인 MVD가 유도될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 미리 정의된 디폴트 정밀도는 1/4 펠 정밀도일 수 있고, 상기 미리 정의된 디폴트 정밀도 이외의 다른 정밀도는 정수 펠, 4 펠, 1/8 펠 및/또는 1/16 펠 정밀도 중 적어도 하나의 정밀도를 포함할 수 있다.
디코더는 MVD 정밀도 플래그 값에 기초하여 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드가 적용되는지 여부를 확인한다(S4408). 만약, 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드가 적용되는 경우, 디코더는 디폴트 정밀도 이외의 다른 정밀도로 2개의 제어점에 대한 MVD를 유도한다(S4409). 실시예로서, 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드가 적용되는 경우, 즉, 디폴트 정밀도 이외의 다른 정밀도가 적용되는 경우, 인코더는 나머지 미리 설정된 정밀도 중에서 특정 정밀도를 지시하는 신택스 요소를 디코더로 전송할 수 있다.
만약, 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드가 적용되지 않는 경우, 디코더는 디폴트 정밀도로 2개의 제어점에 대한 MVD를 유도한다(S4410).
일 실시예에서, 어파인 MVD를 위한 정밀도가 비트 스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 이를 위해 인코더는 상위 레벨 신택스 요소를 디코더로 시그널링할 수 있다. 예를 들어, 상기 상위 레벨 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 셋, 픽쳐 파라미터 셋, 슬라이스 헤더(또는 타일 그룹 헤더) 등을 통해 시그널링될 수 있다. 또한, 예를 들어, 인코더는 set_affine_MVD_precision_flag를 생성하고 디코더로 시그널링할 수 있다. 여기서, set_affine_MVD_precision_flag는 어파인 MVD의 정밀도를 지시하는 상위 레벨 신택스 요소를 나타낸다.
일 예로, set_affine_MVD_precision_flag는 어파인 MVD의 정밀도가 미리 정의된 디폴트(또는 기본) 정밀도(예를 들어, 1/4 펠 정밀도)인지 여부를 지시할 수 있다. 만약, 미리 정의된 디폴트 정밀도가 적용되지 않는 경우, set_affine_MVD_precision_flag가 이외의 다른 정밀도 정보를 포함할 수 있고, 추가적인 정밀도 정보가 인코더에서 디코더로 시그널링될 수도 있다. 즉, 인코더는 어파인 MVD의 정밀도가 미리 정의된 디폴트 정밀도(예를 들어, 1/4 펠 정밀도)인지 여부를 지시하는 신택스 요소를 디코더로 전송할 수 있다. 만약, 미리 정의된 디폴트 정밀도가 아닌 경우, 구체적인 어파인 MVD의 정밀도를 지시하는 신택스 요소를 디코더로 전송할 수 있다. 일 예로, 상기 구체적인 어파인 MVD의 정밀도는 정수 펠, 4 펠, 1/8 펠 또는 1/16 펠 정밀도 중 적어도 하나의 정밀도를 포함할 수 있다.
또는, 일 예로 상기 신택스 요소는 어파인 MVD가 더 높은 정밀도로 전송되는지 여부를 지시할 수 있다.
실시예로서, 다음의 표 2를 통해 신택스 헤더의 위치가 high_level_parameter_set()으로 일반화될 수 있다. 또한, 일 실시예로서, 이차적인 신택스 요소가 구체적인 정밀도를 지시하기 위한 신택스 요소(인덱스 도는 플래그)로서 사용될 수 있다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000024
표 2에서, set_affine_MVD_precision_flag가 1이면, set_affine_MVD_precision_flag가 코딩된 비디오 시퀀스(CVS: coded video sequence)의 비-IDR(non-IDR) 픽쳐의 슬라이스 헤더 내에 존재함을 나타낸다. 또한, set_affine_MVD_precision_flag가 0이면, 슬라이스 헤더에 set_affine_precision_flag가 존재하지 않으며, CVS에서 본 실시예에 따른 적응적인 어파인 MVD가 사용되지 않음을 나타낸다.
또한, 일 실시예에서, 구체적인 정밀도 정보를 나타내기 위한 신택스 요소가 추가적으로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 다음의 표 3에 따른 신택스 구조가 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000025
표 3에서, slice_affine_mvd_precision_idx는 어파인 MVD의 특정(구체적인) 정밀도를 지시하는 신택스 요소를 나타낸다. 본 발명에서, slice_affine_mvd_precision_idx는 명칭에 제한되지 않으며, 어파인 MVD의 특정 정밀도를 지시하기 위한 신택스 요소는 플래그로 표현될 수도 있다. 또한, 표 3에서는 어파인 MVD의 특정 정밀도를 지시하는 신택스 요소가 슬라이스 세그먼트 헤더에 포함되는 경우를 가정하나, 본 발명이 이에 제한되지 않으며, 다양한 레벨의 신택스에 포함될 수 있다. 예를 들어, 어파인 MVD의 특정(구체적인) 정밀도를 지시하는 신택스 요소는 코딩 트리 유닛 신택스, 코딩 유닛 신택스에 포함될 수 있다.
일 실시예로서, slice_affine_mvd_precision_idx가 0이면 1/4 펠의 디폴트 MVD 정밀도를 나타낼 수 있다. 유사하게, 1의 인덱스 값은 1/8 펠의 MVD 정밀도를 나타낼 수 있고, 2의 인덱스 값은 1/16 펠의 MVD 정밀도를 나타낼 수 있다.
실시예 2: ENTROPY AND GOLOMB PARAMETER
본 발명의 실시예에서, MVD 통계의 변화하는 특성을 이용하는 방법을 제안한다. 구체적으로, 인터 코딩된 블록에 대한 MVD 통계는 병진 운동(translational motion)만을 위한 모션 모델에 의존한다. 그러나, 어파인 모드로 코딩된 예측 유닛(또는 코딩 블록, 코딩 유닛)는 이외의 다양한 움직임을 고려하는 어파인 모션 모델을 이용하기 때문에, 어파인 MVD의 통계는 일반적인 AMVP 블록의 통계와는 다르다. 이는 모든 블록의 MVD가 동일한 엔트로피 코딩 방식 및/또는 파라미터로 보편적으로 코딩되어서는 안된다는 것을 의미한다.
앞서 설명한 도 41 내지 도 43에서 설명한 바와 같이, 종래의 영상 압축 기술에서, MVD의 수평 및 수직 방향 절대값이 1보다 큰 경우, 차수(order)가 1인 지수 골롬 코드(Exponential Golomb Code)를 사용하여 디코딩된다. 지수 골롬 코드는 표현할 수 있는 최대 개수에 대한 제한 없이 유사한 패턴을 가지는 수 또는 수의 그룹을 표현할 때 매우 효율적일 수 있다.
지수 골롬 코드의 차수(이하, 골롬 차수로 지칭될 수 있음)는 심볼의 발생 가능성을 반영한다. 종래의 영상 압축 기술은 MVD 값의 분포에 관계없이 차수 1을 이용한다. 그러나, 어파인 모션의 경우에는 이와 동일한 방법을 유지할 필요가 없다. 따라서, 본 발명에서는 어파인 MVD 값의 범위에 의존하는 차수를 가지는 지수 골롬 코드를 제안한다. 실시예로서, 인코더/디코더는 후술하는 도 45와 같은 방법으로 MVD의 범위를 분할하도록 선택할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 히스토그램 분석은 MVD의 절대값 범위를 결정하는 데 유용할 수 있으며, 가장 빈번한 값들을 그룹핑(grouping)하고 다른 골롬 차수를 이용하여 MVD의 각각의 서브 영역(또는 범위)를 코딩할 수 있다.
이는 유사한 MVD 값이 동일한 차수를 이용하여 코딩될 수 있으므로 매우 효과적일 수 있다. 구체적으로, 어파인 모션에서 좌측 및 우측의 제어점은 서로 관련성이 매우 높을 수 있다. 인코더/디코더는 어느 하나의 제어점의 통계를 이용하여 다른 제어점의 가장 가능성 있는 영역(또는 범위)를 결정할 수 있고, 이를 기반으로 다양한 골롬 차수를 선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, MVD에 대한 엔트로피 코딩을 수행함에 있어서, 일정한 엔트로피 코딩 방식이 아닌 모션 모델의 고유 통계에 의존하는 엔트로피 코딩 방법을 제안한다. 아래에서 도면을 참조하여 설명한다.
도 45는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 움직임 벡터 차분의 코딩 구조를 예시하는 도면이다.
도 45를 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 어파인 모션 벡터 차분 정보를 시그널링하는 방법은 인코더에서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, MVD 값이 0보다 큰 경우, 디코더는 종래의 MVDxGR1 및 MVDyGR1과 같이 한정하지 않고, 0보다 큰 값을 임의의 정수 N 값을 기준으로 MVD 값을 나눌 수 있다. 그리고, N은 MVD 값의 분포에 기초하여 결정될 수 있다.
구체적으로, 디코더는 MVD 값이 0보다 큰지 여부를 나타내는 신택스 요소(플래그) MVDxGR_0 및 MVDyGR_0를 확인한다(S4501, S4511). 만약, MVDxGR_0 및/또는 MVDyGR_0 값이 0이면 각각의 방향(수평 또는 수직 방향)에 대한 MVD 값은 0으로 간주된다.
만약, MVDxGR_0 및 MVDyGR_0 값이 1이면, 디코더는 MVDxGR_N 및 MVDyGR_N 신택스 요소(플래그)를 확인한다(S4502, S4512). 만약, MVDxGR_N 및/또는 MVDyGR_N 값이 1이면, 디코더는 골롬 차수 k1(즉, 차수 1)을 이용하여 절대값-N-1(Abs-N-1)의 입력을 갖는 지수 골롬 코드를 기반으로 각각의 방향에 대한 MVD 값을 디코딩(또는 파싱)한다(S4503, S4513).
만약, MVDxGR_N 및/또는 MVDyGR_N 값이 0이면, 디코더는 골롬 차수 k1 이외에 다른 차수를 이용하여 지수 골롬 코드로 사용하여 각각의 방향에 대한 MVD 값을 디코딩(또는 파싱)한다(S4504, S4514). 일 실시예에서, 골롬 차수 k2(즉, 차수 2)의 지수 골롬 이진화가 0보다 크고 N보다 작거나 같은 해당 절대값을 인코딩/디코딩하는데 사용될 수 있다.
디코더는 각각의 방향에 대한 MVD의 부호를 디코딩(또는 파싱)한다(S4505, S4515).
또한, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 0과 N으로 나눠진 구간 별로 각각 다른 이진화를 적용할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 0보다 크고 N보다 작은 절대값에 대하여 지수 골롬 코드를 사용하여 코딩하고, N보다 큰 값을 갖는 절대값에 대하여 절삭형 이진(TB, Truncated Binary)(또는 절삭형 단항 이진화(truncated unary binarization))를 사용하여 코딩할 수도 있다.
실시예 3: MVD PRECISION CONTROL & ENTROPY AND GOLOMB PARAMETER
본 발명의 실시예에서, 앞서 설명한 두 실시예(실시예 1 및 2)를 조합하여 적용하는 방법을 제안한다. 다시 말해, 본 발명의 실시예는 앞서 설명한 두 실시예의 조합된 특징을 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에서, MVD 및 엔트로피 코딩을 위한 정밀도 정보를 통합하는 방법을 제안한다.
도 46은 본 발명의 실시예에 따른 정밀도 정보에 기초하여 어파인 모션 벡터를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 46을 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 어파인 모션 벡터 차분 정보를 시그널링하는 방법은 인코더에서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
디코더는 정밀도 조절 기능이 활성화된 경우 특정 정밀도를 지시하는 신택스 요소를 파싱한다(S4601). 도 46에서는 상기 신택스 요소를 정밀도 인덱스로 표현하고 있으나, 이러한 명칭에 제한되는 것은 아니다.
디코더는 S4601 단계에서 확인된 정밀도에 따라 수평/수직 방향에 대한 MVD 값을 파싱한다(S4602).
일 실시예에서, 상기 정밀도 인덱스는 1/16 펠 또는 1/8 펠과 같이 높은 정밀도를 나타낼 수도 이고, 정수 펠 또는 4 펠과 같이 낮은 정밀도를 나타낼 수도 있다. 예를 들어, 디코더는 적응적 어파인 정밀도 모드의 적용 여부를 나타내는 신택스 요소(예컨대, set_affine_MVD_precision_flag)가 참이면, 추가적으로 특정 정밀도를 지시하는 신택스 요소(예컨대, slice_affine_mvd_precision_idx)를 확인할 수 있다. 디코더는 특정 정밀도를 지시하는 신택스 요소에 기초하여 인코딩된 MVD의 정밀도를 결정할 수 있다. 그리고, 디코더는 결정된 정밀도에 따라 수평/수직 방향에 대하여 MVD 정보를 파싱할 수 있다.
일 실시예에서, 결정된 정밀도에 따라 MVD를 디코딩함에 있어서, 앞서 실시예 2에서 설명한 방법이 적용될 수 있다. 만약, 높은 정밀도가 적용되는 경우, 디코더는 수평 및/또는 수직 방향에 대한 MVD 값이 0보다 큰 경우, MVDx_GR_N 및/또는 MVDy_GR_N을 파싱할 수 있다. 전술한 바와 같이, 디코더는 절대값이 N 보다 크면 제1 이진화를 적용하고, 절대값이 N 보다 작거나 같으면 제2 이진화(또는 이진화 방식)를 적용할 수 있다. 일 예로서, 디코더는 제1 이진화로서 차수 1을 가지는 지수 골롬 코드를 사용할 수 있고, 제2 이진화로서 절삭형 이진화(TB, Truncated Binary)(또는 절삭형 단항 이진화(truncated unary binarization))를 사용할 수 있다. 만약, 낮은 정밀도(예컨대, 1/4, 1 또는 4펠 정밀도)가 적용되는 경우, 디코더는 제3 이진화를 이용하여 MVD 디코딩을 수행할 수 있고, 일 예로서, 디코더는 제3 이진화로서 절삭형 단항 이진화를 사용할 수 있다.
도 47은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 움직임 벡터 차분의 코딩 구조를 예시하는 도면이다.
도 47을 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 어파인 모션 벡터 차분 정보를 시그널링하는 방법은 인코더에서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, MVD 값이 0보다 큰 경우, 디코더는 종래의 MVDxGR1 및 MVDyGR1과 같이 한정하지 않고, 0보다 큰 값을 임의의 정수 N 값을 기준으로 MVD 값을 나눌 수 있다. 그리고, N은 MVD 값의 분포에 기초하여 결정될 수 있다.
구체적으로, 디코더는 MVD 값이 0보다 큰지 여부를 나타내는 신택스 요소(플래그) MVDxGR_0 및 MVDyGR_0를 확인한다(S4701, S4711). 만약, MVDxGR_0 및/또는 MVDyGR_0 값이 0이면 각각의 방향(수평 및/또는 수직 방향)에 대한 MVD 값은 0으로 간주된다.
만약, MVDxGR_0 및 MVDyGR_0 값이 1이면, 디코더는 현재 블록의 MVD 정밀도가 미리 정의된 정밀도 보다 높은지 여부를 확인한다(S4702, S4711). 일 예로, 상기 미리 정의된 정밀도는 1 펠, 1/4 펠, 1/8 펠 정밀도일 수 있다.
현재 MVD 정밀도가 미리 정의된 정밀도 보다 높은 경우, 디코더는 MVDxGR_N 및 MVDyGR_N 신택스 요소(플래그)를 확인한다(S4703, S4713).
MVDxGR_N 및/또는 MVDyGR_N 값이 1이면, 디코더는 제1 이진화(또는 이진화 방식)을 이용하여 각각의 방향에 대한 MVD 값을 디코딩(또는 파싱)한다(S4704, S4714). 일 예로, 상기 제1 이진화는 골롬 차수 k1(즉, 차수 1)의 지수 골롬 코드 방식일 수 있다. 즉, 디코더는 골롬 차수 k1을 이용하여 절대값-N(Abs-N)의 입력을 갖는 지수 골롬 코드를 기반으로 각각의 방향에 대한 MVD 값을 디코딩(또는 파싱)할 수 있다.
MVDxGR_N 및/또는 MVDyGR_N 값이 0이면, 디코더는 제2 이진화를 이용하여 각각의 방향에 대한 MVD 값을 디코딩(또는 파싱)한다(S4705, S4715). 일 예로, 상기 제2 이진화는 골롬 차수 k1 이외에 다른 차수를 이용하여 지수 골롬 코드일 수도 있고, 절삭형 이진화(TB, Truncated Binary)(또는 절삭형 단항 이진화(truncated unary binarization))일 수도 있다.
현재 MVD 정밀도가 미리 정의된 정밀도 보다 작거나 같은 경우, 디코더는 제3 이진화를 이용하여 각각의 방향에 대한 MVD 값을 디코딩(또는 파싱)한다(S4706, S4716). 일 예로, 상기 제3 이진화는 골롬 차수 k1 이외에 다른 차수를 이용하여 지수 골롬 코드일 수도 있고, 절삭형 이진화(TB, Truncated Binary)(또는 절삭형 단항 이진화(truncated unary binarization))일 수도 있다.
디코더는 각각의 방향에 대한 MVD의 부호를 디코딩(또는 파싱)한다(S4707, S4717).
실시예 4: SHARED MVD(Motion Vector Difference)
전술한 바와 같이, 어파인 예측은 어파인 모션 모델에 따라 복수의 제어점(예컨대, 2개 또는 3개의 제어점)에 대한 MVD의 코딩이 요구된다. 즉, 어파인 예측이 적용되는 경우, 어파인 모션 모델에 따라 결정되는 각각의 제어점에 대한 MVD 정보가 인코더로부터 디코더로 시그널링된다.
제어점들간 높은 상관 관계가 존재할 수 있음에도 불구하고 종래의 영상 압축 기술에서는 이에 대한 고려 없이 각각의 제어점에 대한 MVD 정보가 개별적으로 시그널링되며, 이로 인해 시그널링 오버헤드가 증가하는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는, 이러한 문제점을 개선하고 제어점들의 MVD에 대한 압축 효율을 높기기 위하여 제어점들간 MVD를 공유하는 방법을 제안한다.
본 발명에서는, 설명의 편의를 위해 4개의 파라미터를 이용하는 어파인 모션 모델이 적용되는 경우, 즉, 어파인 모션 예측을 위해 좌상측 및 우상측 제어점을 이용하는 경우를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되지 않는다. 6개의 파라미터를 이용하는 모션 모델이 적용되는 경우, 또는 이외의 경우를 통해 3개 이상의 제어점이 이용되는 경우에도 실질적으로 동일/유사한 방법으로 본 발명에서 제안하는 MVD의 공유 방법이 적용될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 좌상측 및 우상측 제어점간 MVD를 공유할 수 있다. 기존의 MVD 코딩 구조는 공유된 모션 벡터 MVD를 이용하는 수정된 코딩 구조로 대체될 수 있다. 일 실시예로서, 인코더는 모션 벡터 차분을 평균하고, 단일의 모션 벡터 차분을 인코딩하여 디코더로 전송할 수 있다. 또는, 일 실시예로서, 인코더는 특정 제어점의 모션 벡터 차분을 공유된 MVD로 인코딩하고, 나머지 다른 제어점의 모션 벡터에서 해당 제어점의 모션 벡터 예측자 및 상기 공유된 MVD를 감산한 값을 상기 나머지 다른 제어점의 MVD로 인코딩하고, 디코더로 전송할 수 있다.
도 48은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 공유된 모션 벡터 차분(shared motion vector difference)를 기반으로 어파인 모션 벡터 차분(affine motion vector difference) 정보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 48를 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 어파인 MVD 정보를 시그널링하는 방법은 인코더에서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 도 48에서는 좌상측 및 우상측의 2개의 제어점이 어파인 예측에 이용되는 경우를 가정하여 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 좌하측, 좌상측 및 우상측의 3개의 제어점이 어파인 예측에 이용되는 경우에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
디코더는 현재 블록에 머지 모드가 적용되는지 여부를 확인한다(S4801). 만약, 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 디코더는 현재 블록에 어파인 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 어파인 플래그 및/또는 머지 후보 리스트 내에서 현재 블록에 적용되는 후보를 지시하는 머지 인덱스를 파싱한다(S4802).
디코더는 현재 블록의 참조 방향(또는 예측 방향, 참조 리스트)을 지시하는 참조 리스트 인덱스(또는 예측 리스트 인덱스)를 파싱한다(S4803).
디코더는 현재 블록에 어파인 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 어파인 플래그를 파싱한다(S4804).
디코더는 상기 어파인 플래그 값에 기초하여 상기 현재 블록에 어파인 예측이 적용되는지 여부를 확인한다(S4805).
디코더는 현재 블록에 어파인 예측이 적용되지 않는 경우, 현재 블록의 MVD를 파싱한다(S4806).
디코더는 현재 블록에 어파인 예측이 적용되는 경우, 디코더는 공유된 MVD 플래그를 파싱하고(S4807), 상기 공유된 MVD 플래그에 기초하여 현재 블록에 공유된 MVD가 이용되는지 여부를 확인한다(S4808). 여기서, 상기 공유된 MVD 플래그는 현재 블록에 공유된 MVD가 이용되는지 여부를 지시하는 플래그(또는 신택스 요소)를 나타낸다. 다만, 이러한 명칭에 제한되지 않는다.
현재 블록에 공유된 MVD가 이용되지 않는 경우, 디코더는 기존과 동일하게 좌상측 및 우상측 제어점에 대한 MVD를 파싱한다(S4809).
현재 블록에 공유된 MVD가 이용되는 경우, 디코더는 상기 공유된 MVD를 파싱한다(S4810). 일 실시예로서, 디코더는 상기 공유된 MVD를 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD로 결정할 수 있다. 상기 상기 공유된 MVD는, 예를 들어, 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD들의 평균값으로 계산될 수 있다. 이때, 디코더는 좌상측 및 우상측의 제어점 모두에서 동일한 MVD를 공유된 MVD로 사용할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 디코더는 상기 공유된 MVD를 좌상측 제어점의 MVD로 결정할 수 있다. 그리고, 디코더는 우상측 제어점의 MVD를 파싱할 수 있다. 이 경우, 우상측 제어점의 MVD를 파싱하는 단계가 상기 S4810 단계에 포함될 수 있다. 이때, 상기 우상측 제어점의 MVD는 상기 우상측 제어점의 모션 벡터에서 상기 우상측 제어점의 모션 벡터 예측자 및 상기 공유된 MVD를 감산함으로써 계산될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, MVD에 대한 공유는 다른 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 공유된 MVD은 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD들의 평균값으로 계산되어 인코더에서 디코더로 전송되고, 상기 공유된 MVD와 각각의 제어점들의 MVD간 차이가 인코더에서 디코더로 전송될 수 있다.
또한, 실시예로서, 공유된 MVD의 사용(또는 활성화)에 관한 정보가 상위 레벨 신택스를 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, set_shared_mvd_flag라는 새로운 신택스 요소를 사용하여 공유된 MVD를 활성화할 수 있다. 여기서, set_shared_mvd_flag는 공유된 MVD가 이용되는지 여부를 지시하는 플래그(또는 신택스 요소)를 나타낸다. 또한, 일 예로서, 0과 1보다 큰지 여부를 나타내는 플래그들에 대한 컨텍스트 모델도 변경될 수 있다. 예를 들어, 공유된 MVD가 이용되는 경우와 그렇지 않은 경우에 대한 0과 1보다 큰지 여부를 나타내는 플래그들에 대한 컨텍스트 모델은 다르게 정의될 수 있다.
다음의 표 4는 공유된 MVD의 사용 여부를 지시하는 플래그에 관한 신택스 구조를 예시한다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000026
표 4에서, set_shared_mvd_flag가 1이면, 공유된 MVD에 대한 사용 여부를 지시하는 신택스(또는 신택스 요소)가 비디오 시퀀스(CVS: coded video sequence)의 비-IDR(non-IDR) 픽쳐의 슬라이스 헤더 내에 존재함을 나타낸다. 또한, set_shared_mvd_flag가 0이면, 슬라이스 헤더에 공유된 MVD에 대한 사용 여부를 지시하는 신택스(또는 신택스 요소)가 존재하지 않으며, CVS에서 본 실시예에 따른 적응적인 어파인 MVD가 사용되지 않음을 나타낸다.
실시예 5: COMBINATION OF USING SHARED MVD AND PRECISION SETTINGS
본 발명의 실시예에서 앞서 설명한 실시예들을 조합한 세부 실시예를 예로 들어 설명한다. 구체적으로, 본 실시예에서는 상술한 실시예 1 내지 4에서 설명한 어파인 MVD 정밀도 제어 방법 및 공유된 MVD 이용 방법을 조합한 세부 실시예를 설명한다.
본 발명에서는, 설명의 편의를 위해 4개의 파라미터를 이용하는 어파인 모션 모델이 적용되는 경우, 즉, 어파인 모션 예측을 위해 좌상측 및 우상측 제어점을 이용하는 경우를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되지 않는다. 6개의 파라미터를 이용하는 모션 모델이 적용되는 경우, 또는 이외의 경우를 통해 3개 이상의 제어점이 이용되는 경우에도 실질적으로 동일/유사한 방법으로 본 발명에서 제안하는 MVD의 공유 방법이 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 좌상측 및 우상측 제어점간 MVD를 공유하고, 적응적인 정밀도를 사용하여 제어점의 MVD를 인코딩/디코딩할 수 있다. 이를 통해, 인코더/디코더는 공유된 MVD 모드에 대한 최적의 설정을 선택(또는 탐색)함으로써 율-왜곡 계산에 더 큰 유연성을 제공할 수 있다.
도 49는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 어파인 모션 벡터 차분(affine motion vector difference) 정보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 49를 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 어파인 MVD 정보를 시그널링하는 방법은 인코더에서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 도 48에서는 좌상측 및 우상측의 2개의 제어점이 어파인 예측에 이용되는 경우를 가정하여 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 좌하측, 좌상측 및 우상측의 3개의 제어점이 어파인 예측에 이용되는 경우에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 좌상측 및 우상측 제어점간 MVD를 공유하고, 적응적인 정밀도를 사용하여 제어점의 MVD를 인코딩/디코딩할 수 있다. 관련하여 앞서 도 44 및 도 48에서 설명한 방법과 중복되는 설명은 생략한다.
디코더는 현재 블록에 어파인 예측(또는 어파인 모션 예측)이 적용되는지 여부를 확인한다(S4901).
현재 블록에 어파인 예측이 적용되지 않는 경우, 디코더는 현재 블록의 MVD를 파싱한다(S4902).
현재 블록에 어파인 예측이 적용되는 경우, 디코더는 공유된 MVD 플래그를 파싱하고(S4903), 상기 공유된 MVD 플래그에 기초하여 현재 블록에 공유된 MVD가 이용되는지 여부를 확인한다(S4904). 현재 블록에 공유된 MVD가 이용되지 않는 경우, 디코더는 기존과 동일하게 좌상측 및 우상측 제어점에 대한 MVD를 파싱한다(S4905).
현재 블록에 공유된 MVD가 이용되는 경우, 디코더는 MVD 정밀도 플래그를 파싱한다(S4906). 여기서, MVD 정밀도 플래그(또는 어파인 MVD 정밀도 플래그)는 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드 적용 여부를 나타낸다. 실시예로서, 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드가 적용되는 경우, 미리 정의된 디폴트(또는 기본) 정밀도 이외에 다른 정밀도로 어파인 MVD가 유도될 수 있다. 만약, 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드가 적용되는 경우, 미리 정의된 디폴트 정밀도로 어파인 MVD가 유도될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 미리 정의된 디폴트 정밀도는 1/4 펠 정밀도일 수 있고, 상기 미리 정의된 디폴트 정밀도 이외의 다른 정밀도는 정수 펠, 4 펠, 1/8 펠 및/또는 1/16 펠 정밀도 중 적어도 하나의 정밀도를 포함할 수 있다.
디코더는 MVD 정밀도 플래그 값에 기초하여 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드가 적용되는지 여부를 확인한다(S4907). 만약, 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드가 적용되지 않는 경우, 디코더는 디폴트 정밀도로 공유된 MVD를 파싱한다(S4908).
만약, 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드가 적용되는 경우, 디코더는 디폴트 정밀도 이외의 다른 정밀도로 2공유된 MVD를 파싱한다(S4909). 실시예로서, 적응적인 어파인 MVD 정밀도 모드가 적용되는 경우, 즉, 디폴트 정밀도 이외의 다른 정밀도가 적용되는 경우, 인코더는 나머지 미리 설정된 정밀도 중에서 특정 정밀도를 지시하는 신택스 요소를 디코더로 전송할 수 있다.
실시예 6: DIFFERENCE MVD CODING
본 발명의 실시예에서, 제어점들간 차이를 기반으로 일부 제어점을 코딩함으로써 제어점들의 모션 벡터 차분(MVD: Motion Vector Difference)간 상관 관계(correlation)를 활용하고 리던던시(redundancy)를 제거하는 방법을 제안한다.
본 발명에서는, 설명의 편의를 위해 4개의 파라미터를 이용하는 어파인 모션 모델이 적용되는 경우, 즉, 어파인 모션 예측을 위해 좌상측 및 우상측 제어점을 이용하는 경우를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되지 않는다. 6개의 파라미터를 이용하는 모션 모델이 적용되는 경우, 또는 이외의 경우를 통해 3개 이상의 제어점이 이용되는 경우에도 실질적으로 동일/유사한 방법으로 본 발명에서 제안하는 MVD간 차분 전송 방법이 적용될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD 차분을 이용하여 어느 하나의 제어점(예컨대, 우상측 제어점)를 코딩함으로써, 좌상측 및 우상측 제어점간 상관 관계를 이용하고, MVD간 리던던시를 제거할 수 있다.
실시예로서, 디코더는 종래의 MVD 코딩 방법에 따라 좌상측 제어점의 MVD을 디코딩하고, 좌상측 제어점의 MVD에 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD간 차분을 디코딩하고, 상기 좌상측 제어점의 MVD에 상기 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD간 차분을 가산함으로써 우상측 제어점의 MVD를 복원(또는 유도)할 수 있다.
본 발명에서, 좌상측 제어점과 우상측 제어점간 MVD 차이는 MVD 차분(또는 차분 MVD)으로 줄여서 지칭될 수 있으나, 본 발명이 이러한 명칭에 제한되는 것은 아니다.
도 50은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 모션 벡터 차분(affine motion vector difference) 정보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 50을 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 본 실시예에 따른 MVD 정보를 시그널링하는 방법은 인코더에서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 도 50에서는 좌상측 및 우상측의 2개의 제어점이 어파인 예측에 이용되는 경우를 가정하여 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 좌하측, 좌상측 및 우상측의 3개의 제어점이 어파인 예측에 이용되는 경우에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD간 차분을 이용하여 우상측 제어점의 MVD를 인코딩/디코딩할 수 있다.
디코더는 현재 블록에 어파인 예측(또는 어파인 모션 예측)이 적용되는지 여부를 확인한다(S5001). 현재 블록에 어파인 예측이 적용되지 않는 경우, 디코더는 현재 블록의 MVD를 파싱한다(S5002).
현재 블록에 어파인 예측이 적용되는 경우, 디코더는 MVD 차분 플래그를 파싱하고(S5003), 상기 MVD 차분 블래그에 기초하여 현재 블록에 MVD 차분이 이용되는지 여부를 확인한다(S5004). 만약, 현재 블록에 MVD 차분이 이용되지 않는 경우, 디코더는 기존과 동일하게 좌상측 및 우상측 제어점에 대한 MVD를 파싱한다(S5005).
현재 블록에 MVD 차분이 이용되는 경우, 디코더는 좌상측 제어점의 MVD를 파싱하고, MVD 차분을 파싱한다(S5006). 디코더는 좌상측 제어점의 MVD에 상기 MVD 차분을 가산함으로써 우상측 제어점의 MVD를 복원(또는 유도, 획득)할 수 있다.
일 실시예에서, 제안하는 방법을 달성하기 위하여 비트 스트림을 통해 신택스 요소가 전송될 수 있다. 예를 들어, 비트 스트림을 통해 MVD 차분이 사용되었음(또는 MVD 차분의 활성화 여부)을 나타내는 플래그(또는 신택스 요소) is_delta_affine_MVD가 전송될 수 있다. 그리고, 슬라이스, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛 레벨에서 사용되어 상기 MVD 차분이 해당 레벨 단위로 사용되었는지 여부를 나타내는 플래그(또는 신택스 요소)가 인코더에서 디코더로 전송될 수 있다. 다음의 표 5는 MVD 차분 플래그가 사용되는 경우, 비트 스트림에서 상위 레벨 신택스의 가능한 사용을 나타낸다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000027
표 5에서, is_delta_affine_MVD가 1 인 경우 is_delta_affine_MVD가 코딩된 비디오 시퀀스(CVS)의 비-IDR(non-IDR) 픽쳐의 슬라이스 헤더 내에 존재함을 나타낸다. is_delta_affine_MVD가 0 인 경우, 슬라이스 헤더에 is_delta_affine_MVD가 존재하지 않으며, 본 실시예에 따른 적응적인 차분 MVD가 CVS에서 사용되지 않음을 나타낸다.
또한, 일 실시예에서, 슬라이스, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛 레벨에서 본 실시예에 따른 차분 MVD가 적용되는지 여부를 나타내기 위한 신택스 요소가 추가적으로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 다음의 표 6에 따른 신택스 구조가 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2019008082-appb-img-000028
표 6에서, slice_delta_mvd가 0이면 현재 CU(또는 현재 슬라이스)가 MVD 차분(또는 MVD 차분 기능)을 사용하지 않음을 나타내고, slice_delta_mvd가 1이면 CU가 MVD 차분을 사용함을 나타낸다. 또한, 표 6에서는 MVD 차분 적용 여부를 지시하는 신택스 요소가 슬라이스 세그먼트 헤더에 포함되는 경우를 가정하나, 본 발명이 이에 제한되지 않으며, 다양한 레벨의 신택스에 포함될 수 있다. 예를 들어, MVD 차분 적용 여부를 지시하는 신택스 요소는 코딩 트리 유닛 신택스, 코딩 유닛 신택스에 포함될 수 있다.
또한, 다른 일 실시예에서, MVD 차분은 사용 여부 시그널링 없이 항상 적용(또는 사용)될 수도 있다.
실시예 7
본 발명의 실시예에서, MVD 차분 기술의 사용을 제어하기 위하여 임계값에 기반한 MVD 차분 사용 여부를 결정하는 방법을 제안한다. 이는 제안하는 방법을 적용하기에 앞서, 좌상측 MVD 및 우상측 MVD간 보다 높은 수준의 상관 관계를 보장함으로써 앞서 설명한 실시예 6의 유연성을 증가시키고 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다. 일 예로서, 상기 임계값은 다양한 여러 방법으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 체험적인 값이 사용될 수도 있고, 또는 기본 데이터 통계로부터 유도될 수 있다. 상기 임계값이 이용되는 일 예는 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 51은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 임계값(threshold)을 기반으로 모션 벡터 차분(motion vector difference) 정보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 51을 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 본 실시예에 따른 MVD 정보를 시그널링하는 방법은 인코더에서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 도 50에서는 좌상측 및 우상측의 2개의 제어점이 어파인 예측에 이용되는 경우를 가정하여 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 좌하측, 좌상측 및 우상측의 3개의 제어점이 어파인 예측에 이용되는 경우에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD간 차분을 이용하여 우상측 제어점의 MVD를 인코딩/디코딩할 수 있고, 이때, 임계값이 이용될 수 있다.
디코더는 현재 블록에 어파인 예측(또는 어파인 모션 예측)이 적용되는지 여부를 확인한다(S5101). 현재 블록에 어파인 예측이 적용되지 않는 경우, 디코더는 현재 블록의 MVD를 파싱한다(S5102).
현재 블록에 어파인 예측이 적용되는 경우, 디코더는 MVD 차분 플래그를 파싱하고(S5103), 상기 MVD 차분 블래그에 기초하여 현재 블록에 MVD 차분이 이용되는지 여부를 확인한다(S5104). 만약, 현재 블록에 MVD 차분이 이용되지 않는 경우, 디코더는 기존과 동일하게 좌상측 및 우상측 제어점에 대한 MVD를 파싱한다(S5105).
현재 블록에 MVD 차분이 이용되는 경우, 디코더는 임계값을 파싱한다(S5106). 디코더는 파싱된 임계값을 기반으로 좌상측 제어점의 MVD를 파싱하고, MVD 차분을 파싱한다(S5107). 디코더는 좌상측 제어점의 MVD에 상기 MVD 차분을 가산함으로써 우상측 제어점의 MVD를 복원(또는 유도, 획득)할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 임계값은 좌상측 제어점과 우상측 제어점의 MVD간 차분을 비교하는데 사용될 수 있다. 즉, 좌상측 제어점과 우상측 제어점의 MVD간 차분이 임계값보다 큰 경우 제안하는 MVD 차분 방법을 적용되지 않을 수 있다. 만약, 좌상측 제어점과 우상측 제어점의 MVD간 차분이 임계값보다 작거나 같은 경우 MVD 차분 방법을 적용될 수 있다.
상기 임계값은 픽쳐, 슬라이스, CTU 또는 CU 마다 다르게 설정될 수 있다. 이 경우, 임계값은 각각의 헤더로 전송될 수도 있고, 다른 헤더로 확장되어 전송될 수도 있다. 또는, 다른 실시예로서, 임계값은 고정적으로 유지될 수도 있다. 이 경우, 신택스 파싱 또는 추가 오버헤드 시그널링이 요구되지 않을 수 있다.
실시예 8
본 발명의 실시예에서, 다른 컨텍스트 모델 및 이진화 방법이 앞서 설명한 실시예에 추가적으로 적용될 수 있다. 즉, 상술한 실시예 6, 7에서, 우상측 제어점은 좌상측 및 우상측 제어점 MVD간 차분으로 코딩되기 때문에, MVDx_GR0, MVDy_GR0 및 MVDx_GR1, MVDy_GR1 플래그에 대한 엔트로피 코딩을 수행함에 있어서, 좌상측 제어점과 동일한 컨텍스트 모델을 공유하지 않는 것이 유리하다. 차분 MVD를 활용함으로써 MVD의 기본 확률이 우상측 제어점에 대한 코딩에서 얻은 확률과 다를 가능성이 높기 때문이다.
여기서, MVDx_GR0 및 MVDy_GR0는 각각 MVD의 수평 방향 및 수직 방향 성분이 0보다 큰지 여부를 지시하는 플래그이다. MVDx_GR1 및 MVDy_GR1은 각각 MVD의 수평 방향 및 수직 방향 성분이 1보다 큰지 여부를 지시하는 플래그이다.
따라서, 본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 우상측 제어점과 좌상측 제어점의 MVD 정보를 나타내는 신택스 요소에 대한 엔트로피 코딩을 수행함에 있어서, 서로 다른 컨텍스트 모델을 이용할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 압축 성능을 향상시키기 위해 우상측 제어점과 좌상측 제어점의 MVD 정보를 나타내는 신택스 요소에 대한 상이한 이진화 기술이 사용될 수도 있다.
실시예 9: VECTOR CODING FOR AFFINE MOTION VECTOR DIFFERNCE
본 발명의 실시예에서, 수평 및 수직 성분에 각각에 대하여 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD를 공동으로 코딩하기 위한 벡터 코딩 기술을 제안한다. 본 실시예는 데이터 통계에 의해 수평 및 수직 성분의 좌상측 및 우상측 제어점 간의 상관 관계를 독립적으로 유도한다.
도 52는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 어파인 모션 벡터 차분(affine motion vector difference)의 벡터 코딩(vector coding) 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 52는 빈도 분석(frequency analysis)을 사용한 데이터 통계로부터 유도된다. 도 52를 참조하면, 전술한 바와 같이, 좌상측 및 우상측의 2개의 제어점이 어파인 예측에 이용되는 경우를 가정하여 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 좌하측, 좌상측 및 우상측의 3개의 제어점이 어파인 예측에 이용되는 경우에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 도 52에서는 수평 성분(즉, x 축 성분)의 MVD에 대해 벡터 코딩을 수행하는 방법을 설명하며, 수직 성분(즉, y 축 성분)의 MVD의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
실시예로서, 좌상측 및 우상측의 MVD 수평 성분은 도 52에 도시된 바와 같이 타원형의 형태로 대치되어 분포할 수 있다. 여기서, 음영 처리되지 않은 (0, 0) 위치의 중심점은 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD 수평 성분이 0에 해당됨을 나타낸다. 상기 중심점은 데이터 세트 내에서 가장 자주 발생하는 MVD 조합에 해당한다. 도 52는 양수 및 음수의 MVD 값을 가지는 그리드(grid)로 간주할 수 있다.
그리고, 중심점에 인접한 블록은 단일 제어점 또는 두 제어점 모두에서 MVD 값의 증감을 의미한다. 데이터의 빈도 분석은 MVD 값의 특정 그룹이 비슷한 확률로 발생함을 암시한다. 즉, 도 52에서 같은 패턴으로 도시된 블록들이 각각 하나의 그룹으로 분류될 수 있고, 각각의 그룹 내 MVD 값은 데이터 빈도 분석에 따르면 유사한 확률로 발생할 수 있다.
결과적으로, 본 발명에서는, 유사한 발생 확률을 가지는 MVD 조합(또는 그룹)을 나타내는 레이어(Layer)를 정의한다. 일 실시예에서, 도 52에 도시된 바와 같은 4개의 레이어가 정의될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 이를 확장하여 여러 다른 레이어를 통합할 수도 있다. 그러나 데이터 분석에 따르면, 이러한 52에 도시된 레이어에 의해 대부분의 데이터가 처리될 수 있다는 사실을 알 수 있다.
도 53은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 어파인 모션 벡터 차분(affine motion vector difference)의 벡터 코딩(vector coding) 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 53을 참조하면, 앞서 설명한 도 52에서 2개의 레이어를 예시한다. 음영 처리되지 않은 제1 레이어 및 음영 처리된 제2 레이어를 도시한다.
제1 레이어는 (0,0) 위치의 중심점을 포함하며, 제2 레이어는 상기 중심점에 인접한 좌표들 중 일부를 포함한다.
도 52 및 도 53을 참조하면 각 동심원(즉, 레이어)이 커짐에 따라 MVD 값이 일반적으로 증가한다. 전술한 바와 같이, MVD의 수직 성분 또한 동일한 특성을 보인다. 데이터 분석은 공동으로 사용할 수 있는 좌상측 및 우상측 제어점의 어파인 MVD 사이에 높은 상관 관계가 있음을 시사한다.
본 발명의 실시예에 따른 코딩 구조는 앞서 도 39에서 설명한 방법이 적용될 수 있다. 앞서 설명한 도 39를 다시 참조하면, S3907 단계에서, 디코더는 좌상측 제어점의 MVD 및 우상측 제어점의 MVD를 개별적으로 파싱하는 것이 아니라, 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD를 함께(또는 동시에) 파싱할 수 있다.
일 실시예에서, 벡터 코딩 방식의 사용(또는 적용) 여부는 플래그 신택스를 통해 활성화/비활성화될 수도 있다. 이 경우, 디코더는 CU가 벡터 코딩 모드로 코딩되어야하는지 여부를 결정하기 위해 추가적인 체크를 수행할 수 있다.
도 54는 본 발명의 실시예에 따른 MVD 성분에 대한 파싱 흐름도를 예시하는 도면이다.
도 54를 참조하면, 인코더/디코더는 좌상측 및 우상측 제어점 MVD의 수평 성분에 대한 레벨을 인코딩/디코딩하고(S5401), 좌상측 및 우상측 제어점 MVD의 수직 성분에 대한 레벨을 인코딩/디코딩한다(S5401). 즉, 인코더/디코더는 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD를 함께(또는 동시에) 파싱할 수 있다.
실시예로서, 인코더/디코더는 수평/수직 성분에 대한 레이어 정보를 획득한 후, 해당 레이어 내에서 특정 좌표를 지시하는 인덱스 정보를 인코딩/디코딩함으로써 최종적인 MVD 수평/수직 성분을 결정(또는 유도)할 수 있다.
도 55는 본 발명의 실시예에 따른 벡터 코딩(vector coding)을 기반으로 수행되는 움직임 벡터 차분의 코딩 구조를 예시하는 도면이다.
도 55를 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 어파인 모션 벡터 차분 정보를 시그널링하는 방법은 인코더에서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 벡터 코딩을 기반으로 좌상측 및 우상측 제어점에 대한 MVD를 함께 코딩할 수 있다. 도 55에서는 수평 성분(즉, x 축 성분)의 MVD에 대해 벡터 코딩을 수행하는 방법을 설명하며, 수직 성분(즉, y 축 성분)의 MVD의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 도 55는 도 54의 S5401 단계의 MVDx_LT_MVDx_RT_Vector_Level 분석 단계에 대응된다.
디코더는 좌상측 및 우상측 제어점 MVD 수평 성분의 레이어가 0번째 레이어(즉, 제1 레이어) 보다 큰지 여부를 지시하는 플래그(즉, Layerx_GT0)를 파싱한다(S5501). 0번째 레이어는 (0,0) 위치의 중심점을 포함하는 레이어를 나타낸다. 상기 플래그가 거짓(false)이면 제어점의 수평 성분은 모두 0에 해당하며, 이 경우, 디코더는 MVDy_LT_MVDy_RT_Vector_Level 분석 단계(즉, 도 54의 S5402)를 수행한다.
Layerx_GT0가 참(true)이면, 2개의 컨텍스트로 코딩된 빈을 나타내는 제1 인덱스가 파싱된다(S5502). 상기 제1 인덱스는 (i) 대상 MVDx 조합이 1번째 레이어(즉, 제2 레이어)에 있고, 그렇다면 해당 레이어에서 어떤 인덱스에 해당하는지, 또는 (ii) 디코딩이 후속 레이어를 검사하기 위한 프로세스를 수행해야하는지 결정할 수 있다(S5503). 예를 들어, 상기 제1 인덱스는 {(0,0), (0,1), (1,0), (1,1)}의 결과를 가질 수 있다. 만약, 상기 제1 인덱스 값이 (0,0)이면 대상 MVD 조합이 현재 레이어에 없으며 후속 계층을 검사해야 함을 나타낸다. 나머지 세 가지 조합은 해당 레이어 내에서 특정 좌표를 나타내는 인덱스 값을 나타낸다.
즉, 만약 상기 제1 인덱스 값이 (0,0)이 아니면, 상기 제1 인덱스 값에 기초하여 좌상측 및 우상즉 제어점의 MVD 수평 성분을 유도(또는 획득)한다(S5505). 일 실시예에서, 상기 좌상측 제어점의 MVD 수평 성분은 상기 제1 인덱스의 2만큼 오른 시프트 연산을 수행함으로써 유도되고, 상기 우상측 제어점의 MVD 수평 성분은 상기 제1 인덱스와 2의 AND 연산을 수행함으로써 유도될 수 있다.
만약 상기 제1 인덱스 값이 (0,0)이면, 디코더는 레이어를 다음 레이어(즉, 제3 레이어)로 증가한 후, 레이어 및/또는 인덱스 정보를 파싱한다(S5506). 일 실시예에서, 레이어 및 인덱스 정보는 지수 골롬 파라미터가 1인(즉, 차수가 1) 지수 골롬 코드를 이용하여 파싱될 수 있다. 그리고, 디코더는 상기 인덱스 정보, 즉, 제2 인덱스에 기초하여 제3 레이어에 포함되는지 여부를 확인하고(S5507, S5509), 이에 기초하여 결정된 레이어 내에서 상기 제2 인덱스 값에 기초하여 MVDx의 정확한 조합을 결정한다(S5508, S5510, S5511).
디코더는 좌상측 및 우상측 제어점의 최종 MVDx 값에 대해 부호 정보를 파싱한다(S5512). 상술한 프로세스가 완료되면, 디코더는 MVDy_LT_MVDy_RT_Vector_Level을 결정하는 단계(즉, 도 54의 S5402)를 수행함으로써 MVD 수직 성분을 유도한다.
이하에서는, 보다 일반적인 구조를 통합하기 위해 상기 실시예로부터 기존 구조를 수정한 코딩 구조를 설명한다.
도 56은 본 발명의 실시예에 따른 벡터 코딩(vector coding)을 기반으로 수행되는 움직임 벡터 차분의 코딩 구조를 예시하는 도면이다.
도 56을 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 어파인 모션 벡터 차분 정보를 시그널링하는 방법은 인코더에서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 관련하여 도 55와 중복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에서, 디코더는 Layerx_GT0 플래그를 파싱하고(S5601), Layerx_GT0 플래그가 참이면(S5602), 레이어 정보를 파싱한다(S5603).
디코더는 레이어 값이 1이면 인덱스 정보를 파싱하고 인덱스 값에 기초하여 MVD의 수평 성분에 대한 디코딩을 수행한다(S5604 내지 S5608).
디코더는 레이어 값이 1이 아니면, 레이어 값을 증가시키고(즉, 도 52를 기준으로 3번째 또는 4번째 레이어로 결정될 수 있다), 계층 및 인덱스 정보를 파싱한다(S5609). 일 실시예로서, 디코더는 지수 골롬 파라미터가 1인(즉, 차수가 1) 지수 골롬 코드 및/또는 절삭형 이진화(TB, Truncated Binary)(또는 절삭형 단항 이진화(truncated unary binarization))을 이용하여 상기 계층 및 인덱스 정보를 디코딩할 수 있다.
상기 레이어 정보 및 상기 인덱스 정보에 따라 좌상측 및 우상측 제어점의 MVD 수평 성분이 결정될 수 있고, 뒤이어 사인 정보가 파싱될 수 있다. MVD 수직 성분에 대한 디코딩 프로세스가 이후 수행될 수 있다. 일 실시예로서, 이하의 방법들이 적용될 수 있다.
- 컨텍스트 모델을 달라질 수 있다
- 서로 다른 이진화 기술이 적용될 수 있다.
- 지수 골롬 코드가 이용되는 경우 상이한 골롬 차수가 사용될 수 있다.
- 레이어 정보 및 인덱스는 지수 골롬 코드만으로 코딩될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 설명의 편의상 각각의 실시예들을 구분하여 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 앞서 설명한 실시예 1 내지 5에서 설명한 실시예들은 각각 독립적으로 수행될 수도 있고, 하나 이상의 여러 실시예가 조합되어 수행될 수도 있다.
도 57은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 어파인 예측을 기반으로 인터 예측 블록을 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 57을 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 블록 생성 방법은 인코더와 디코더에서 동일하게 수행될 수 있다.
디코더는 현재 블록에 상기 어파인 예측이 적용되는 경우, 주변 블록의 모션 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 복수의 제어점(control point)들에 대한 모션 벡터 예측자(motion vector predictor)를 유도한다(S5701).
디코더는 상기 제어점들의 모션 벡터 차분(MVD, motion vector difference)을 유도한다(S5702).
전술한 바와 같이, 상기 제어점들의 MVD를 유도하는 단계는, 비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 좌상측 제어점의 MVD를 획득하는 단계; 및 상기 좌상측 제어점의 MVD 및 상기 현재 블록의 우상측 제어점의 MVD간 차분을 나타내는 차분 MVD를 획득하는 단계를 포함될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 차분 MVD의 사용 여부를 지시하는 플래그를 획득하는 단계를 더 포함하고, 상기 플래그는 시퀀스(sequence), 픽쳐(picture), 슬라이스(slice) 또는 코딩 트리 유닛(coding tree unit) 단위로 시그널링될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 제어점들의 MVD를 유도하는 단계는, 상기 차분 MVD의 사용 여부 결정에 사용된 임계값(threshold)을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 차분 MVD는 상기 임계값보다 작거나 같은 경우에 사용되는 것으로 결정될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 제어점들의 MVD를 유도하는 단계는, 상기 현재 블록의 좌상측 및 우상측 제어점 MVD의 수평 또는 수직 성분이 속한 레이어(layer) 정보를 획득하는 단계; 및 상기 레이어 정보에 기초하여 결정되는 레이어 내에서 상기 MVD의 수평 또는 수직 성분의 특정 조합을 지시하는 인덱스(index) 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 레이어 정보는 차수(order)가 1인 지수 골롬 코드를 이용하여 이진화되고, 상기 인덱스(index) 정보는 절삭형 이진(Truncated Binary) 방식을 이용하여 이진화될 수 있다.
디코더는 상기 모션 벡터 예측자에 상기 모션 벡터 차분을 가산함으로써 상기 제어점들의 모션 벡터를 유도한다(S5703).
디코더는 상기 제어점들의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록에 포함된 복수의 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 유도한다(S5704).
디코더는 상기 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성한다(S5705).
또한, 전술한 바와 같이, 디코더는 현재 블록에 상기 어파인 예측이 적용되는 경우, 상기 제어점들의 모션 벡터 차분의 해상도(resolution)를 나타내는 적어도 하나의 신택스 요소를 획득할 수 있다.
전술한 바와 같이, 디코더는, 상기 모션 벡터 차분의 해상도가 미리 설정된 디폴트 해상도(default resolution)인지 여부를 지시하는 제1 신택스 요소를 획득하고, 상기 모션 벡터 차분의 해상도가 상기 디폴트 해상도가 아닌 경우, 상기 디폴트 해상도를 제외한 나머지 해상도들 중에서 상기 모션 벡터 차분의 해상도를 지시하는 제2 신택스 요소를 획득할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 디폴트 해상도는 1/4 화소 정밀도로 미리 설정될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 나머지 해상도들은 정수 화소, 4 화소, 1/8 화소 또는 1/16 화소 정밀도 중 적어도 하나의 정밀도를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 디코더는 상기 적어도 하나의 신택스 요소를 이용하여 상기 모션 벡터 차분의 해상도를 결정하고, 상기 모션 벡터 차분의 해상도에 기초하여 상기 MVD를 획득할 수 있다.
도 58은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 어파인 예측을 기반으로 인터 예측 장치를 예시하는 도면이다.
도 58에서는 설명의 편의를 위해 인터 예측부를 하나의 블록으로 도시하였으나, 인터 예측부는 인코더 및/또는 디코더에 포함되는 구성으로 구현될 수 있다.
도 58를 참조하면, 인터 예측부는 앞서 도 8내지 도 57에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 인터 예측부는 모션 벡터 예측자 유도부(5801), 모션 벡터 차분 유도부(5802), 제어점 모션 벡터 유도부(5803), 서브 블록 모션 벡터 유도부(5804) 및 예측 블록 생성부(5805)를 포함하여 구성될 수 있다.
모션 벡터 예측자 유도부(5801)는 현재 블록에 상기 어파인 예측이 적용되는 경우, 주변 블록의 모션 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 복수의 제어점(control point)들에 대한 모션 벡터 예측자(motion vector predictor)를 유도한다.
모션 벡터 차분 유도부(5802)는 제어점들의 모션 벡터 차분(MVD, motion vector difference)을 유도한다.
전술한 바와 같이, 상기 모션 벡터 차분 유도부(5802)는, 비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 좌상측 제어점의 MVD를 획득하고, 상기 좌상측 제어점의 MVD 및 상기 현재 블록의 우상측 제어점의 MVD간 차분을 나타내는 차분 MVD를 획득할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 모션 벡터 차분 유도부(5802)는, 상기 차분 MVD의 사용 여부를 지시하는 플래그를 획득하고, 상기 플래그는 시퀀스(sequence), 픽쳐(picture), 슬라이스(slice) 또는 코딩 트리 유닛(coding tree unit) 단위로 시그널될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 모션 벡터 차분 유도부(5802)는, 상기 차분 MVD의 사용 여부 결정에 사용된 임계값(threshold)을 획득하고, 상기 차분 MVD는 상기 임계값보다 작거나 같은 경우에 사용되는 것으로 결정될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 모션 벡터 차분 유도부(5802)는, 상기 현재 블록의 좌상측 및 우상측 제어점 MVD의 수평 또는 수직 성분이 속한 레이어(layer) 정보를 획득하고, 상기 레이어 정보에 기초하여 결정되는 레이어 내에서 상기 MVD의 수평 또는 수직 성분의 특정 조합을 지시하는 인덱스(index) 정보를 획득할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 레이어 정보는 차수(order)가 1인 지수 골롬 코드를 이용하여 이진화되고, 상기 인덱스(index) 정보는 절삭형 이진(Truncated Binary) 방식을 이용하여 이진화될 수 있다.
제어점 모션 벡터 유도부(5803)는 상기 모션 벡터 예측자에 상기 모션 벡터 차분을 가산함으로써 상기 제어점들의 모션 벡터를 유도한다.
서브 블록 모션 벡터 유도부(5804)는 상기 제어점들의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록에 포함된 복수의 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 유도한다.
예측 블록 생성부(5805)는 상기 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성한다.
또한, 전술한 바와 같이, 모션 벡터 차분 유도부(5802)는 현재 블록에 상기 어파인 예측이 적용되는 경우, 상기 제어점들의 모션 벡터 차분의 해상도(resolution)를 나타내는 적어도 하나의 신택스 요소를 획득할 수 있다.
전술한 바와 같이, 모션 벡터 차분 유도부(5802)는, 상기 모션 벡터 차분의 해상도가 미리 설정된 디폴트 해상도(default resolution)인지 여부를 지시하는 제1 신택스 요소를 획득하고, 상기 모션 벡터 차분의 해상도가 상기 디폴트 해상도가 아닌 경우, 상기 디폴트 해상도를 제외한 나머지 해상도들 중에서 상기 모션 벡터 차분의 해상도를 지시하는 제2 신택스 요소를 획득할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 디폴트 해상도는 1/4 화소 정밀도로 미리 설정될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 나머지 해상도들은 정수 화소, 4 화소, 1/8 화소 또는 1/16 화소 정밀도 중 적어도 하나의 정밀도를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 디코더는 상기 적어도 하나의 신택스 요소를 이용하여 상기 모션 벡터 차분의 해상도를 결정하고, 상기 모션 벡터 차분의 해상도에 기초하여 상기 MVD를 획득할 수 있다.
도 59는 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.
비디오 코딩 시스템은 소스 디바이스(source device) 및 수신 디바이스(receiving device)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스(video source), 인코딩 장치(encoding apparatus), 전송부(transmitter)를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부(receiver), 디코딩 장치(decoding apparatus) 및 렌더러(renderer)를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘레멘트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
도 60은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
도 60을 참조하면, 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
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.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
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 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (12)

  1. 어파인 예측(affine prediction)을 이용하여 비디오 신호를 처리하는 방법에 있어서,
    현재 블록에 상기 어파인 예측이 적용되는 경우, 주변 블록의 모션 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 복수의 제어점(control point)들에 대한 모션 벡터 예측자(MVP, motion vector predictor)를 유도하는 단계;
    상기 제어점들의 모션 벡터 차분(MVD, motion vector difference)을 유도하는 단계;
    상기 MVP에 상기 MVD를 가산함으로써 상기 제어점들의 모션 벡터를 유도하는 단계;
    상기 제어점들의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록에 포함된 복수의 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 유도하는 단계; 및
    상기 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는, 비디오 신호 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어점들의 MVD를 유도하는 단계는,
    비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 좌상측 제어점의 MVD를 획득하는 단계; 및
    상기 좌상측 제어점의 MVD 및 상기 현재 블록의 우상측 제어점의 MVD간 차분을 나타내는 차분 MVD를 획득하는 단계를 포함하는, 비디오 신호 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차분 MVD의 사용 여부를 지시하는 플래그를 획득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 플래그는 시퀀스(sequence), 픽쳐(picture), 슬라이스(slice) 또는 코딩 트리 유닛(coding tree unit) 단위로 시그널링되는, 비디오 신호 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어점들의 MVD를 유도하는 단계는,
    상기 차분 MVD의 사용 여부 결정에 사용된 임계값(threshold)을 획득하는 단계를 포함하고,
    상기 차분 MVD는 상기 임계값보다 작거나 같은 경우에 사용되는 것으로 결정되는, 비디오 신호 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어점들의 MVD를 유도하는 단계는,
    상기 현재 블록의 좌상측 및 우상측 제어점 MVD의 수평 또는 수직 성분이 속한 레이어(layer) 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 레이어 정보에 기초하여 결정되는 레이어 내에서 상기 MVD의 수평 또는 수직 성분의 특정 조합을 지시하는 인덱스(index) 정보를 획득하는 단계를 포함하는, 비디오 신호 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 레이어 정보는 차수(order)가 1인 지수 골롬 코드를 이용하여 이진화되고,
    상기 인덱스(index) 정보는 절삭형 이진(Truncated Binary) 방식을 이용하여 이진화되는, 비디오 신호 처리 방법.
  7. 어파인 예측(affine prediction)을 이용하여 비디오 신호를 처리하는 장치에 있어서,
    현재 블록에 상기 어파인 예측이 적용되는 경우, 주변 블록의 모션 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 복수의 제어점(control point)들에 대한 모션 벡터 예측자(MVP, motion vector predictor)를 유도하는 모션 벡터 예측자 유도부;
    상기 제어점들의 모션 벡터 차분(MVD, motion vector difference)을 유도하는 모션 벡터 차분 유도부;
    상기 MVP에 상기 MVD를 가산함으로써 상기 제어점들의 모션 벡터를 유도하는 제어점 모션 벡터 유도부;
    상기 제어점들의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록에 포함된 복수의 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 유도하는 서브 블록 모션 벡터 유도부; 및
    상기 서브 블록들 각각의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부를 포함하는, 비디오 신호 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 모션 벡터 차분 유도부는,
    비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 좌상측 제어점의 MVD를 획득하고,
    상기 좌상측 제어점의 MVD 및 상기 현재 블록의 우상측 제어점의 MVD간 차분을 나타내는 차분 MVD를 획득하는, 비디오 신호 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 모션 벡터 차분 유도부는,
    상기 차분 MVD의 사용 여부를 지시하는 플래그를 획득하고,
    상기 플래그는 시퀀스(sequence), 픽쳐(picture), 슬라이스(slice) 또는 코딩 트리 유닛(coding tree unit) 단위로 시그널링되는, 비디오 신호 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 모션 벡터 차분 유도부는,
    상기 차분 MVD의 사용 여부 결정에 사용된 임계값(threshold)을 획득하고,
    상기 차분 MVD는 상기 임계값보다 작거나 같은 경우에 사용되는 것으로 결정되는, 비디오 신호 처리 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 모션 벡터 차분 유도부는,
    상기 현재 블록의 좌상측 및 우상측 제어점 MVD의 수평 또는 수직 성분이 속한 레이어(layer) 정보를 획득하고,
    상기 레이어 정보에 기초하여 결정되는 레이어 내에서 상기 MVD의 수평 또는 수직 성분의 특정 조합을 지시하는 인덱스(index) 정보를 획득하는, 비디오 신호 처리 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 레이어 정보는 차수(order)가 1인 지수 골롬 코드를 이용하여 이진화되고,
    상기 인덱스(index) 정보는 절삭형 이진(Truncated Binary) 방식을 이용하여 이진화되는, 비디오 신호 처리 장치.
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