WO2020060163A1 - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 - Google Patents

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

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강정원
이하현
이진호
김휘용
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Definitions

  • the present invention relates to a video encoding / decoding method, an apparatus, and a recording medium storing a bitstream. Specifically, the present invention relates to a video encoding / decoding method using temporal motion information.
  • Inter-screen prediction technology that predicts pixel values included in the current picture from pictures before or after the current picture by image compression technology
  • intra-screen prediction technology that predicts pixel values included in the current picture using pixel information in the current picture
  • Various techniques exist such as transformation and quantization techniques for compressing the energy of the residual signal, entropy encoding techniques for assigning short codes to values with high frequency of appearance, and long codes to values with low frequency of appearance.
  • Image data can be effectively compressed and transmitted or stored.
  • An object of the present invention is to provide an image encoding / decoding method, apparatus for improving compression efficiency using a cut motion vector, and a recording medium storing a bitstream.
  • An object of the present invention is to provide a method for cutting a motion vector.
  • An object of the present invention is to provide a method for transmitting information on a motion vector.
  • An object of the present invention is to provide a method of storing and using temporal motion information.
  • An image decoding method includes obtaining a motion vector of a corresponding position block included in a reference picture of a current block in a temporal motion buffer, changing a format of the obtained motion vector, and the format And deriving the changed motion vector into the temporal motion vector of the current block.
  • the step of changing the format of the obtained motion vector may change the format of the obtained motion vector to a format with increased bit depth.
  • the step of changing the format of the obtained motion vector may change the format of the obtained motion vector to a preset format.
  • the format of the obtained motion vector may be a floating point format.
  • the step of changing the format of the obtained motion vector may be a fixed bit format including a sign of the obtained motion vector format.
  • the image decoding method may further include scaling the derived temporal motion vector and limiting the dynamic range of the scaled temporal motion vector.
  • the step of limiting the dynamic range of the scaled temporal motion vector may limit the dynamic range of the scaled temporal motion vector to a fixed bit depth.
  • the fixed bit depth may be 18 bits.
  • An image encoding method includes: obtaining a motion vector of a corresponding position block included in a reference picture of a current block in a temporal motion buffer, changing a format of the obtained motion vector, and the format And deriving the changed motion vector into the temporal motion vector of the current block.
  • the step of changing the format of the obtained motion vector may change the format of the obtained motion vector to a format with increased bit depth.
  • the step of changing the format of the obtained motion vector may change the format of the obtained motion vector to a preset format.
  • the format of the obtained motion vector may be a floating point format.
  • the step of changing the format of the obtained motion vector may be a fixed bit format including a sign of the obtained motion vector format.
  • the image decoding method may further include scaling the derived temporal motion vector and limiting the dynamic range of the scaled temporal motion vector.
  • the step of limiting the dynamic range of the scaled temporal motion vector may limit the dynamic range of the scaled temporal motion vector to a fixed bit depth.
  • the fixed bit depth may be 18 bits.
  • the bitstream is a corresponding position picture for deriving a temporal motion vector among reference pictures of a current block. It includes index information indicating the, and using the index information, the image decoding apparatus acquires a corresponding position picture including a corresponding position block of the current block, and the temporal motion vector is a motion vector of the corresponding position block It can be derived by changing the format of.
  • an image can be encoded / decoded using a cut motion vector.
  • encoding and decoding efficiency of an image can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration according to an embodiment of an encoding apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration according to an embodiment of a decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing an image split structure when encoding and decoding an image.
  • FIG. 4 is a view for explaining an embodiment of the intra-screen prediction process.
  • 5 is a view for explaining an embodiment of a prediction process between screens.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a process of transformation and quantization.
  • FIG. 7 is a diagram for describing reference samples available for intra prediction.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a picture to be encoded / decoded and a reference picture.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a motion vector predictor index for a reference picture list.
  • FIG. 10 is a diagram for describing information related to spatial resolution of a motion vector.
  • 11 is a diagram illustrating an example of limiting a dynamic range of a motion vector.
  • 12 to 15 are flowcharts illustrating a method of storing a motion vector of a reference picture.
  • 16 is a diagram illustrating an example of quantizing a motion vector.
  • 17 to 20 are diagrams illustrating an example of obtaining motion information from a reference picture.
  • 21 is a view for explaining information about a bit width of a temporal motion vector component.
  • 22 to 26 are diagrams for describing information about bit depth of a temporal motion vector.
  • 27 and 28 are diagrams illustrating an example in which a bit width and a bit depth of a temporal motion vector in a process of deriving a temporal motion vector are defined at a codec level.
  • 29 is a diagram for explaining information about a difference in bit width of a temporal motion vector component.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating an example of defining a dynamic range of temporal motion vector components at a codec level.
  • 31 to 33 are diagrams illustrating an example of defining a bit width of each component of a temporal motion vector at a codec level.
  • 34 is a diagram illustrating an example of defining a bit width of a temporal motion vector Y component at a codec level.
  • 35 is a flowchart illustrating an image encoding method using motion vector cutting according to an embodiment of the present invention.
  • 36 is a flowchart illustrating an image decoding method using motion vector cutting according to an embodiment of the present invention.
  • 37 is a view for explaining a motion information storage indicator.
  • 38 is a view for explaining the corresponding position direction information and the corresponding position picture index.
  • 39 is a diagram illustrating an example in which a motion information storage indicator is used.
  • FIG. 40 is a flowchart illustrating an image encoding / decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • 41 and 42 are diagrams for describing information on whether a specific reference picture is used in a current picture and whether motion information of a specific reference picture is used in a current picture.
  • 43 is a flowchart of an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • the term includes any combination of a plurality of related described items or any of a plurality of related described items.
  • a component of the present invention When a component of the present invention is said to be “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be understood that it may. On the other hand, when a component is said to be “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
  • each component shown in the embodiments of the present invention are shown independently to indicate different characteristic functions, and do not mean that each component is composed of separate hardware or one software component. That is, for convenience of description, each component is listed and included as each component, and at least two components of each component are combined to form one component, or one component is divided into a plurality of components to perform functions.
  • the integrated and separated embodiments of the components are also included in the scope of the present invention without departing from the essence of the present invention.
  • components of the present invention are not essential components for performing essential functions in the present invention, but may be optional components for improving performance.
  • the present invention can be implemented by including only components essential for realizing the essence of the present invention, except components used for performance improvement, and structures including only essential components excluding optional components used for performance improvement. Also included in the scope of the present invention.
  • an image may mean one picture constituting a video, or may represent the video itself.
  • "encoding and / or decoding of an image” may mean “encoding and / or decoding of a video”, and “encoding and / or decoding of one of the images constituting the video”. It might be.
  • video and “video” may be used in the same sense, and may be used interchangeably.
  • the target image may be a target image to be encoded and / or a target image to be decoded.
  • the target image may be an input image input to the encoding apparatus, or an input image input to the decoding apparatus.
  • the target image may have the same meaning as the current image.
  • image image
  • picture image
  • frame image
  • screen screen
  • the target block may be an encoding target block that is an encoding target and / or a decoding target block that is an encoding target.
  • the target block may be a current block that is a target of current encoding and / or decoding.
  • target block and current block may be used interchangeably, and may be used interchangeably.
  • block and “unit” may be used in the same sense, and may be used interchangeably. Or “block” may refer to a specific unit.
  • region and “segment” may be used interchangeably.
  • a specific signal may be a signal representing a specific block.
  • the original signal may be a signal representing a target block.
  • the prediction signal may be a signal representing a prediction block.
  • the residual signal may be a signal representing a residual block.
  • each of the specified information, data, flag, index and element, attribute, etc. may have a value.
  • the value "0" of information, data, flags, indexes and elements, attributes, etc. may represent a logical false or a first predefined value. In other words, the values "0", false, logical false and first predefined values can be used interchangeably.
  • the value "1" of information, data, flags, indexes and elements, attributes, etc. may represent a logical true or a second predefined value. That is, the values "1", true, logical true and the second predefined value can be used interchangeably.
  • i When a variable such as i or j is used to indicate a row, column, or index, the value of i may be an integer greater than or equal to 0, or an integer greater than or equal to 1. That is, in embodiments, rows, columns, indexes, and the like may be counted from 0, and counted from 1.
  • Encoder An apparatus that performs encoding. That is, it may mean an encoding device.
  • Decoder means a device that performs decoding. That is, it may mean a decoding device.
  • Block This is an MxN array of samples.
  • M and N can mean positive integer values, and blocks can often mean two-dimensional sample arrays.
  • Blocks can mean units.
  • the current block may mean an encoding object block that is an encoding object during encoding, and a decoding object block that is an encoding object during decoding. Also, the current block may be at least one of a coding block, a prediction block, a residual block, and a transform block.
  • Sample This is the basic unit that composes a block. It can be expressed as a value from 0 to 2 Bd -1 according to bit depth (B d ).
  • B d bit depth
  • a sample may be used in the same sense as a pixel or pixel. That is, samples, pixels, and pixels may have the same meaning.
  • Unit may mean a unit of image encoding and decoding.
  • the unit may be a region in which one image is divided.
  • the unit may refer to a divided unit when an image is divided into subdivided units and encoded or decoded. That is, one image may be divided into a plurality of units.
  • predefined processing for each unit may be performed.
  • One unit may be further divided into sub-units having a smaller size than the unit.
  • the unit is a block, a macroblock, a coding tree unit, a coding tree block, a coding unit, a coding block, prediction It may mean a unit (Prediction Unit), a prediction block (Prediction Block), a residual unit (Residual Unit), a residual block (Residual Block), a transformation unit (Transform Unit), a transform block (Transform Block), and the like. Also, the unit may include a luminance component block, a corresponding chroma component block, and syntax elements for each block to refer to the block.
  • the unit may have various sizes and shapes, and particularly, the shape of the unit may include a geometric shape that can be expressed in two dimensions, such as a rectangle, a trapezoid, a triangle, and a pentagon, as well as a square.
  • the unit information may include at least one of a type of a unit indicating a coding unit, a prediction unit, a residual unit, a transform unit, the size of the unit, a depth of the unit, and a coding and decoding order of the units.
  • Coding Tree Unit Consists of two color difference component (Cb, Cr) coded tree blocks associated with one luminance component (Y) coded tree block. Also, it may mean that the blocks and syntax elements for each block are included.
  • Each coding tree unit uses one or more splitting methods such as a quad tree, a binary tree, and a ternary tree to construct sub units such as a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit. Can be divided. Like segmentation of an input image, it can be used as a term to refer to a sample block that is a processing unit in the process of decoding / coding an image.
  • the quad tree may mean a quarternary tree.
  • a predetermined range may be defined as at least one of a maximum size and a minimum size of a coding block that can be split only by a quadtree.
  • Information indicating the maximum / minimum size of a coding block in which quadtree-type splitting is allowed may be signaled through a bitstream, and the information may be in units of at least one of a sequence, picture parameter, tile group, or slice (segment). Can be signaled.
  • the maximum / minimum size of the coding block may be a fixed size preset in the encoder / decoder.
  • the size of a coding block corresponds to 256x256 to 64x64, it may be possible to split only into a quadtree.
  • the divided block may be at least one of an encoding block or a transform block.
  • information (eg, split_flag) indicating splitting of a coding block may be a flag indicating whether to split a quadtree.
  • Coding Tree Block It may be used as a term to refer to any one of a Y coded tree block, a Cb coded tree block, and a Cr coded tree block.
  • Neighbor block It may mean a block adjacent to the current block.
  • the block adjacent to the current block may mean a block that borders the current block or a block located within a predetermined distance from the current block.
  • the neighboring block may mean a block adjacent to the vertex of the current block.
  • the block adjacent to the vertex of the current block may be a block vertically adjacent to a neighboring block horizontally adjacent to the current block or a block horizontally adjacent to a neighboring block vertically adjacent to the current block.
  • Peripheral blocks may mean reconstructed peripheral blocks.
  • Reconstructed Neighbor Block It may mean a neighboring block that has already been encoded or decoded spatially or temporally around the current block.
  • the reconstructed peripheral block may refer to the reconstructed peripheral unit.
  • the reconstructed spatial neighboring block may be a block in the current picture and a block that has already been reconstructed through encoding and / or decoding.
  • the reconstructed temporal neighboring block may be a reconstructed block or a neighboring block at a position corresponding to the current block of the current picture in the reference image.
  • Unit Depth It may mean the degree to which the unit is divided.
  • a root node may correspond to an undivided first unit.
  • the uppermost node may be referred to as the root node.
  • the highest node may have a minimum depth value.
  • the highest node may have a depth of level (Level) 0.
  • a node having a depth of level 1 may represent a unit generated as the first unit is divided once.
  • a node having a depth of level 2 may represent a unit generated as the first unit is divided twice.
  • a node having a depth of level n may represent a unit generated as the first unit is divided n times.
  • the leaf node may be the lowest node, and may be a node that cannot be further divided.
  • the depth of the leaf node may be the maximum level.
  • the predefined value of the maximum level may be 3. It can be said that the root node has the shallowest depth, and the leaf node has the deepest depth.
  • the level at which the unit exists may indicate unit depth.
  • Bitstream It may mean a stream of bits including encoded image information.
  • Parameter Set Corresponds to header information among structures in the bitstream. At least one of a video parameter set, a sequence parameter set, a picture parameter set, and an adaptation parameter set may be included in the parameter set. Also, the parameter set may include tile group, slice header, and tile header information. Further, the tile group may mean a group including several tiles, and may have the same meaning as a slice.
  • Entropy decoding a bitstream may mean determining a syntax element value, or entropy decoding itself.
  • Symbol It may mean at least one of syntax elements of an encoding / decoding target unit, a coding parameter, and a value of a transform coefficient. Further, the symbol may mean an object of entropy encoding or a result of entropy decoding.
  • Prediction Mode It may be information indicating a mode that is encoded / decoded by intra-prediction or a mode that is encoded / decoded by inter-prediction.
  • Prediction Unit It may mean a basic unit when performing prediction such as inter-screen prediction, intra-screen prediction, inter-screen compensation, in-screen compensation, motion compensation, and the like.
  • One prediction unit may be divided into a plurality of partitions having a smaller size or a plurality of lower prediction units.
  • the plurality of partitions may also be a basic unit in performing prediction or compensation.
  • the partition generated by the division of the prediction unit may also be a prediction unit.
  • Prediction unit partition may mean a form in which the prediction unit is partitioned.
  • Reference Picture List A list including one or more reference pictures used for inter prediction or motion compensation.
  • the types of the reference image list may include LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3), and one or more reference images for inter-screen prediction. Lists can be used.
  • Inter Prediction Indicator It may mean a prediction direction (unidirectional prediction, bidirectional prediction, etc.) between screens of the current block. Alternatively, it may mean the number of reference images used when generating the prediction block of the current block. Alternatively, it may mean the number of prediction blocks used when performing inter-frame prediction or motion compensation for the current block.
  • Prediction list utilization flag Indicates whether a prediction block is generated using at least one reference image in a specific reference image list.
  • the inter prediction indicator can be derived using the prediction list utilization flag, and, conversely, the prediction list utilization flag can be derived using the inter prediction prediction indicator. For example, when the prediction list utilization flag indicates the first value 0, it may indicate that the prediction block is not generated using the reference image in the reference image list, and when the second value 1 is indicated, the reference It is possible to indicate that a prediction block can be generated using an image list.
  • a reference picture index may refer to an index indicating a specific reference picture.
  • Reference Picture refers to an image referenced by a specific block for inter-frame prediction or motion compensation.
  • the reference image may be an image including a reference block referenced by a current block for inter prediction or motion compensation.
  • reference picture and “reference picture” may be used with the same meaning, and may be used interchangeably.
  • Motion Vector It may be a two-dimensional vector used for inter-screen prediction or motion compensation.
  • the motion vector may mean an offset between a block to be coded / decoded and a reference block.
  • (mvX, mvY) may represent a motion vector.
  • mvX may represent a horizontal component
  • mvY may represent a vertical component.
  • the search range may be a two-dimensional area in which a motion vector is searched during inter-screen prediction.
  • the size of the search area may be MxN.
  • M and N may each be positive integers.
  • Motion Vector Candidate When predicting a motion vector, it may mean a block that becomes a prediction candidate or a motion vector of the block. Also, the motion vector candidate may be included in the motion vector candidate list.
  • Motion Vector Candidate List may mean a list constructed using one or more motion vector candidates.
  • Motion Vector Candidate Index may indicate an indicator indicating a motion vector candidate in a motion vector candidate list. It may be an index of a motion vector predictor.
  • Motion Information At least one of a motion vector, a reference video index, an inter-screen prediction indicator, as well as a prediction list utilization flag, a reference video list information, a reference video, a motion vector candidate, a motion vector candidate index, a merge candidate, and a merge index. It may mean information including one.
  • Merge Candidate List A list formed by using one or more merge candidates.
  • Merge Candidate may mean spatial merge candidate, temporal merge candidate, combined merge candidate, combination predictive merge candidate, zero merge candidate, and the like.
  • the merge candidate may include motion information such as an inter prediction indicator, a reference image index for each list, a motion vector, a prediction list utilization flag, and an inter prediction prediction indicator.
  • Merge Index may indicate an indicator pointing to a merge candidate in the merge candidate list. Further, the merge index may indicate a block in which a merge candidate is derived among blocks reconstructed adjacent to the current block spatially and temporally. Further, the merge index may indicate at least one of motion information of the merge candidate.
  • Transform Unit A basic unit when performing residual signal encoding / decoding such as transform, inverse transform, quantization, inverse quantization, and transform coefficient encoding / decoding.
  • One conversion unit may be divided and divided into a plurality of lower conversion units having a smaller size.
  • the transform / inverse transform may include at least one of a primary transform / inverse transform and a secondary transform / inverse transform.
  • Scaling It may mean the process of multiplying the quantized level by the factor.
  • a transform coefficient may be generated as a result of scaling for the quantized level. Scaling can also be called dequantization.
  • Quantization parameter It may mean a value used when generating a quantized level using a transform coefficient in quantization. Alternatively, it may mean a value used to generate a transform coefficient by scaling a quantized level in inverse quantization.
  • the quantization parameter may be a value mapped to a quantization step size.
  • Residual quantization parameter may mean a difference (difference) between a predicted quantization parameter and a quantization parameter of a unit to be encoded / decoded.
  • Scan It may mean a method of sorting the order of coefficients in a unit, block or matrix. For example, arranging a two-dimensional array into a one-dimensional array is called a scan. Alternatively, arranging the one-dimensional array in the form of a two-dimensional array may also be called a scan or an inverse scan.
  • Transform Coefficient It may mean a coefficient value generated after the transform is performed in the encoder.
  • the decoder may mean a coefficient value generated after performing at least one of entropy decoding and inverse quantization.
  • a quantized level or a quantized transform coefficient level in which quantization is applied to a transform coefficient or a residual signal may also be included in the meaning of the transform coefficient.
  • Quantized Level A value generated by performing quantization on a transform coefficient or a residual signal in an encoder. Alternatively, it may mean a value that is an object of inverse quantization before performing inverse quantization in the decoder. Similarly, quantized transform coefficient levels resulting from transform and quantization may also be included in the meaning of the quantized level.
  • Non-zero Transform Coefficient It may mean a transform coefficient level having a non-zero size or a transform coefficient level having a non-zero size or a quantized level.
  • Quantization Matrix A matrix used in a quantization or inverse quantization process to improve the subjective or objective image quality of an image.
  • the quantization matrix can also be called a scaling list.
  • Quantization Matrix Coefficient It may mean each element in the quantization matrix.
  • the quantization matrix coefficient may also be referred to as a matrix coefficient.
  • Default matrix It may mean a predetermined quantization matrix predefined in the encoder and decoder.
  • Non-default matrix It is not previously defined in the encoder and the decoder, and may mean a quantization matrix signaled by the user.
  • Statistical value Statistical values for at least one of variables, encoding parameters, constants, etc. that have certain values that can be computed are the average value, weighted average value, weighted sum value, minimum value, maximum value, mode value, median value, and interpolation It can be at least one of the values.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration according to an embodiment of an encoding apparatus to which the present invention is applied.
  • the encoding device 100 may be an encoder, a video encoding device, or a video encoding device.
  • a video may include one or more images.
  • the encoding apparatus 100 may sequentially encode one or more images.
  • the encoding apparatus 100 includes a motion prediction unit 111, a motion compensation unit 112, an intra prediction unit 120, a switch 115, a subtractor 125, a transformation unit 130, and quantization. It may include a unit 140, an entropy encoding unit 150, an inverse quantization unit 160, an inverse transform unit 170, an adder 175, a filter unit 180, and a reference picture buffer 190.
  • the encoding apparatus 100 may perform encoding on the input image in intra mode and / or inter mode. Also, the encoding apparatus 100 may generate a bitstream including information encoded through encoding for an input image, and output the generated bitstream. The generated bitstream can be stored on a computer-readable recording medium, or can be streamed over a wired / wireless transmission medium.
  • the switch 115 When the intra mode is used as the prediction mode, the switch 115 may be switched to intra, and when the inter mode is used as the prediction mode, the switch 115 may be switched to inter.
  • the intra mode may mean an intra prediction mode
  • the inter mode may mean an inter prediction mode.
  • the encoding apparatus 100 may generate a prediction block for an input block of the input image.
  • the encoding apparatus 100 may encode the residual block using a residual between the input block and the prediction block.
  • the input image may be referred to as a current image that is a current encoding target.
  • the input block may be referred to as a current block that is an object of current encoding or a block to be encoded.
  • the intra prediction unit 120 may use a sample of a block that has been encoded / decoded around the current block as a reference sample.
  • the intra prediction unit 120 may perform spatial prediction for the current block using the reference sample, and generate prediction samples for the input block through spatial prediction.
  • intra prediction may mean intra-screen prediction.
  • the motion prediction unit 111 may search a region in which the input block is most matched from a reference image in a motion prediction process, and derive a motion vector using the searched region. . At this time, a search area may be used as the area.
  • the reference image may be stored in the reference picture buffer 190.
  • it when encoding / decoding of a reference image is processed, it may be stored in the reference picture buffer 190.
  • the motion compensation unit 112 may generate a prediction block for the current block by performing motion compensation using a motion vector.
  • the inter prediction may mean inter-screen prediction or motion compensation.
  • the motion prediction unit 111 and the motion compensation unit 112 may generate a prediction block by applying an interpolation filter to some regions in the reference image when the values of the motion vectors do not have integer values. .
  • motion prediction and motion compensation methods of a prediction unit included in a corresponding coding unit based on a coding unit are skip mode, merge mode, and improved motion vector prediction ( It can determine whether it is an advanced motion vector prediction (AMVP) mode, a current picture reference mode, or perform prediction or motion compensation between screens according to each mode.
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • the subtractor 125 may generate a residual block using the difference between the input block and the prediction block.
  • the residual block may be referred to as a residual signal.
  • the residual signal may mean a difference between the original signal and the predicted signal.
  • the residual signal may be a signal generated by transforming, quantizing, or transforming and quantizing the difference between the original signal and the prediction signal.
  • the residual block may be a residual signal in block units.
  • the transform unit 130 may transform a residual block to generate transform coefficients and output the generated transform coefficients.
  • the transform coefficient may be a coefficient value generated by performing transform on the residual block.
  • the transform unit 130 may omit the transform for the remaining blocks.
  • a quantized level may be generated by applying quantization to a transform coefficient or a residual signal.
  • the quantized level may also be referred to as a transform coefficient.
  • the quantization unit 140 may generate a quantized level by quantizing a transform coefficient or a residual signal according to a quantization parameter, and output the generated quantized level. At this time, the quantization unit 140 may quantize the transform coefficient using a quantization matrix.
  • the entropy encoding unit 150 may generate a bitstream by performing entropy encoding according to a probability distribution on values calculated by the quantization unit 140 or encoding parameter values calculated during the encoding process. And can output a bitstream.
  • the entropy encoding unit 150 may perform entropy encoding on information about a sample of an image and information for decoding an image. For example, information for decoding an image may include a syntax element.
  • the entropy encoding unit 150 may use encoding methods such as exponential Golomb (CAVLC), context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC) for entropy encoding.
  • CAVLC exponential Golomb
  • CAVLC context-adaptive variable length coding
  • CABAC context-adaptive binary arithmetic coding
  • the entropy encoding unit 150 may perform entropy encoding using a variable length coding (VLC) table.
  • VLC variable length coding
  • the entropy encoding unit 150 derives a binarization method of a target symbol and a probability model of a target symbol / bin, and then derives the derived binarization method, probability model, and context model. Arithmetic coding may also be performed using.
  • the entropy encoding unit 150 may change a two-dimensional block form coefficient into a one-dimensional vector form through a transform coefficient scanning method to encode a transform coefficient level (quantized level).
  • Coding parameters such as syntax elements, may include information (flags, indexes, etc.) encoded by an encoder and signaled to a decoder, as well as information derived in an encoding process or a decoding process, and encode or decode an image. It can mean the information you need.
  • signaling the flag or index may mean that the encoder entropy-encodes the corresponding flag or index into a bitstream, and the decoder indicates the flag or index from the bitstream. It may mean entropy decoding.
  • the encoded current image may be used as a reference image for another image to be processed later. Accordingly, the encoding apparatus 100 may reconstruct or decode the encoded current image again, and may store the reconstructed or decoded image as a reference image in the reference picture buffer 190.
  • the quantized level may be dequantized in the inverse quantization unit 160.
  • the inverse transform unit 170 may be inverse transformed.
  • the inverse quantized and / or inverse transformed coefficients can be summed with the prediction block through the adder 175, and the reconstructed block can be generated by adding the inverse quantized and / or inverse transformed coefficients and the prediction block.
  • the inverse quantized and / or inverse transformed coefficient means a coefficient in which at least one of inverse quantization and inverse transform is performed, and may mean a reconstructed residual block.
  • the reconstruction block may pass through the filter unit 180.
  • the filter unit 180 may include at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), and an adaptive loop filter (ALF) to a reconstructed sample, reconstructed block, or reconstructed image. Can be applied.
  • the filter unit 180 may also be referred to as an in-loop filter.
  • the deblocking filter can remove block distortion occurring at the boundary between blocks.
  • it may be determined whether to apply the deblocking filter to the current block based on samples included in a few columns or rows included in the block.
  • different filters may be applied according to the required deblocking filtering strength.
  • An appropriate offset value may be added to the sample value to compensate for the coding error using the sample adaptive offset.
  • the sample adaptive offset may correct the offset from the original image in units of samples for the deblocked image. After dividing the samples included in the image into a certain number of regions, it is possible to determine a region to perform an offset and apply an offset to the region or a method of applying an offset in consideration of edge information of each sample.
  • the adaptive loop filter may perform filtering based on a comparison value between the reconstructed image and the original image. After dividing the sample included in the image into a predetermined group, a filter to be applied to the corresponding group may be determined to perform filtering differently for each group. Information related to whether to apply the adaptive loop filter may be signaled for each coding unit (CU), and the shape and filter coefficient of the adaptive loop filter to be applied may be changed according to each block.
  • CU coding unit
  • the reconstructed block or reconstructed image that has passed through the filter unit 180 may be stored in the reference picture buffer 190.
  • the reconstructed block that has passed through the filter unit 180 may be part of the reference image.
  • the reference image may be a reconstructed image composed of reconstructed blocks that have passed through the filter unit 180.
  • the stored reference image may then be used for inter-screen prediction or motion compensation.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration according to an embodiment of a decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • the decoding apparatus 200 may be a decoder, a video decoding apparatus, or a video decoding apparatus.
  • the decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an intra prediction unit 240, a motion compensation unit 250, and an adder 255. , A filter unit 260 and a reference picture buffer 270.
  • the decoding apparatus 200 may receive the bitstream output from the encoding apparatus 100.
  • the decoding apparatus 200 may receive a bitstream stored in a computer-readable recording medium, or a bitstream streamed through a wired / wireless transmission medium.
  • the decoding apparatus 200 may perform decoding on the bitstream in intra mode or inter mode. Also, the decoding apparatus 200 may generate a reconstructed image or a decoded image through decoding, and output a reconstructed image or a decoded image.
  • the switch When the prediction mode used for decoding is the intra mode, the switch can be switched to the intra mode.
  • the prediction mode used for decoding is the inter mode, the switch may be switched to inter.
  • the decoding apparatus 200 may decode the input bitstream to obtain a reconstructed residual block, and generate a prediction block. When the reconstructed residual block and the predicted block are obtained, the decoding apparatus 200 may generate a reconstructed block to be decoded by adding the reconstructed residual block and the predicted block.
  • the block to be decoded may be referred to as a current block.
  • the entropy decoding unit 210 may generate symbols by performing entropy decoding according to a probability distribution for a bitstream.
  • the generated symbols may include symbols in the form of quantized levels.
  • the entropy decoding method may be an inverse process of the entropy encoding method described above.
  • the entropy decoding unit 210 may change a one-dimensional vector form coefficient into a two-dimensional block form through a transform coefficient scanning method.
  • the quantized level may be inversely quantized by the inverse quantization unit 220 and inversely transformed by the inverse transformation unit 230.
  • the quantized level is a result of inverse quantization and / or inverse transformation, and may be generated as a reconstructed residual block.
  • the inverse quantization unit 220 may apply a quantization matrix to the quantized level.
  • the intra prediction unit 240 may generate a prediction block by performing spatial prediction on a current block using sample values of blocks that are already decoded around a block to be decoded.
  • the motion compensation unit 250 may generate a prediction block by performing motion compensation on a current block using a motion vector and a reference image stored in the reference picture buffer 270.
  • the motion compensation unit 250 may generate a prediction block by applying an interpolation filter to some areas in the reference image.
  • the adder 255 may add a reconstructed residual block and a predictive block to generate a reconstructed block.
  • the filter unit 260 may apply at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset, and an adaptive loop filter to a reconstructed block or reconstructed image.
  • the filter unit 260 may output a reconstructed image.
  • the reconstructed block or reconstructed image may be stored in the reference picture buffer 270 and used for inter prediction.
  • the reconstructed block that has passed through the filter unit 260 may be part of the reference image.
  • the reference image may be a reconstructed image composed of reconstructed blocks that have passed through the filter unit 260.
  • the stored reference image may then be used for inter-screen prediction or motion compensation.
  • 3 is a diagram schematically showing an image split structure when encoding and decoding an image. 3 schematically shows an embodiment in which one unit is divided into a plurality of sub-units.
  • a coding unit may be used.
  • An encoding unit may be used as a basic unit of image encoding / decoding.
  • an encoding unit may be used as a unit in which an intra prediction mode and an inter prediction mode are distinguished when encoding / decoding an image.
  • the coding unit may be a basic unit used for prediction, transform, quantization, inverse transform, inverse quantization, or encoding / decoding of transform coefficients.
  • the image 300 is sequentially divided in units of a largest coding unit (LCU), and a split structure is determined in LCU units.
  • LCU may be used in the same sense as a coding tree unit (CTU).
  • the division of the unit may mean division of a block corresponding to the unit.
  • the block partitioning information may include information about the depth of the unit. Depth information may indicate the number and / or degree of division of the unit.
  • One unit may be divided into a plurality of sub-units hierarchically with depth information based on a tree structure. In other words, the unit and sub-units generated by the division of the unit may correspond to a node and child nodes of the node, respectively.
  • Each divided sub-unit may have depth information.
  • the depth information may be information indicating the size of the CU, and may be stored for each CU. Since the unit depth indicates the number and / or degree of divisions of the unit, the division information of the sub-unit may include information regarding the size of the sub-unit.
  • the split structure may mean distribution of a coding unit (CU) in the CTU 310. Such a distribution may be determined according to whether to divide one CU into a plurality of (two or more positive integers including 2, 4, 8, 16, etc.) CUs.
  • the horizontal and vertical sizes of a CU created by splitting are half the horizontal size and half the vertical size of the CU before splitting, or the size smaller than the horizontal size and the vertical size of the CU before splitting, depending on the number of splits.
  • a size of at least one of a horizontal size and a vertical size of a divided CU may be reduced compared to at least one of a horizontal size and a vertical size of a CU before partitioning.
  • Partitioning of CUs can be done recursively up to a predefined depth or a predefined size.
  • the depth of the CTU may be 0, and the depth of the smallest coding unit (SCU) may be a predefined maximum depth.
  • the CTU may be a coding unit having the largest coding unit size as described above, and the SCU may be a coding unit having the smallest coding unit size.
  • the segmentation starts from the CTU 310, and whenever the horizontal and / or vertical size of the CU is reduced by the segmentation, the depth of the CU increases by one.
  • a non-divided CU may have a size of 2Nx2N.
  • a 2Nx2N sized CU may be divided into 4 CUs having an NxN size. The size of N can be reduced in half with each increase in depth.
  • information about whether a CU is divided may be expressed through partitioning information of a CU.
  • the segmentation information may be 1-bit information. All CUs except SCU may include segmentation information. For example, if the value of the split information is the first value, the CU may not be split, and if the value of the split information is the second value, the CU may be split.
  • a CTU having a depth of 0 may be a 64x64 block. 0 can be the minimum depth.
  • An SCU with a depth of 3 may be 8x8 blocks. 3 can be the maximum depth.
  • CUs of the 32x32 block and the 16x16 block may be represented by depth 1 and depth 2, respectively.
  • the horizontal and vertical sizes of the four divided coding units may have half the size compared to the horizontal and vertical sizes of the coding units before being split. have.
  • the divided 4 coding units may each have a size of 16x16.
  • the horizontal or vertical size of the two divided coding units may have a half size compared to the horizontal or vertical size of the coding unit before being split.
  • the two divided coding units may each have a size of 16x32.
  • the two divided coding units may each have a size of 8x16.
  • the horizontal or vertical size of the coding unit before splitting may be divided into three coding units by dividing the ratio by a ratio of 1: 2: 1.
  • the divided 3 coding units may have sizes of 16x8, 16x16, and 16x8, respectively, from the upper side.
  • the divided 3 coding units may have sizes of 8x32, 16x32, and 8x32 from the left, respectively.
  • the CTU 320 of FIG. 3 is an example of a CTU to which quad-tree splitting, binary-tree splitting, and 3-split-tree splitting are all applied.
  • quadtree splitting may be preferentially applied to CTU.
  • the coding unit that can no longer be split into a quadtree may correspond to a leaf node of the quadtree.
  • the coding unit corresponding to the leaf node of the quad tree may be a binary tree and / or a root node of a three-part tree. That is, the coding unit corresponding to the leaf node of the quadtree may not be divided into binary trees, divided into three divided trees, or further divided.
  • the coding unit corresponding to the leaf node of the quadtree is binary-tree-divided or a 3-divided-tree-divided coding unit, so that quadtree splitting is not performed again, thereby signaling block splitting and / or splitting information. It can be done effectively.
  • the splitting of the coding unit corresponding to each node of the quadtree may be signaled using quad splitting information.
  • the quad split information having a first value (eg, '1') may indicate that the corresponding coding unit is quad tree split.
  • the quad split information having a second value (eg, '0') may indicate that the corresponding coding unit is not quad tree split.
  • the quad segmentation information may be a flag having a predetermined length (eg, 1 bit).
  • Priority may not exist between the binary tree partition and the three-part tree split. That is, the coding unit corresponding to the leaf node of the quad tree may be divided into binary trees or divided into three divided trees. Also, the coding unit generated by the binary tree splitting or the three-divided tree splitting may not be further divided into a binary tree splitting or a three-divided tree splitting.
  • Partitioning when there is no priority between a binary tree partition and a three-part tree partition can be referred to as a multi-type tree partition. That is, the coding unit corresponding to the leaf node of the quad tree may be a root node of a multi-type tree.
  • the division of the coding unit corresponding to each node of the composite tree may be signaled using at least one of whether the composite tree is split, split direction information, and split tree information. In order to divide the coding unit corresponding to each node of the composite tree, whether or not to sequentially split, split direction information and split tree information may be signaled.
  • Whether to split the composite tree having a first value may indicate that the corresponding coding unit is split.
  • the split type tree information having a second value may indicate that the corresponding coding unit is not split.
  • the encoding unit may further include split direction information.
  • the split direction information may indicate a split direction of a composite tree split.
  • the split direction information having the first value (eg, '1') may indicate that the corresponding coding unit is split in the vertical direction.
  • the split direction information having the second value (eg, '0') may indicate that the corresponding coding unit is split in the horizontal direction.
  • the encoding unit may further include split tree information.
  • the split tree information may indicate a tree used for splitting a composite tree.
  • the split tree information having the first value (eg, '1') may indicate that the corresponding coding unit is split into a binary tree.
  • the split tree information having the second value (eg, '0') may indicate that the corresponding coding unit is split into three split trees.
  • the partitioning information, partitioning tree information, and partitioning direction information may be flags each having a predetermined length (eg, 1 bit).
  • At least one of quad split information, split type information, split direction information, and split tree information may be entropy-encoded / decoded.
  • information of a neighboring coding unit adjacent to the current coding unit may be used.
  • the split form of the left coding unit and / or the upper coding unit (divided or not, split tree and / or split direction) has a high probability of being similar to that of the current coding unit.
  • context information for entropy encoding / decoding of information of the current coding unit can be derived based on the information of the peripheral coding unit.
  • the information of the neighboring coding unit may include at least one of quad splitting information of the corresponding coding unit, whether or not to split the composite tree, splitting direction information, and splitting tree information.
  • binary tree partitioning may be preferentially performed. That is, binary tree splitting is applied first, and a coding unit corresponding to a leaf node of the binary tree may be set as a root node of a three-part tree. In this case, quad-tree splitting and binary-tree splitting may not be performed on the coding unit corresponding to the node of the three-split tree.
  • a coding unit that is no longer split by quadtree splitting, binary tree splitting, and / or tripartite splitting may be a unit of coding, prediction, and / or transformation. That is, the coding unit may no longer be split for prediction and / or transformation. Therefore, a split structure, split information, etc. for dividing the coding unit into a prediction unit and / or a transform unit may not exist in the bitstream.
  • the corresponding coding unit may be recursively divided until a size equal to or smaller than a size of the maximum transform block. For example, when the size of the coding unit is 64x64 and the size of the largest transform block is 32x32, the coding unit may be divided into four 32x32 blocks for transformation. For example, when the size of the coding unit is 32x64 and the size of the largest transform block is 32x32, the coding unit may be divided into two 32x32 blocks for transformation.
  • whether or not the coding unit for transformation is split is not signaled separately, and may be determined by comparing the horizontal or vertical of the coding unit with the horizontal or vertical of the largest transform block. For example, when the width of the coding unit is larger than the width of the largest transform block, the coding unit may be divided into two vertically. Also, when the length of the coding unit is greater than the length of the largest transform block, the coding unit may be divided into two horizontally.
  • Information about the maximum and / or minimum size of the coding unit and information about the maximum and / or minimum size of the transform block may be signaled or determined at a higher level of the coding unit.
  • the upper level may be, for example, a sequence level, a picture level, a tile level, a tile group level, a slice level, and the like.
  • the minimum size of the coding unit may be determined as 4x4.
  • the maximum size of the transform block may be determined as 64x64.
  • the minimum size of the transform block may be determined as 4x4.
  • Information on the minimum size (quadtree minimum size) of the coding unit corresponding to the leaf node of the quadtree and / or the maximum depth from the root node to the leaf node of the composite tree (maximum depth of the composite tree) is encoded. It can be signaled or determined at a higher level of the unit.
  • the upper level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, a tile group level, a tile level, and the like.
  • Information about the minimum size of the quadtree and / or information about the maximum depth of the composite tree may be signaled or determined for each of the in-screen slice and the inter-screen slice.
  • the difference information about the size of the CTU and the maximum size of the transform block may be signaled or determined at a higher level of the coding unit.
  • the upper level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, a tile group level, a tile level, and the like.
  • Information regarding the maximum size (the maximum size of the binary tree) of the coding unit corresponding to each node of the binary tree may be determined based on the size of the coding tree unit and the difference information.
  • the maximum size of the coding unit corresponding to each node of the three-division tree (the maximum size of the three-division tree) may have a different value depending on the type of slice.
  • the maximum size of a 3 split tree may be 32x32.
  • the maximum size of a three-part tree may be 128x128.
  • the minimum size of the coding unit corresponding to each node of the binary tree (minimum size of the binary tree) and / or the minimum size of the coding unit corresponding to each node of the three-division tree (minimum size of the three-part tree) is the minimum of the coding block. Can be set to size.
  • the maximum size of the binary tree and / or the maximum size of the three-part tree may be signaled or determined at the slice level.
  • the minimum size of the binary tree and / or the minimum size of the three-part tree may be signaled or determined at the slice level.
  • quad segmentation information whether or not to divide the composite tree, split tree information, and / or split direction information may or may not be present in the bitstream.
  • the coding unit does not include quad splitting information, and the quad splitting information may be inferred as a second value.
  • the coding unit when the size (horizontal and vertical) of the coding unit corresponding to the node of the composite tree is larger than the maximum size (horizontal and vertical) of the binary tree and / or the maximum size (horizontal and vertical) of the three-part tree, the coding unit is Binary tree partitioning and / or three-partitioning tree division may not be performed. Accordingly, information on whether to divide the composite tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the size (horizontal and vertical) of the coding unit corresponding to the node of the composite tree is the same as the minimum size (horizontal and vertical) of the binary tree, or the size (horizontal and vertical) of the coding unit is the minimum size of the three-division tree (horizontal) And vertical)
  • the coding unit may not be divided into binary trees and / or divided into three trees. Accordingly, information on whether to divide the composite tree is not signaled and can be inferred as a second value. This is because, when the coding unit is split into binary trees and / or divided into three-division trees, an encoding unit smaller than the minimum size of the binary tree and / or the minimum size of the three-division tree is generated.
  • the binary tree partition or the three-part tree partition may be limited based on the size of the virtual pipeline data unit (hereinafter, the pipeline buffer size). For example, when a coding unit is divided into sub-coding units that are not suitable for the size of a pipeline buffer, by binary tree splitting or 3 split tree splitting, the corresponding binary tree splitting or 3 split tree splitting may be limited.
  • the pipeline buffer size may be the size of the largest transform block (eg, 64X64). For example, when the pipeline buffer size is 64X64, the division below may be limited.
  • NxM N and / or M is 1278 coding unit
  • the coding unit may not be split into binary trees and / or divided into three-division trees. Accordingly, information on whether to divide the composite tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the composite type Information about whether a tree is split may be signaled. Otherwise, the coding unit may not be divided into binary trees and / or divided into three trees. Accordingly, information on whether to divide the composite tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • split direction information may be signaled. Otherwise, the segmentation direction information is not signaled and may be inferred as a value indicating a segmentable direction.
  • split tree information may be signaled. Otherwise, the split tree information is not signaled and can be inferred as a value indicating a splittable tree.
  • FIG. 4 is a view for explaining an embodiment of the intra-screen prediction process.
  • Arrows from the center of FIG. 4 to the outside may indicate prediction directions of prediction modes in the screen.
  • In-picture encoding and / or decoding may be performed using reference samples of neighboring blocks of the current block.
  • the neighboring block may be a reconstructed neighboring block.
  • intra-picture encoding and / or decoding may be performed using a value or encoding parameter of a reference sample included in a reconstructed neighboring block.
  • the prediction block may mean a block generated as a result of performing intra prediction.
  • the prediction block may correspond to at least one of CU, PU and TU.
  • the unit of the prediction block may be at least one of CU, PU and TU.
  • the prediction block may be a block of a square shape having a size of 2x2, 4x4, 16x16, 32x32 or 64x64, or may be a block of rectangular shape having sizes of 2x8, 4x8, 2x16, 4x16 and 8x16.
  • Intra prediction may be performed according to an intra prediction mode for a current block.
  • the number of prediction modes in the screen that the current block may have may be a predetermined fixed value, or a value determined differently according to properties of the prediction block.
  • the properties of the prediction block may include the size of the prediction block and the shape of the prediction block.
  • the number of intra prediction modes may be fixed to N regardless of the size of the block.
  • the number of prediction modes in the screen may be 3, 5, 9, 17, 34, 35, 36, 65, or 67.
  • the number of intra prediction modes may differ depending on the size of the block and / or the type of color component.
  • the number of prediction modes in the screen may be different depending on whether the color component is a luma signal or a chroma signal. For example, as the size of the block increases, the number of prediction modes in the screen may increase.
  • the number of intra prediction modes of the luminance component block may be greater than the number of intra prediction modes of the color difference component block.
  • the intra prediction mode may be a non-directional mode or a directional mode.
  • the non-directional mode may be a DC mode or a planar mode
  • the angular mode may be a prediction mode having a specific direction or angle.
  • the intra prediction mode may be represented by at least one of a mode number, a mode value, a mode number, a mode angle, and a mode direction.
  • the number of intra prediction modes may be one or more M including the non-directional and directional modes. Whether the samples included in the reconstructed neighboring blocks to predict the current block are available as reference samples of the current block. The step of inspecting may be performed.
  • a sample value of a sample that is not available as a reference sample using a value obtained by copying and / or interpolating at least one of the samples included in the reconstructed neighboring block. After replacing with, it can be used as a reference sample of the current block.
  • FIG. 7 is a diagram for describing reference samples available for intra prediction.
  • At least one of the reference sample line 0 to the reference sample line 3 may be used for intra-picture prediction of the current block.
  • samples of segments A and F can be padded with the nearest samples of segments B and E, respectively, instead of being taken from the reconstructed neighboring block.
  • Index information indicating a reference sample line to be used for intra-picture prediction of the current block may be signaled. If the upper boundary of the current block is the boundary of the CTU, only reference sample line 0 may be available. Therefore, in this case, the index information may not be signaled.
  • filtering on a prediction block described below may not be performed.
  • a filter may be applied to at least one of a reference sample or a prediction sample based on at least one of an intra prediction mode and a current block size.
  • a weighted sum of the upper and left reference samples of the current sample and the upper and lower left and right reference samples of the current block is used.
  • a sample value of a sample to be predicted can be generated.
  • an average value of upper and left reference samples of the current block may be used.
  • a prediction block may be generated by using reference samples at the top, left, top, and / or bottom left of the current block. Real-time interpolation may be performed to generate predicted sample values.
  • a prediction block for the current block of the second color component may be generated based on the corresponding reconstructed block of the first color component.
  • the first color component may be a luminance component and the second color component may be a color difference component.
  • parameters of the linear model between the first color component and the second color component may be derived based on the template.
  • the template may include upper and / or left peripheral samples of the current block and upper and / or left peripheral samples of the reconstruction block of the corresponding first color component.
  • the parameters of the linear model include sample values of a first color component having a maximum value among samples in a template, sample values of a second color component corresponding thereto, and sample values of a first color component having a minimum value among samples in a template. And a sample value of the second color component corresponding thereto.
  • a corresponding reconstruction block can be applied to the linear model to generate a predictive block for the current block.
  • sub-sampling may be performed on neighboring samples of the reconstructed blocks of the first color component and corresponding reconstructed blocks.
  • one sample of the second color component corresponds to four samples of the first color component
  • four samples of the first color component can be subsampled to calculate one corresponding sample.
  • parameter derivation of the linear model and intra-picture prediction between color components may be performed based on the subsampled corresponding sample.
  • Whether to perform intra-picture prediction between color components and / or a range of templates may be signaled as an intra-picture prediction mode.
  • the current block may be divided into two or four sub-blocks in the horizontal or vertical direction.
  • the divided sub-blocks may be sequentially restored. That is, intra-prediction may be performed on the sub-block to generate the sub-prediction block.
  • inverse quantization and / or inverse transformation may be performed on the sub-block to generate a sub-residual block.
  • the reconstructed subblock may be generated by adding the sub prediction block to the sub residual block.
  • the reconstructed sub-block may be used as a reference sample for intra-prediction of the next sub-block.
  • the sub-block may be a block including a predetermined number (eg, 16) or more samples.
  • the current block may be divided into two sub-blocks.
  • the current block cannot be divided into sub-blocks.
  • the current block can be divided into four sub-blocks.
  • Information regarding whether the sub-block-based intra prediction is performed and / or split direction (horizontal or vertical) may be signaled.
  • the sub-block-based intra prediction may be limited to be performed only when the reference sample line 0 is used. When intra-picture prediction based on the sub-block is performed, filtering on a prediction block described below may not be performed.
  • the final prediction block may be generated by performing filtering on the predicted prediction block within the screen.
  • the filtering may be performed by applying a predetermined weight to a sample to be filtered, a left reference sample, a top reference sample, and / or a top left reference sample.
  • the weight and / or reference sample (range, position, etc.) used for the filtering may be determined based on at least one of a block size, an intra prediction mode, and a position in a prediction block of a sample to be filtered.
  • the filtering may be performed only in a predetermined intra prediction mode (eg, DC, planar, vertical, horizontal, diagonal, and / or adjacent diagonal modes).
  • the adjacent diagonal mode may be a mode obtained by adding or subtracting k to the diagonal mode. For example, k may be a positive integer of 8 or less.
  • the intra-prediction mode of the current block may be entropy-encoded / decoded by predicting from the intra-prediction mode of a block existing around the current block. If the intra-prediction mode of the current block and the neighboring blocks are the same, information on whether the intra-prediction mode of the current block and the neighboring blocks are the same may be signaled using predetermined flag information. Also, indicator information for the intra-prediction mode that is the same as the intra-prediction mode of the current block may be signaled among the intra-prediction modes of a plurality of neighboring blocks.
  • entropy encoding / decoding may be performed based on the intra-prediction mode of the neighboring block to entropy encode / decode the intra-prediction mode information of the current block.
  • 5 is a view for explaining an embodiment of a prediction process between screens.
  • the square illustrated in FIG. 5 may represent an image.
  • an arrow in FIG. 5 may indicate a prediction direction.
  • Each image may be classified into an I picture (Intra Picture), a P picture (Predictive Picture), and a B picture (Bi-predictive Picture) according to an encoding type.
  • the I picture can be encoded / decoded through intra-prediction without inter-prediction.
  • the P picture may be encoded / decoded through inter-frame prediction using only reference images existing in a unidirectional (eg, forward or reverse).
  • the B picture may be encoded / decoded through inter-frame prediction using reference images existing in bi-directional (eg, forward and reverse).
  • it may be encoded / decoded through inter-frame prediction using reference images existing in the bi-direction or inter-screen prediction using reference images existing in one of forward and reverse directions.
  • the bi-directional may be forward and reverse.
  • the encoder can perform inter-picture prediction or motion compensation
  • the decoder can perform corresponding motion compensation.
  • Inter-screen prediction or motion compensation may be performed using reference images and motion information.
  • Motion information for the current block may be derived during inter-frame prediction by each of the encoding device 100 and the decoding device 200. Motion information may be derived using motion information of a reconstructed neighboring block, motion information of a collocated block (col block), and / or blocks adjacent to a call block.
  • the call block may be a block corresponding to a spatial position of the current block in a collocated picture (col picture) that has already been reconstructed.
  • the call picture may be one picture among at least one reference picture included in the reference picture list.
  • the method of deriving motion information may be different according to the prediction mode of the current block.
  • the prediction mode may be referred to as a motion merge mode.
  • a motion vector candidate list can be generated.
  • a motion vector candidate can be derived using the generated motion vector candidate list.
  • Motion information of the current block may be determined based on the derived motion vector candidate.
  • the motion vector of the call block or the motion vector of a block adjacent to the call block may be referred to as a temporal motion vector candidate, and the motion vector of the reconstructed neighboring block may be a spatial motion vector candidate.
  • the encoding apparatus 100 may calculate a motion vector difference (MVD) between a motion vector and a motion vector candidate of the current block, and entropy encode the MVD. Also, the encoding apparatus 100 may entropy encode a motion vector candidate index to generate a bitstream. The motion vector candidate index may indicate an optimal motion vector candidate selected from motion vector candidates included in the motion vector candidate list. The decoding apparatus 200 may entropy decode the motion vector candidate index from the bitstream, and select a motion vector candidate of a decoding target block from among motion vector candidates included in the motion vector candidate list using the entropy decoded motion vector candidate index. . Also, the decoding apparatus 200 may derive a motion vector of a block to be decoded through the sum of the entropy-decoded MVD and motion vector candidates.
  • MVD motion vector difference
  • the encoding apparatus 100 may entropy-encode the calculated resolution information of the MVD.
  • the decoding apparatus 200 may adjust the resolution of the entropy-decoded MVD using the MVD resolution information.
  • the encoding apparatus 100 may calculate a motion vector difference (MVD) between a motion vector and a motion vector candidate of a current block based on an affine model, and entropy encode the MVD.
  • the decoding apparatus 200 may derive the affine control motion vector of the block to be decoded through the sum of the entropy-decoded MVD and the affine control motion vector candidate to derive the motion vector in units of sub-blocks.
  • the bitstream may include a reference image index indicating a reference image, and the like.
  • the reference image index may be entropy-encoded and signaled from the encoding apparatus 100 to the decoding apparatus 200 through a bitstream.
  • the decoding apparatus 200 may generate a prediction block for a decoding target block based on the derived motion vector and reference image index information.
  • the merge mode may mean merging motions of a plurality of blocks.
  • the merge mode may refer to a mode in which motion information of a current block is derived from motion information of a neighboring block.
  • a merge candidate list may be generated using the restored motion information of the neighboring block and / or motion information of the call block.
  • the motion information may include at least one of 1) a motion vector, 2) a reference image index, and 3) an inter prediction indicator.
  • the prediction indicator may be unidirectional (L0 prediction, L1 prediction) or bidirectional.
  • the merge candidate list may indicate a list in which motion information is stored.
  • the motion information stored in the merge candidate list includes motion information of a neighboring block adjacent to the current block (spatial merge candidate) and motion information of a block collocated with the current block in the reference image (temporary merge candidate ( temporal merge candidate), new motion information generated by a combination of motion information already present in the merge candidate list, motion information of a block encoded / decoded before the current block (history-based merge candidate) And zero merge candidates.
  • the encoding apparatus 100 may entropy encode at least one of a merge flag and a merge index to generate a bitstream, and then signal the decoding apparatus 200.
  • the merge flag may be information indicating whether to perform a merge mode for each block
  • the merge index may be information about which block of neighboring blocks adjacent to the current block is to merge with.
  • neighboring blocks of the current block may include at least one of a left neighboring block, a top neighboring block, and a temporal neighboring block of the current block.
  • the encoding apparatus 100 may entropy-encode correction information for correcting a motion vector among motion information of merge candidates and signal the decoding apparatus 200.
  • the decoding apparatus 200 may correct the motion vector of the merge candidate selected by the merge index based on the correction information.
  • the correction information may include at least one of correction information, correction direction information, and correction size information.
  • a prediction mode for correcting a motion vector of a merge candidate based on signaled correction information may be referred to as a merge mode having a motion vector difference.
  • the skip mode may be a mode that applies motion information of neighboring blocks to the current block as it is.
  • the encoding apparatus 100 may entropy-encode information on which block motion information to use as motion information of the current block and signal the decoding apparatus 200 through a bitstream.
  • the encoding device 100 may not signal syntax elements related to at least one of motion vector difference information, an encoding block flag, and a transform coefficient level (quantized level) to the decoding device 200.
  • the subblock merge mode may mean a mode for deriving motion information in units of subblocks of a coding block (CU).
  • a sub-block merge mode When a sub-block merge mode is applied, motion information (sub-block based temporal merge candidate) and / or affine control points of a sub-block corresponding to a current sub-block in a reference image (or sub-block based temporal merge candidate)
  • a subblock merge candidate list may be generated using a motion control point motion vector merge candidate.
  • the triangular partition mode divides the current block diagonally to derive each motion information, derives each prediction sample using each derived motion information, and derives each derived prediction sample.
  • the weighting may mean a mode for deriving a prediction sample of the current block.
  • the inter-intra prediction mode may mean a mode in which a prediction sample generated by inter-frame prediction and a prediction sample generated by intra-picture prediction are weighted to derive a prediction sample of the current block.
  • the decoding apparatus 200 may correct the derived motion information itself.
  • the decoding apparatus 200 may search for a predefined region based on a reference block indicated by the derived motion information, and derive motion information having a minimum SAD as corrected motion information.
  • the decoding apparatus 200 may compensate for a prediction sample derived through inter-screen prediction using an optical flow.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a process of transformation and quantization.
  • a quantized level may be generated by performing a transform and / or quantization process on a residual signal.
  • the residual signal may be generated as a difference between an original block and a prediction block (a prediction block in a screen or a prediction block between screens).
  • the prediction block may be a block generated by intra prediction or inter prediction.
  • the transform may include at least one of a primary transform and a secondary transform. When the first transform is performed on the residual signal, a transform coefficient may be generated, and a second transform may be performed on the transform coefficient to generate a second transform coefficient.
  • the primary transform may be performed using at least one of a plurality of pre-defined transform methods.
  • a plurality of pre-defined transform methods may include DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), or KLT (Karhunen-Loeve Transform) based transform.
  • a second transform may be performed on a transform coefficient generated after the first transform is performed.
  • the transform method applied in the first transform and / or the second transform may be determined according to at least one of encoding parameters of a current block and / or a neighboring block.
  • conversion information indicating a conversion method may be signaled.
  • DCT based conversion may include, for example, DCT2, DCT-8, and the like.
  • the DST based conversion may include, for example, DST-7.
  • the quantized level may be generated by performing quantization on the result of performing the first transform and / or the second transform or the residual signal.
  • the quantized level may be scanned according to at least one of an upper right diagonal scan, a vertical scan, and a horizontal scan based on at least one of an intra prediction mode or a block size / shape. For example, a coefficient of a block may be scanned using up-right diagonal scanning to change it into a one-dimensional vector form.
  • a vertical scan in which two-dimensional block shape coefficients are scanned in the column direction and a horizontal scan in which two-dimensional block shape coefficients are scanned in the row direction may be used instead of the upper right diagonal scan.
  • the scanned quantized level may be entropy coded and included in the bitstream.
  • the decoder may generate a quantized level by entropy decoding the bitstream.
  • the quantized level may be inversely scanned and arranged in a two-dimensional block form. At this time, at least one of a right top diagonal scan, a vertical scan, and a horizontal scan may be performed as a reverse scanning method.
  • Inverse quantization can be performed on the quantized level, secondary inverse transform may be performed depending on whether secondary inverse transform is performed, and primary inverse transform is performed according to whether primary inverse transform is performed on the result of the secondary inverse transform to restore Residual signal can be generated.
  • An inverse mapping of a dynamic range may be performed before in-loop filtering on the luminance component restored through intra-screen prediction or inter-screen prediction.
  • the dynamic range can be divided into 16 equal pieces, and the mapping function for each piece can be signaled.
  • the mapping function may be signaled at the slice level or tile group level.
  • An inverse mapping function for performing the inverse mapping may be derived based on the mapping function.
  • In-loop filtering, storage of reference pictures, and motion compensation are performed in a reverse-mapped region, and a prediction block generated through inter-screen prediction is converted to a mapped region by mapping using the mapping function, and then a reconstructed block is generated.
  • the prediction block generated by intra-prediction can be used to generate a reconstructed block without mapping / remapping.
  • the residual block may be converted into a reverse-mapped region by performing scaling on the chrominance component of the mapped region. Whether the scaling is available may be signaled at the slice level or tile group level.
  • the scaling can be applied only when the mapping for the luma component is available and the division of the luminance component and the division of the chrominance component follow the same tree structure.
  • the scaling may be performed based on an average of sample values of a luminance prediction block corresponding to the color difference block.
  • the luminance prediction block may mean a mapped luminance prediction block.
  • the lookup table is referenced to derive the value necessary for the scaling.
  • the residual block can be converted into an unmapped region.
  • Subsequent reconstruction of the color difference component block, intra-picture prediction, inter-picture prediction, in-loop filtering, and storage of the reference picture may be performed in the de-mapped region.
  • Information indicating whether mapping / de-mapping of the luminance component and the color difference component is available may be signaled through a sequence parameter set.
  • the prediction block of the current block may be generated based on a block vector indicating displacement between a current block and a reference block in the current picture.
  • a prediction mode for generating a prediction block with reference to the current picture may be referred to as an intra block copy (IBC) mode.
  • the IBC mode may include skip mode, merge mode, AMVP mode, and the like.
  • a merge candidate list is constructed, and a merge index is signaled so that one merge candidate can be specified.
  • the block vector of the specified merge candidate may be used as a block vector of the current block.
  • the merge candidate list may include at least one of a spatial candidate, a history based candidate, a candidate based on an average of two candidates, or a zero merge candidate.
  • a differential block vector can be signaled.
  • the prediction block vector can be derived from the left neighboring block and the top neighboring block of the current block.
  • the index as to which neighboring block to use may be signaled.
  • the prediction block of the IBC mode is included in the current CTU or the left CTU, and may be limited to blocks in a previously reconstructed region.
  • the value of the block vector may be limited so that the prediction block of the current block is located in three 64x64 block regions that are ahead of the 64x64 block to which the current block belongs in the coding / decoding order.
  • the value of the block vector in this way, it is possible to reduce memory consumption and complexity of the device according to the implementation of the IBC mode.
  • MV Motion Vector
  • reference picture reference picture
  • a block existing in a position corresponding to a block to be coded / decoded or a position corresponding to a block to be coded / decoded in a reference picture or a block corresponding to a spatially corresponding position in a reference picture is a collocated block or a corresponding position block
  • the motion vector of can be referred to as a corresponding location motion vector or a temporal motion vector.
  • the corresponding block (collocated block) may not only be a block existing in the same position as the encoding / decoding target block of the reference picture, but also a block having a similar position to the encoding / decoding target block, that is, in a corresponding position. have.
  • the block having a similar position to the encoding / decoding target block may include a block adjacent to the encoding / decoding target block.
  • a picture that is a target for inducing a temporal motion vector may be referred to as a collocated picture. That is, the corresponding position picture may mean a picture in which a motion vector is stored for the current picture. Also, the corresponding position picture may store a motion vector difference value for the current picture. In addition, the corresponding position picture or the corresponding position picture may store a seed vector or aaffine control point vector for deriving an affine model for the current picture.
  • motion information can be inferred not only from a reconstructed block located in a spatial periphery but also from a corresponding position block, and used as motion information of an encoding / decoding target block.
  • the motion information is inter prediction mode information indicating a reference picture index, a motion vector, a uni-direction or a bi-direction, and a reference picture list required for inter prediction. ), At least one of prediction mode information on whether it is encoded in intra prediction mode or inter prediction mode.
  • the predicted motion vector in the block to be coded / decoded is a motion vector of a neighboring block spatially adjacent to the block to be coded / decoded, as well as a motion vector of a corresponding block that is temporally adjacent to the block to be coded / decoded. It may be.
  • FIG. 8 shows an example of a picture to be encoded / decoded and a reference picture.
  • block X represents a block to be coded / decoded in a picture to be coded / decoded 801
  • blocks A, block B, block C, block D, and block E are located in the spatial periphery of a block to be coded / decoded.
  • block T in the reference picture 802 indicates a corresponding position block existing at a position corresponding to the encoding / decoding target block.
  • the motion vector predictor index can be used to determine which motion vector is used as the predicted motion vector in the encoding / decoding target block through a motion vector predictor index.
  • the motion vector predictor indexes (mvp_idx_l0, mvp_idx_l1) for each reference picture list are transmitted to the decoding device, and the decoding device can use the same motion vector as the motion vector predicted by the encoding device as the predicted motion vector. have.
  • a motion vector can be stored with only a relatively small memory.
  • the spatial resolution of the motion vector can be reduced.
  • the motion vector can be compressed in an arbitrary ratio and stored in the memory.
  • a motion vector stored in 4x4 block units may be stored in block units of 4x4 or more, thereby reducing the number of motion vectors stored.
  • information about the compression ratio may be transmitted.
  • Information related to the spatial resolution of the motion vector may be transmitted in a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a tile header, a CTU, and a CU unit, as shown in FIG. 10.
  • motion_vector_buffer_comp_flag 1
  • a motion vector buffer compression process may be performed.
  • motion_vector_buffer_comp_ratio_log2 may indicate the compression ratio of the motion vector buffer compression process. When motion_vector_buffer_comp_ratio_log2 does not exist, motion_vector_buffer_comp_ratio_log2 is inferred as 0, and the motion vector buffer compression ratio can be expressed as Equation 1.
  • the spatial resolution can be set to a predetermined fixed value in the encoder / decoder.
  • the spatial resolution may be at least one of NxM forms (where N and M are positive integers) such as 4x4, 8x8, and 16x16.
  • the motion vector of the reference picture with reduced spatial resolution may be used in at least one of a process of using a motion vector of a reference picture, such as motion vector candidate list generation and merge candidate list generation, in the encoder or decoder.
  • the motion vector of the reference picture may mean a temporal motion vector.
  • At least one unit among sequences, pictures, slices, tiles, CTUs, and blocks may have different spatial resolutions.
  • the first picture may have a spatial resolution of 4x4 units
  • the second picture may have a spatial resolution of 16x16 units.
  • a first tile in a picture may have a spatial resolution of 4x4 units, and a second tile in a picture may have a spatial resolution of 16x16 units.
  • a first CTU in a picture may have a spatial resolution of 4x4 units
  • a second CTU in a picture may have a spatial resolution of 16x16 units.
  • information about spatial resolution may be entropy-encoded / decoded in the corresponding unit.
  • the size of the required memory space and the memory access bandwidth can be reduced by using the spatial correlation of the motion vector.
  • the size of the memory space is reduced to 1/4, the size of the memory space required in the above-described example is reduced to about 1.0 Mbytes. At this time, if the dynamic range of the motion vector is additionally limited, and the bit depth required for storing the motion vector is only 6 bits for each component of the motion vector, the size of the required memory space can be further reduced to 0.375 Mbytes. .
  • the following describes a method of reducing the bit depth of a motion vector in order to reduce the size of the memory space required to store the motion vector and the memory access bandwidth required to fetch data from the memory.
  • bit depth of a motion vector can be reduced by limiting the dynamic range of the motion vector.
  • bit depth of a motion vector may be reduced by changing the format of the motion vector.
  • bit depth of the motion vector can be increased by changing the format of the motion vector again.
  • the dynamic range of the motion vector refers to an interval between a minimum value and a maximum value that a negative or positive component of the motion vector can have based on 0, and the bit depth indicates the amount of space required to store the motion vector. As shown, it may also mean a bit width. Also, unless otherwise specified, a motion vector may mean a motion vector of a reference picture, that is, a temporal motion vector.
  • Each component of the motion vector may be expressed as a minimum value or a maximum value of the corresponding dynamic range when it is out of the dynamic range. For example, when the X component of the motion vector is 312, and the maximum value of the dynamic range of each component of the motion vector is 255, the X component of the motion vector may be limited to 255.
  • each of the motion vectors is The component has a dynamic range of -32 to +31, so that the motion vector can be expressed as (-32, 24) within the dynamic range.
  • each of the motion vectors is The component has a dynamic range of -256 to +255, so that the motion vector can be expressed as (-49, 142) without change.
  • 11 is an example of limiting the dynamic range of a motion vector.
  • the bit depth can be reduced from 13 bits to 8 bits.
  • Each component of the temporal motion vector can be clipped as in Equation 2 and Equation 3 to be stored in a bit depth of N bit (s).
  • N is a positive integer.
  • MV_X is the X component of the motion vector
  • MV_Y is the Y component of the motion vector
  • min (a, b) is an operation that outputs a smaller value among a and b
  • max (a, b) is a larger value among a and b. Is an operation that outputs.
  • clippedMV_X and clippedMV_Y are the X and Y components of the truncated temporal motion vector, respectively, and can be stored in memory and used as a temporal motion vector of an encoding / decoding target block.
  • the image buffer reconstructed by the encoding device and / or the decoding device is reconstructed through an in-loop filtering process such as a deblocking filter and an adaptive loop filter.
  • the motion vector of the reference picture may be stored by limiting the dynamic range of the motion vector.
  • the reconstructed image buffer may refer to the reference picture buffer of FIG. 1 or 2.
  • the encoding device and / or the decoding device dynamics of the motion vector of the reference picture You can limit the range.
  • the limited dynamic range may be a fixed range of the encoding device / decoding device.
  • the fixed dynamic range may be an N bit depth.
  • the dynamic range of at least one of the motion vectors, the affine control point motion vectors derived in the affine inter mode, and the corrected motion vectors derived by correcting motion information in the decoding apparatus itself may be limited.
  • the limited dynamic range may be a fixed range of the encoding device / decoding device.
  • the fixed dynamic range may be an N bit depth.
  • At least one of the block vector, the motion vector difference, and the block vector difference in the present invention may be applied to at least one of the embodiments of the present invention. That is, at least one of the embodiments corresponding to a motion vector in the present invention can be equally applied to a block vector, a motion vector difference, and a block vector difference.
  • a dynamic range of at least one of a block vector, a motion vector difference, and a block vector difference may be limited.
  • the limited dynamic range may be a fixed range of the encoding device / decoding device.
  • the fixed dynamic range may be an N bit depth.
  • the N may be a positive integer, for example, 18.
  • the limited dynamic range may be -2 17 to 2 17 -1, -2 17 may be a minimum value of the dynamic range, and 2 17 -1 may mean a maximum value of the dynamic range. .
  • the decoding apparatus 200 may correct the derived motion information itself.
  • the decoding apparatus 200 may search for a predefined region based on a reference block indicated by the derived motion information, and derive motion information having a minimum SAD as corrected motion information.
  • the process of cutting each component of the motion vector may be performed when the slice type (slice_type) is not an I picture.
  • the motion vector cutting process may be performed in a treeblock or a Largest Coding Unit (LCU) unit.
  • LCU Largest Coding Unit
  • the inputs of the motion vector cutting process are (xP, yP) and the motion vector matrices MvL0 and MvL1, which are the upper left pixel positions of the prediction unit in the current picture, and the outputs are the cut motion vector matrices CMvL0 and CMvL1.
  • Equations 4 to 7 may be performed on the matrices MvL0, MvL1, CMvL0, and CMvL1.
  • TMVBitWidth represents the bit depth of the motion vector
  • Clip3 (a, b, c) may refer to a function for cutting c to exist within a range between a and b.
  • 12 to 15 are flowcharts illustrating a method of storing a motion vector of a reference picture.
  • a motion vector of a reference picture may be stored by using an image buffer for storing a reconstructed image and a motion vector buffer for storing a motion vector.
  • the reconstructed image is subjected to an in-loop filtering process (S1210), and the dynamic range of the motion vector may be limited (S1220) and stored (S1240).
  • the image buffer and the motion vector buffer are used together, but the motion vector may be stored through the dynamic range limiting process (S1320) and the spatial resolution reduction process (S1330) (S1340).
  • the reconstructed image is stored in an image buffer through an in-loop filtering process (S1410) (S1440), and a dynamic range of the motion vector is limited (S1420) and stored in a motion vector buffer (S1450). Can be.
  • the reconstructed image is stored in an image buffer through an in-loop filtering process (S1510) (S1540), and the motion vector is subjected to a dynamic range limiting process (S1520) and a spatial resolution reduction process (S1530). Can be stored (S1550).
  • the dynamic range limiting process (S1320, S1520) and the spatial resolution reduction process (S1330, S1530) are not limited to the order and may be changed.
  • the dynamic range for each component of the motion vector can be differently limited. For example, only one of the dynamic range of the X component and the dynamic range of the Y component may be limited, or the dynamic range of the Y component may be further limited than the dynamic range of the X component.
  • the information representing the limited dynamic range of the motion vector is set to a fixed value predetermined in advance in the encoding device and the decoding device, or a sequence parameter set, a picture parameter set (PPS), a tile header, and a slice header It is transmitted through at least one of (slice header), CTU, block, etc., and the decoding device can equally perform the limitation of the dynamic range of the temporal motion vector within at least one of a sequence, picture, tile, slice, CTU, block. have.
  • a bit depth that is a size of a memory space required to store a motion vector expressed in a dynamic range range may be transmitted together.
  • temporal motion is performed using a dynamic range transmitted through at least one of a sequence parameter, a picture parameter set, a slice header, a tile header, a CTU, and a block.
  • Vectors can also be efficiently stored according to the motion characteristics of the image.
  • a motion vector of a reference picture with a limited dynamic range may be used in at least one of a process of using a motion vector of a reference picture, such as motion vector candidate list generation and merge candidate list generation, in an encoding device or a decoding device.
  • the dynamic range may be expressed as an N-bit value.
  • N may be a positive integer including 0.
  • At least one unit among sequences, pictures, slices, tiles, CTUs, and blocks may have different dynamic ranges.
  • the first picture may have a dynamic range of 16 bits
  • the second picture may have a dynamic range of 32 bits.
  • the first tile in the picture may have a dynamic range of 16 bits
  • the second tile in the picture may have a dynamic range of 32 bits.
  • a first CTU in a picture may have a dynamic range of 16 bits
  • a second CTU in a picture may have a dynamic range of 32 bits.
  • information about the dynamic range in the unit may be entropy encoded / decoded.
  • the motion vector may be quantized and stored.
  • Quantization methods include uniform quantization in which the step size is uniform, and non-uniform quantization in which the step size is not uniform.
  • the step size of quantization is set to a fixed value previously promised by the encoding device and the decoding device, or information indicating the quantization step size is a sequence parameter set. It may be transmitted from the encoding device to the decoding device through at least one of a picture parameter set, a tile header, a slice header, a CTU, and a block.
  • a quantized motion vector may be used as it is, or inverse quantized.
  • 16 is an example of quantizing a motion vector.
  • the motion vector when a motion vector has a component value of 32 to 48, the motion vector is quantized to 40. At least one of a process of using a motion vector of a reference picture, such as generating a motion vector candidate list and generating a merge candidate list, at least one of quantized reference pictures is performed by performing quantization when a motion vector of a reference picture is stored in an encoding device or a decoding device, and generating a motion vector candidate list and a merge candidate list.
  • the motion vector can be used by inverse quantization.
  • the step size can be expressed as an N value.
  • N may be a positive integer including 0.
  • the first picture may have a step size of 1, and the second picture may have a step size of 2.
  • the first tile in the picture may have a step size of 1, and the second tile in the picture may have a step size of 2.
  • a first CTU in a picture may have a step size of 1, and a second CTU in a picture may have a step size of 2.
  • information about the step size in the corresponding unit may be entropy encoded / decoded.
  • the motion vector may be stored with limited representation resolution.
  • the expression resolution may mean integer pixel units (1 pixel unit), fractional pixel units (1/2 pixel unit, 1/4 pixel unit, 1/8 pixel unit, 1/16 pixel unit, etc.).
  • the resolution of a motion vector processed in units of 1/4 pixels may be stored as integer pixels.
  • the information representing the resolution resolution of the motion vector is set to a fixed value previously promised by the encoding device and the decoding device, or the encoding device through at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, a tile header, a slice header, a CTU, and a block. Can be transmitted to the decoding device.
  • the representation resolution is limited and stored, and at least one of the processes of using the motion vector of the reference picture such as motion vector candidate list generation and merge candidate list generation is limited.
  • the motion vector of the reference picture may be restored and used as a motion vector before the expression resolution is limited.
  • the motion vector in units of 1/16 pixels can be stored by limiting the expression resolution to a motion vector in units of 1/4 pixels when stored, and at least one of the processes using the motion vector of the reference picture is 1 /
  • a motion vector stored in units of 4 pixels can be restored and used in units of 1/16 pixels.
  • the representation resolution may be expressed as an M / N value.
  • M and N may be positive integers including 0.
  • At least one unit among sequences, pictures, slices, tiles, CTUs, and blocks may have different representation resolutions.
  • the first picture may have a representation resolution in units of 1/16 pixels
  • the second picture may have a representation resolution in units of 1/4 pixels.
  • the first tile in the picture may have a representation resolution in units of 1/16 pixels
  • the second tile in the picture may have a representation resolution in units of 1/4 pixels.
  • a first CTU in a picture may have a representation resolution in units of 1/16 pixels
  • a second CTU in a picture may have a representation resolution in units of 1/4 pixels.
  • information about the expression resolution in the corresponding unit may be entropy encoded / decoded.
  • the format of the motion vector may be changed and stored.
  • the format of the motion vector is a format representing a motion vector component, and may include a fixed-point format, a floating-point format, a signed n bits format, and the like.
  • a floating-point format can be used to change and store a motion vector component of a coded 18-bit format into a motion vector component of a 6-bit mantissa and 4-bit exponent format. That is, the bit depth of the motion vector can be reduced from 18 bits to 10 bits by changing the format of the motion vector component.
  • the encoding device or the decoding device may convert a motion vector value used in inter-frame prediction of the current block into a floating-point format, and store the converted value in memory.
  • the value converted to the floating-point format is converted back into a motion vector value and can be used in inter-frame prediction of neighboring blocks.
  • the encoding device or the decoding device may convert a motion vector value represented by N bits into an M-bit floating point format.
  • the M bit may be composed of R mantissa bits and P exponent bits.
  • N, M, R, and P may be positive integers, and may be 18, 10, 6, and 4, respectively.
  • the motion vector used in inter-frame prediction of the current block may be converted to a floating-point format according to Equation 8 below.
  • mv [] may mean a motion vector value used in inter-frame prediction of the current block
  • compIdx may be a value indicating a component type of the motion vector.
  • compIdx may be an index value indicating the x or y value of the motion vector, an index value indicating the luminance or color difference component of the motion vector, or an index value indicating the prediction direction (for example, L0 or L1).
  • Floor () may be a function that discards values below the decimal point.
  • the format of the motion vector is set to a fixed format previously promised by the encoding device and the decoding device, or through at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, a tile header, a slice header, a CTU, a block, etc., from the encoding device to the decoding device. Can be sent.
  • At least one of the dynamic range limiting process, the spatial resolution reduction process, the quantization process, the expression resolution limiting process, and the format changing process of the motion vector may be performed only on some motion vectors among the temporal motion vectors stored in the memory.
  • information on the dynamic range of the motion vector may be added and stored in the memory. For example, if the dynamic range of the motion vector is -128 to +127, a flag of 1 may be additionally stored, and if it is set to -32 to +31, a flag of 0 may be additionally stored. At this time, the flag information may be stored together with the motion vector, or may be stored in a memory other than the memory in which the motion vector is stored. When the flag information and the motion vector are stored in different memories, the flag information can be randomly accessed when determining which dynamic range a specific motion vector is stored in.
  • information on which dynamic range some motion vectors are stored is transmitted through at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, a tile header, a CTU, a block, and a slice header, and the decoder operates in the same manner as the encoder. Can be done.
  • information on the block size of the motion vector may be added and stored in the memory. For example, if the block size of the motion vector is 4x4, a flag of 1 may be additionally stored, and when it is set to 16x16, a flag of 0 may be additionally stored. At this time, the flag information may be stored together with the motion vector, or may be stored in a memory other than the memory in which the motion vector is stored. When the flag information and the motion vector are stored in different memories, the flag information can be randomly accessed when determining which block size a specific motion vector is stored in.
  • information on which block size some motion vectors are stored is transmitted through at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a tile header, a CTU, and a block, and the decoder operates in the same manner as the encoder. Can be done.
  • the motion vector When the motion vector is quantized and stored, information on the precision of the motion vector can be added and stored in the memory. For example, if the step size of quantization is 4, the flag of 1 may be additionally stored, and if the step size of quantization is 1, the flag of 0 may be additionally stored. At this time, the flag information may be stored together with the motion vector, or may be stored in a memory other than the memory in which the motion vector is stored. When the flag information and the motion vector are stored in different memories, the flag information can be randomly accessed when determining which step size is quantized and stored.
  • information about which step size some motion vectors are quantized and stored is transmitted through at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a tile header, a CTU, a block, and the like in the decoder. You can make it work.
  • the representation resolution of the motion vector When the representation resolution of the motion vector is limited and stored, information on the resolution of the motion vector may be added and stored in the memory. For example, when the expression resolution is an integer pixel unit, a flag of 1 may be additionally stored, and when the expression resolution is a quarter pixel unit, a flag of 0 may be additionally stored. At this time, the flag information may be stored together with the motion vector, or may be stored in a memory other than the memory in which the motion vector is stored. When the flag information and the motion vector are stored in different memories, the flag information can be randomly accessed when finding out whether a specific motion vector is stored in the representation resolution.
  • information on which motion vectors are limited and stored in some motion vectors is transmitted through at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a tile header, a CTU, a block, and the like in the decoder. You can make it work.
  • the motion information is inter prediction mode information indicating a reference picture index, a motion vector, a uni-direction or a bi-direction, and a reference picture list required for inter prediction.
  • Information including at least one of prediction mode information regarding whether it is encoded in intra prediction mode or inter prediction mode.
  • motion information of a prediction unit having the largest partition or block size among a plurality of motion information in a specific area may be stored in memory as representative motion information.
  • the specific region may include a region in a block to be encoded / decoded and a region of a neighboring block.
  • the specific area may be an area including a block in which motion information is stored.
  • motion information encoded by a motion information merging method or a skipping method for encoding information may be excluded, and representative motion information may be stored in a memory.
  • the most frequently occurring motion information among a plurality of motion information included in a specific area may be stored in the memory as representative motion information.
  • the number of occurrences of motion information for each block size may be calculated.
  • motion information of a specific location may be stored among a plurality of motion information included in a specific area.
  • the specific location is a location included in the specific region, and may be a fixed location of the specific region.
  • a specific location may be selected as one of a plurality of locations. If multiple locations are used, priority may be determined for each location, and motion information may be stored in the memory according to the priority. In addition, it is possible to check whether motion information exists in a corresponding position according to a priority for each position, and if there is a motion vector, motion information of the corresponding position may be stored.
  • a block encoded in an intra prediction mode a block encoded in a PCM (Pulse Coded Modulation) mode, or a slice or picture boundary does not have motion information. Therefore, the motion information of the corresponding location may not be stored in the memory.
  • PCM Pulse Coded Modulation
  • a statistical value such as a median or average among motion information of inter prediction coded blocks around the location may be stored in the memory.
  • the specific location may be a location of a sample or a block in a block existing around a block to be encoded / decoded.
  • a statistical value such as a median or average among motion information of inter prediction coded blocks around the corresponding location may be stored in the memory.
  • an average value of motion information of neighboring blocks of the corresponding location may be stored in the memory.
  • the motion vector is a reference picture index. The size may be adjusted according to a reference picture list, inter prediction mode information, and picture order count.
  • motion information is stored in a memory using the above-described motion information methods, and motion information of a reference picture is used in a motion vector prediction method, an improved motion vector prediction method, or a motion information merging method, stored motion information may be obtained.
  • motion information of a position corresponding to a position of an encoding / decoding target block in a reference picture may be obtained.
  • the position corresponding to the position of the encoding / decoding target block in the reference picture may be a fixed position in a specific region or a relative position from the position of the encoding / decoding target block.
  • 17 to 20 show examples of obtaining motion information from a reference picture.
  • block X represents a block to be coded / decoded in a picture to be coded / decoded (1710, 1810, 1910, 2010), and blocks A, block B, block C, block D, and block E are coded / decoded.
  • block T in the reference pictures 1720, 1820, 1920, and 2020 denotes a corresponding position block corresponding to the encoding / decoding target block.
  • Block Y in the reference picture 2020 of FIG. 20 represents a block corresponding to a position other than the block to be encoded / decoded.
  • motion information corresponding to a position corresponding to a position of an upper left pixel among positions of a block X to be encoded / decoded in a reference picture may be obtained.
  • motion information corresponding to a position corresponding to a center pixel position among the positions of the block X to be encoded / decoded in the reference picture may be obtained.
  • motion information corresponding to a position of a lower right pixel among positions of a block X to be encoded / decoded in a reference picture may be obtained.
  • motion information corresponding to a position other than the block X to be encoded / decoded in the reference picture may be obtained.
  • Coding / decoding methods such as motion vector prediction, improved motion vector prediction, motion information merging, and motion information merging skip may be performed using motion information stored in a memory, that is, motion information of a reference picture.
  • a motion vector is stored in a memory using at least one of a dynamic range limiting method of a motion vector, a spatial resolution reduction method of a motion vector, a quantization method of a motion vector, a method of reducing the expression resolution of a motion vector, and a method of changing a motion vector format,
  • the stored motion vector can be used for motion vector prediction and motion information merging of a block to be encoded / decoded.
  • TMVbitWidth represents the bit width of the temporal motion vector stored in memory.
  • the input of the temporal motion vector derivation process is (xP, yP) of the upper left pixel position of the prediction unit in the current picture, nPSW and nPSH, which are the horizontal and vertical lengths of the luminance prediction unit, and refIdxLX, which is a reference picture index of the current prediction unit partition.
  • the output is the motion vector prediction value mxLXCl and the presence flag availableFlagLXCol.
  • RefPicOrderCnt (pic, refidx, LX) is a function that outputs PicOrderCnt of the reference picture RefPicListX [refidx] of pic.
  • X can be 0 or 1.
  • the PicOrderCnt of the reference picture remains until the picture is processed as "non-existing".
  • Clip3 (a, b, c) means a function for cutting c so that it is within the range between a and b.
  • ColPic having a collocated partition is RefPicList1 [0] when the slice type (slice_type) is a B-slice and collocated_from_l0_flag is 0; Otherwise, that is, if the slice type is P-slice or collocated_from_l0_flag is 1, RefPicList0 [0].
  • colPu and colPu are derived in the following order.
  • the lower right luminance component positions (xPRb, yPRb) of the current prediction unit are defined as in Equation 9 and Equation 10.
  • colPu is encoded in intra prediction mode, or colPu does not exist
  • Equation 11 The center luminance component positions (xPCtr, yPCtr) of the current prediction unit are defined as in Equation 11 and Equation 12.
  • colPu is set as a prediction unit including the positions of ((xPCtr >> 4) ⁇ 4, (yPCtr >> 4) ⁇ 4) in colPic.
  • (xPCol, yPCol) is the value of the position of the upper left luminance component of colPu from the position of the upper left luminance component of colPic.
  • mvLXCol and availableFlagLXCol are derived as follows.
  • each component of mvLXCol is 0 and availableFlagLXCol is also 0.
  • colPu is not encoded in intra prediction mode, and if colPu is present, mvLXCol and refIdxCol are derived as follows.
  • X becomes 0 or 1, and the following allocation process is performed.
  • RefIdxColLX is assigned as RefIdxLX [xPCol] [yPCol].
  • PicOrderCnt (colPic) is less than PicOrderCnt (currPic), RefPicOrderCnt (colPic, RefIdxColLX, LX) is greater than PicOrderCnt (currPic), or PicOrderCnt (colPic) is greater than PicOrderCnt (currPic) and RefPicOrderCnt (LicP) If it is smaller than PicOrderCnt (currPic), MvXCross is assigned as 1.
  • PicOrderCnt (colPic) is less than PicOrderCnt (currPic)
  • RefPicOrderCnt (colPic, RefIdxColLX, LX) is less than or equal to PicOrderCnt (currPic)
  • PicOrderCnt (colPic) is greater than PicOrderCnt (currPic) and RefPicOr , RefIdxColLX, LX) is greater than or equal to PicOrderCnt (currPic)
  • MvXCross is assigned to 1.
  • the motion vectors mvCol, reference picture indexes refIdxCol, and ListCol are determined as MvL1 [xPCol] [yPCol], RefIdxColL1, L1, respectively.
  • Mv0Cross 0
  • Mv1Cross 1
  • Mv0Cross and Mv1Cross are the same, and the reference picture list is L1.
  • the motion vectors mvCol, reference picture indexes refIdxCol, and ListCol are determined as MvL0 [xPCol] [yPCol], RefIdxColL0, L0, respectively.
  • PicOrderCnt (colPic) -RefPicOrderCnt (colPic, refIdxCol, ListCol) is equal to PicOrderCnt (currPic) -RefPicOrderCnt (currPic, refIdxLX, LX),
  • Equation 18 td and tb are as in Equation 18 and Equation 19.
  • mvLXCol is derived as a scaled version of the motion vector mvCol.
  • Equations 16 and 17 can be replaced by Equations 20 and 21, respectively.
  • mvLXCol ClipMv ((DistScaleFactor * mvLXCol + 128) >> 8)
  • mvLXCol Clip3 (-1 ⁇ (TMVBitWidth -1), 1 ⁇ (TMVBitWidth -1) -1, mvCol)
  • a format of a motion vector obtained from a corresponding position block in a reference picture may be changed to be derived as a temporal motion vector.
  • a temporal motion vector may be derived by changing a motion vector component of a 6-bit mantissa and 4-bit exponent format to a motion vector component of a coded 18-bit format. That is, the bit depth of the motion vector can be increased from 10 bits to 18 bits by changing the format of the motion vector component.
  • TMVBitWidth used to limit the dynamic range of a scaled motion vector is fixed to M bits and can be applied to an encoding / decoding device.
  • M may be a positive integer, for example, 18.
  • the encoding apparatus or the decoding apparatus determines the scaled motion vector value of the current block as a minimum value or a maximum value of a predetermined range, and displays it. Can be used in inter-screen prediction of blocks.
  • the encoding device or the decoding device determines the scaled motion vector value as the minimum value of the predetermined range and can use it for prediction between screens of the current block. have.
  • the encoding device or the decoding device may determine the scaled motion vector value as the maximum value of the predetermined range and use it in inter-frame prediction. Also, if the scaling motion vector value of the current block is not included within a predetermined range, the encoding device or the decoding device may determine the scaled motion vector value as the minimum or maximum value of the predetermined range, and store the determined value in the memory.
  • the predetermined range may be -2 ⁇ N to 2 ⁇ N-1.
  • N may be a positive integer, for example, 17.
  • N may be a positive integer, for example, 17.
  • 2 ⁇ N-1 may have a value of 131071.
  • the encoder and the decoder can derive a temporal motion vector whose format is changed by changing the format for a motion vector obtained from a corresponding position block in a reference picture.
  • the bit depth of the temporal motion vector whose format is changed may be an increased bit depth compared to the bit depth of the temporal motion vector before the format is changed.
  • the scaled motion vector may be derived by performing scaling on the temporal motion vector whose format is changed.
  • the final temporal motion vector can be derived by limiting the dynamic range for the scaled motion vector. At this time, when limiting the dynamic range, a clipping process can be performed.
  • the sizing process and the cutting process may be sequentially performed in two processes, or may be integrated and performed as one process.
  • the final temporal motion vector may change the format again and store it as a motion vector for a reference picture.
  • the bit depth of the temporal motion vector whose format is changed may be a bit depth that is reduced compared to the bit depth of the temporal motion vector before the format is changed.
  • the TMVBitWidth in the above-described temporal motion vector derivation process may be transmitted from the encoding device to the decoding device through at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a tile header, a CTU, and a block.
  • bit_width_temporal_motion_vector_minus8 represents the bit width of a temporal motion vector component. If bit_width_temporal_motion_vector_minus8 does not exist, it is inferred as 0, and the bit width of the temporal motion vector component can be expressed as Equation (22).
  • TMVBitWidth bit_width_temporal_motion_vector_minus8 + 8
  • motion_vector_buffer_comp_flag 1
  • a motion vector buffer compression process may be performed.
  • motion_vector_buffer_comp_ratio_log2 represents the compression ratio of the motion vector buffer compression process. If motion_vector_buffer_comp_ratio_log2 does not exist, it is inferred as 0, and the motion vector buffer compression ratio can be expressed as Equation (23).
  • MVBufferCompRatio 1 ⁇ motion_vector_buffer_comp_ratio_log2
  • bit_depth_temporal_motion_vector_constraint_flag 1
  • a temporal motion vector bit depth limitation process may be performed.
  • bit_depth_temporal_motion_vector_minus8 represents the bit depth of the temporal motion vector. If bit_depth_temporal_motion_vector_minus8 does not exist, it is inferred as 0, and the bit depth of the temporal motion vector can be expressed as Equation (24).
  • TMVBitDepth bit_depth_temporal_motion_vector_minus8 + 8
  • bit_depth_temporal_motion_vector_constraint_flag 1
  • a temporal motion vector bit depth limitation process may be performed.
  • bit_depth_temporal_motion_vector_minus8 represents the bit depth of the temporal motion vector. If bit_depth_temporal_motion_vector_minus8 does not exist, it is inferred as 0, and the bit depth of the temporal motion vector can be expressed as Equation (25).
  • TMVBitDepth bit_depth_temporal_motion_vector_minus8 + 8
  • Bit_depth_temporal_motion_vector_minus8 in FIG. 24 represents the bit depth of the temporal motion vector. If bit_depth_temporal_motion_vector_minus8 does not exist, it is inferred as 0, and the bit depth of the temporal motion vector can be expressed as Equation (26).
  • TMVBitDepth bit_depth_temporal_motion_vector_minus8 + 8
  • bit_depth_temporal_motion_vector_constraint_flag 1
  • a temporal motion vector bit depth limitation process may be performed.
  • bit_depth_temporal_motion_vector_x_minus8 represents the bit depth of the X component of the temporal motion vector. If bit_depth_temporal_motion_vector_x_minus8 does not exist, it is inferred as 0, and the bit depth of the temporal motion vector can be expressed as Equation (27).
  • TMVXBitDepth bit_depth_temporal_motion_vector_x_minus8 + 8
  • bit_depth_temporal_motion_vector_y_minus8 represents the bit depth of the Y component of the temporal motion vector. If bit_depth_temporal_motion_vector_x_minus8 does not exist, it is inferred as 0, and the bit depth of the temporal motion vector can be expressed as Equation 28.
  • TMVXBitDepth bit_depth_temporal_motion_vector_y_minus8 + 8
  • motion_vector_buffer_comp_flag 1
  • a motion vector buffer compression process may be performed.
  • motion_vector_buffer_comp_ratio_log2 represents the compression ratio of the motion vector buffer compression process. If motion_vector_buffer_comp_ratio_log2 does not exist, it is inferred as 0, and the motion vector buffer compression ratio can be expressed as Equation 29.
  • MVBufferCompRatio 1 ⁇ motion_vector_buffer_comp_ratio_log2
  • the dynamic range of the temporal motion vector is not transmitted through at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a tile header, a CTU, a block, etc., and can be defined through a level of an image codec.
  • the encoding device and the decoding device may determine the limited dynamic range of the motion vector using level information.
  • the dynamic range and / or bit depth of each of the X component and the Y component of the motion vector may be defined differently, and the minimum and maximum values of each component may be defined.
  • TMVBitWidth is defined at a level in the above-described temporal motion vector derivation process.
  • TMVBitWidth may be set to MaxTMVBitWidth defined in the level. At this time, MaxTMVBitWidth represents the maximum bit width of the motion vector when the temporal motion vector is stored in memory.
  • TMVBitWidth is defined at a level, and a difference (delta value) from a defined value may be transmitted at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a tile header, a CTU, and a block. That is, TMVBitWidth may be set to MaxTMVBitWidth defined in the level plus a difference transmitted from at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a tile header, a CTU, and a block. At this time, TMVBitWidth represents the bit width of the motion vector when the temporal motion vector is stored in memory.
  • TMVBitDepth may be set to MaxTMVBitDepth defined in the level. At this time, MaxTMVBitDepth represents the maximum bit depth of the motion vector when the temporal motion vector is stored in memory.
  • TMVBitDepth is defined at a level, and at least one of a sequence value set, a picture parameter set, a slice header, a tile header, a CTU, a block, and the like, may be transmitted as a delta value. That is, TMVBitDepth may be set as a value obtained by adding a difference transmitted from at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a tile header, a CTU, and a block to MaxTMVBitDepth defined in the level. At this time, TMVBitDepth represents the bit depth of the motion vector when the temporal motion vector is stored in memory.
  • the delta_bit_width_temporal_motion_vector_minus8 in FIG. 29 represents the difference in bit width of the temporal motion vector component. If delta_bit_width_temporal_motion_vector_minus8 does not exist, it is inferred as 0, and the bit width of the temporal motion vector component can be expressed as Equation (30).
  • TMVBitWidth delta_bit_width_temporal_motion_vector_minus8 + MaxTMVBitWidth
  • the dynamic range of each component of the temporal motion vector may be defined in the level.
  • bit width of each component of the temporal motion vector may be defined in the level as shown in FIGS. 31 to 33.
  • bit width of the temporal motion vector Y component may be defined in the level as shown in FIG. 34.
  • the dynamic range of the temporal motion vector may be defined as a fixed value previously promised by the encoding device and the decoding device without transmission of information on the limitation of the motion vector, or may be stored in the form of a fixed bit depth.
  • TMVBitWidth When TMVBitWidth is fixed to the same value in the encoding device and the decoding device, TMVBitWidth may be a positive integer of 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, or the like. At this time, TMVBitWidth represents the bit width of the motion vector when the temporal motion vector is stored in memory.
  • the image encoding method includes a cutting step (S3510), a storing step (S3520), and an encoding step (S3530).
  • the video encoding apparatus and / or the decoding apparatus cut a motion vector of the reference picture into a predetermined dynamic range (S3510).
  • a motion vector outside the dynamic range may be expressed as a minimum or maximum value of the corresponding dynamic range.
  • IV. Method of transmitting information for cutting temporal motion vector in decoding apparatus and "V. Definition of dynamic range through level of video codec", level and / or sequence parameters of video codec By limiting the bit depth through a set or the like, or by limiting the dynamic range through the level of the video codec, the motion vector of the reference picture can be cut to a predetermined dynamic range.
  • the video encoding apparatus and / or the decoding apparatus stores the motion vector of the cut reference picture in a buffer as described above through "II. Motion vector storage process" (S3520).
  • the motion vector can be stored in the buffer together with the reconstructed image or separately.
  • the video encoding apparatus encodes the motion vector of the encoding target block using the stored motion vector of the reference picture (S3530).
  • the motion vector of the encoding target block may be not only a motion vector of a neighboring block adjacent to the encoding target block, but also a motion vector of a reference picture, that is, a temporal motion vector.
  • each component of the motion vector of the reference picture may be cut into each dynamic range.
  • a method of compressing a motion vector of a reference picture may be used as well as a method of limiting a dynamic range of a motion vector of a reference picture.
  • the compression of the motion vector may mean a format change of the above-described motion vector.
  • a flag indicating the level and / or sequence parameter set of an image codec and the like and a parameter related thereto may be defined.
  • encoding methods such as motion vector prediction, improved motion vector prediction, motion information merging, and motion information merging skip may be performed using motion information stored in a memory, that is, motion information of a reference picture.
  • 36 is a flowchart illustrating an image decoding method using motion vector cutting according to an embodiment of the present invention.
  • the image decoding method includes a cutting step (S3610), a storing step (S3620), a derivation step (S3630), and a decoding step (S3640).
  • the cutting step (S3610) and the storage step (S3620) of FIG. 36 are the cutting steps (S3510) and storage step (S3520) of FIG. 35 using the aforementioned "I. motion vector cutting process” and "II. Motion vector storage process”. Is similar to In addition, the derivation step (S3630) of FIG. 36 uses the aforementioned “III. Motion vector derivation process” and is symmetrical to the encoding step (S3530) of FIG. 35. Therefore, detailed description will be omitted.
  • the image decoding apparatus performs inter prediction decoding using the motion vector of the decoding target block (S3640).
  • the image decoding apparatus stores a motion vector in a memory using at least one of a motion vector dynamic range limiting method, a motion vector spatial resolution reduction method, a motion vector quantization method, and a motion vector representation resolution reduction method, and stores the stored motion vector in a memory.
  • the vector can be used for motion vector prediction and motion information merging of the decoding target block.
  • decoding methods such as motion vector prediction, improved motion vector prediction, motion information merging, and motion information merging skip may be performed using motion information stored in a memory, that is, motion information of a reference picture.
  • the motion vector before performing correction on the motion vector may be stored in the line buffer / memory.
  • the motion vector may be referred to as a motion vector before correction. That is, a motion vector determined from a motion vector candidate list, a merge candidate list, and a sub-block unit merge candidate list before the motion compensation process of the current block may be stored.
  • the correction may mean that a motion vector value may be changed by a certain rule in a motion compensation process or before a motion compensation process in an encoder / decoder.
  • the motion vector after performing correction on the corresponding motion vector may be stored in the temporal motion vector buffer / memory.
  • the motion vector may be referred to as a motion vector after correction. That is, the corrected motion vector may be stored in the motion compensation process of the current block or before the motion compensation process.
  • embodiments of the motion vector with respect to the block vector of the current block At least one of them may be applied. That is, in the above-described embodiment, the embodiment in which the motion vector is replaced with the block vector can be applied when the block mode is the intra-screen block copy mode.
  • motion information of a specific picture may be stored.
  • the stored motion information of a specific picture may be used in at least one of a process of using a motion vector of a reference picture such as motion vector candidate list generation and merge candidate list generation of blocks in the current picture / slice / tile.
  • the specific picture may mean a corresponding position picture. That is, the motion information of the corresponding position picture may be used in an encoding / decoding process using motion information such as inter-picture prediction of a picture that is subsequently encoded / decoded.
  • a specific picture may mean a specific reference picture.
  • the motion information of the reference picture may mean temporal motion information.
  • the motion vector of the reference picture may mean a temporal motion vector.
  • the encoding / decoding process using motion information such as inter-frame prediction may mean at least one of encoding / decoding processes using temporal motion vectors.
  • the specific picture for the current picture / slice / tile may be at least one picture for each reference picture list. Also, the specific picture for the current picture / slice / tile may be at least one picture for a plurality of reference picture lists.
  • the information storage indicator can be entropy encoded / decoded.
  • the motion information storage indicator may be signaled in at least one of a picture parameter set, slice header, tile header, CTU unit, and block unit.
  • the motion information storage indicator may be signaled using a high level syntax element.
  • a motion information storage indicator (motion_info_stored_flag) indicating that motion information is stored in a picture parameter set of a current picture so that motion information of a current picture can be used for encoding / decoding of a picture that is subsequently encoded / decoded. Can be signaled.
  • the motion information storage indicator when the motion information storage indicator is the first value, it may mean that the motion information is stored in the corresponding unit, and in the second value, it may mean that the motion information is not stored in the corresponding unit.
  • the first value may mean 1, and the second value may mean 0.
  • the motion information indicator may be signaled when at least one type of the current picture, slice, tile is B, P, and may not be signaled when at least one type of the current picture, slice, tile is I. It can be inferred as a value of 2.
  • the corresponding picture When the motion information storage indicator is the first value, the corresponding picture may be used as a corresponding position picture of a picture that is subsequently encoded / decoded. In addition, when the motion information storage indicator is a second value, the corresponding picture cannot be used as a corresponding position picture of a picture that is subsequently encoded / decoded.
  • At least one of the corresponding position direction information (collocated_from_l0_flag) and the corresponding position picture index (collocated_ref_idx) in a picture that is subsequently encoded / decoded is at least one of a picture parameter set, slice header, tile header, CTU unit, and block unit.
  • Entropy encoding / decoding can be performed in one.
  • the corresponding position direction information may mean whether the corresponding position picture is in the L0 reference picture list or in the L1 reference picture list, and the corresponding position picture index is an index indicating a corresponding position picture in the corresponding reference picture list.
  • the corresponding position picture index may be signaled when at least one type of the current picture, slice, tile is B, P, and may not be signaled when at least one type of the current picture, slice, tile is I, It can be inferred as a value of zero.
  • slice_type means which type of slice type is I, B, or P
  • num_ref_idx_l0_active_minus1 and num_ref_idx_l1_active_minus1 may mean the number of reference pictures in the L0 and L1 reference picture lists.
  • the motion information storage indicator configures a corresponding position picture list for each of the L0 direction and the L1 direction as the first value pictures, and entropy the corresponding position picture index to indicate the picture used as the corresponding position picture in the corresponding list. It can be encoded / decoded.
  • the corresponding position picture index may be entropy-encoded / decoded in the picture that is subsequently encoded / decoded.
  • a list consisting of pictures whose motion information storage indicator is a first value may be referred to as a corresponding position picture list.
  • the motion information storage indicator configures a corresponding position picture list with pictures having a first value, and entropy encoding / decoding of the corresponding position direction information is not performed, and entropy encoding / decoding of the corresponding position picture index is applied.
  • a picture used as a corresponding position picture may be indicated.
  • the corresponding position picture index may be entropy-encoded / decoded when at least one picture in the corresponding position picture list exists.
  • a plurality of corresponding position pictures may be used in encoding / decoding of a picture that is subsequently encoded / decoded. At this time, at least one entropy encoding / decoding of the corresponding position picture index in one picture may be performed.
  • the motion information storage indicator may identify pictures having a first value.
  • the order of the corresponding position pictures may be arranged in the configured corresponding position picture list.
  • the order in the list may be sorted in the order in which the absolute value of the difference between the corresponding position picture POC value and the POC value of the current picture is small.
  • the order in the list may be sorted in order of the absolute value of the difference between the corresponding position picture POC value and the POC value of the current picture.
  • the corresponding location picture list may not be configured as pictures in which the motion information storage indicator is a second value.
  • 39 is a diagram illustrating an example in which a motion information storage indicator is used.
  • a motion information storage indicator may be signaled for each picture.
  • the motion information storage indicator indicates the first value of 1
  • motion information of the corresponding picture may be stored.
  • a corresponding position picture list may be configured with pictures in which motion information is stored, and when at least one picture exists in the corresponding position picture list, a corresponding position picture index may be signaled.
  • entropy encoding / decoding of the corresponding position picture index for a picture selected as the corresponding position picture among the plurality of pictures may be performed.
  • corresponding location pictures Although only one list of corresponding location pictures is shown in FIG. 39, the present invention is not limited thereto, and at least one list of corresponding location pictures may be used. Also, the same number of reference picture lists may be used for the corresponding position picture list. In addition, when two or more corresponding position picture lists are used, entropy encoding / decoding of the corresponding position direction information may indicate which corresponding position picture list is used. In this case, when three or more corresponding position picture lists are used, the corresponding position direction information may be entropy-encoded / decoded in an index form rather than a flag form.
  • Corresponding position picture number information which means the number of pictures included in the corresponding position picture list, may be signaled from the encoder to the decoder, and may be a predetermined value in the encoder and decoder.
  • the number of corresponding location pictures may be fixed and used by N number in the encoder and the decoder.
  • N may be a positive integer including 0.
  • the first added corresponding position picture may be deleted from the list and a new corresponding position picture may be added to the list.
  • the corresponding location picture list may be managed in a first in first out (FIFO) method.
  • FIFO first in first out
  • the corresponding position picture added first to the corresponding position picture list may be assigned to the index having the largest value, and the last added position picture may be assigned to the index having the smallest value. Conversely, the corresponding position picture added first to the corresponding position picture list may be assigned to the index having the smallest value, and the last position added picture may be assigned to the index having the largest value.
  • FIG. 40 is a flowchart illustrating an image encoding / decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoding / decoding method includes an entropy encoding / decoding step of a motion information storage indicator (S4010), a configuration / alignment step of a corresponding position picture list (S4020), and an entropy encoding / decoding step of a corresponding position picture index (S4030). ) And a motion compensation step (S4040) using the motion vector of the corresponding position picture.
  • the motion information storage indicator may be entropy encoded / decoded for each picture according to at least one of the above embodiments.
  • a corresponding position picture list may be configured according to at least one of the above embodiments, and pictures in the corresponding position picture list may be sorted if necessary.
  • Entropy encoding / decoding of the corresponding position picture index may entropy encode / decode the corresponding position picture index according to at least one of the above embodiments.
  • a motion vector candidate list or a merge candidate list is constructed using the motion vector of the corresponding position picture according to at least one of the above embodiments, or Motion compensation may be performed based on a motion vector.
  • information about whether a specific reference picture is used in a current picture and information about whether a specific reference picture motion information is used in a current picture may be entropy-encoded / decoded together. That is, information about whether a specific reference picture is used in the current picture and whether motion information of the specific reference picture is used in the current picture may be signaled as one syntax element.
  • used_by_curr_pic_flag [j] may mean that, when the first value is 1, the j-th reference picture is used in the current picture and motion information of the corresponding reference picture is used. If the value is 0, it may mean that the j-th reference picture is not used in the current picture and motion information of the reference picture is not used.
  • used_by_curr_pic_s0_flag [i] may mean that the i-th reference picture is used in the current picture and the motion information of the corresponding reference picture is used when the first value is 1, and the i-th reference in the current picture is used when the second value is 0. It may mean that the motion information of the corresponding reference picture is not used without using the picture.
  • used_by_curr_pic_s1_flag [i] may mean that the i-th reference picture is used in the current picture when the first value is 1 and motion information of the corresponding reference picture is used. It may mean that the motion information of the corresponding reference picture is not used without using the picture.
  • At least one process of marking, construction, and management of the reference picture may be equally applied to motion information of the reference picture.
  • motion information of the reference picture may also be marked as not used in the current picture.
  • motion information of the reference picture may also be marked as being used in the current picture.
  • motion information of the reference picture may also be configured as a reference picture list or a corresponding position picture list according to a structure.
  • the motion information of a reference picture may also be changed in a reference picture list or a corresponding position picture list according to a method in which a specific reference picture is changed when the order is changed in the reference picture list.
  • information about whether a specific reference picture is used in the current picture and information about whether motion information of a specific reference picture is used in the current picture may be separately entropy-encoded / decoded. That is, information about whether a specific reference picture is used in the current picture and whether motion information of a specific reference picture is used in the current picture may be signaled using different syntax elements.
  • motion_used_by_curr_pic_flag [j] may mean that motion information of the j-th reference picture is used in the current picture when the first value is 1, and when the second value is 0, It may mean that the motion information of the j-th reference picture is not used in the picture.
  • motion_used_by_curr_pic_s0_flag [i] may mean that motion information of the i-th reference picture is used in the current picture when the first value is 1, and motion information of the i-th reference picture is used in the current picture when the second value is 0. It can mean not to.
  • motion_used_by_curr_pic_s1_flag [i] may mean that motion information of the i-th reference picture is used in the current picture when the first value is 1, and motion information of the i-th picture is not used in the current picture when the second value is 0.
  • At least one process of marking, construction, and management of the reference picture may be applied separately from motion information of the reference picture.
  • motion information of the reference picture may be marked as being used in the current picture or may be marked as not being used in the current picture.
  • motion information of the reference picture may be marked as being used in the current picture or may be marked as not being used in the current picture.
  • motion information of the reference picture may or may not be configured as a reference picture list or a corresponding position picture list.
  • the motion information of the reference picture may be changed in the order in the reference picture list or the corresponding position picture list, and may not be changed.
  • motion information of the reference picture may be stored.
  • motion information of the reference picture may not be stored.
  • the encoder / decoder may store motion information of a specific picture according to a specific parameter value.
  • motion information of a specific picture may be used in a picture that is subsequently encoded / decoded.
  • M may be a positive integer including 0.
  • motion information of the specific picture may be stored.
  • J may be a positive integer including 0.
  • motion information of the specific picture may be stored.
  • motion vector accuracy information may be entropy-encoded / decoded in order to store a motion vector according to a predetermined precision.
  • the motion vector accuracy information includes at least one of a motion vector, an integer pixel unit, a 2 integer pixel unit, a 4 integer pixel unit, a 1/2 pixel unit, a 1/4 pixel unit, a 1/8 pixel unit, and a 1/16 pixel unit. Can be stored in units of.
  • the motion vector accuracy may be not only in the pixel unit but also in N pixel units or 1 / N pixel units.
  • N may be a positive integer.
  • the encoder / decoder may store motion information according to the motion vector accuracy information.
  • the motion vector accuracy information may be entropy encoded / decoded when the motion information storage indicator is a first value.
  • the motion vector accuracy may be entropy-encoded / decoded in the form of a flag or index, and entropy-encoded / decoded in the form of a flag or index for several selected units among various units preset in the encoder / decoder. .
  • the encoder and decoder in the above embodiment can be used in the encoding / decoding process by determining the corresponding location picture only for the pictures having the motion information storage indicator as the first value.
  • the current picture when the picture to be encoded / decoded in the future is a current picture, the current picture may be referred to as a picture that has been previously encoded / decoded.
  • both the L0 motion information and the L1 motion information of the reference picture may be stored, but are not limited thereto, and only the L0 motion information may be stored or only the L1 motion information may be stored.
  • the first L0 motion information and the first L1 motion information of the reference picture may be stored.
  • the first L0 motion information and the first L1 motion information may be basic motion information of a specific block
  • the second L0 motion information, the second L1 motion information, the L2 motion information, and the L3 motion information may be basic motion information of a specific block.
  • the additional motion information may be neighboring motion information of a specific block or motion information additionally used for motion compensation.
  • the motion information is stored in the picture unit in the corresponding location picture
  • the motion information may be stored in at least one unit among picture, slice, tile, CTU, and block units.
  • 43 is a flowchart illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the apparatus for decoding an image may obtain a motion vector of a corresponding position block included in the reference picture of the current block in the temporal motion buffer (S4301).
  • the apparatus for decoding an image may change the format of the motion vector obtained in step S4301 (S4302).
  • step S4302 the format of the obtained motion vector may be changed to a format with increased bit depth.
  • the format of the obtained motion vector may be changed to a preset format.
  • the preset format may be a fixed bit format including a sign.
  • the preset format may be an 18-bit format including a sign.
  • the format of the obtained motion vector may be a floating point format.
  • the motion vector obtained from the temporal motion buffer may be a 10-bit floating point format (or 6-bit mantissa 4-bit radix format).
  • the apparatus for decoding an image may derive a motion vector whose format is changed in step S4302 as a temporal motion vector of the current block (S4303).
  • the image decoding apparatus may further perform scaling of the derived temporal motion vector and limiting the dynamic range of the scaled temporal motion vector.
  • the step of limiting the dynamic range of the scaled temporal motion vector may limit the dynamic range of the scaled temporal motion vector to a fixed bit depth.
  • the fixed bit depth may be 18 bits.
  • the image decoding method has been described above with reference to FIG. 43.
  • the video encoding method of the present invention can also be described similarly to the video decoding method described with reference to FIG. 43, and thus redundant description is omitted.
  • the bitstream generated by the video encoding method of the present invention can be temporarily stored in a computer-readable non-transitory recording medium, and can be decoded by the video decoding method described above.
  • An image may be encoded / decoded using at least one or a combination of at least one of the above embodiments.
  • the order of applying the embodiment may be different in the encoder and decoder, and the order in which the embodiment is applied may be the same in the encoder and decoder.
  • the above embodiments can be performed for each of the luminance and color difference signals, and the above embodiments can be performed for the luminance and color difference signals.
  • a block shape to which the above embodiments of the present invention are applied may have a square shape or a non-square shape.
  • the above embodiments of the present invention may be applied according to at least one size of a coding block, a prediction block, a transform block, a block, a current block, a coding unit, a prediction unit, a transform unit, a unit, and a current unit.
  • the size may be defined as a minimum size and / or a maximum size to which the above embodiments are applied, or may be defined as a fixed size to which the above embodiments are applied.
  • the first embodiment may be applied to the first size, or the second embodiment may be applied to the second size. That is, the always-on embodiments can be applied in combination depending on the size.
  • the above embodiments of the present invention may be applied only when the minimum size or more and the maximum size or less. That is, the above embodiments may be applied only when the block size is included within a certain range.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 8x8 or more.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 4x4.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 16x16 or less.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 16x16 or more and 64x64 or less.
  • the above embodiments of the present invention can be applied according to a temporal layer.
  • a separate identifier is signaled to identify the temporal layer to which the embodiments are applicable, and the embodiments can be applied to the temporal layer specified by the corresponding identifier.
  • the identifier herein may be defined as the lowest layer and / or the highest layer to which the embodiment is applicable, or may be defined as indicating a specific layer to which the embodiment is applied.
  • a fixed temporal layer to which the above embodiment is applied may be defined.
  • the above embodiments can be applied only when the temporal layer of the current image is the lowest layer.
  • the above embodiments can be applied only when the temporal layer identifier of the current image is 1 or more.
  • the above embodiments can be applied only when the temporal layer of the current image is the highest layer.
  • a slice type or tile group type to which the above embodiments of the present invention are applied is defined, and the above embodiments of the present invention may be applied according to the corresponding slice type or tile group type.
  • the embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and can be recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention or may be known and available to those skilled in the computer software field.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include not only machine language codes produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform processing according to the present invention, and vice versa.
  • the present invention can be used in an apparatus for encoding / decoding an image.

Landscapes

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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

본 명세서에서는 영상 복호화 방법이 개시된다. 본 발명의 영상 복호화 방법은, 시간적 움직임 버퍼에서 현재 블록의 참조 픽쳐에서 포함된 대응 위치 블록의 움직임 벡터를 획득하는 단계, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계 및 상기 포멧이 변경된 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 시간적 움직임 벡터로 유도하는 단계를 포함한다.

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 시간적 움직임 정보를 이용하는 영상 부호화/복호화 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 더 높은 해상도 및 화질을 갖는 영상에 대한 고효율 영상 부호화(encoding)/복호화(decoding) 기술이 요구된다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 잔여 신호의 에너지를 압축하기 위한 변환 및 양자화 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
본 발명은 절삭된 움직임 벡터를 이용하여 이용하여 압축 효율을 향상시키는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 움직임 벡터를 절삭하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 움직임 벡터에 대한 정보를 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 시간적 움직임 정보를 저장하고 사용하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법은, 시간적 움직임 버퍼에서 현재 블록의 참조 픽쳐에 포함된 대응 위치 블록의 움직임 벡터를 획득하는 단계, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계 및 상기 포멧이 변경된 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 시간적 움직임 벡터로 유도하는 단계를 포함한다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계는, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 비트 심도가 증가된 포멧으로 변경할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계는, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 기 설정된 포멧으로 변경할 수 있다
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧은 부동 소수점 포멧일 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계는, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 부호를 포함한 고정 비트 포멧일 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 영상 복호화 방법은 상기 유도된 시간적 움직임 벡터를 스케일링하는 단계 및 상기 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는 단계를 더 포함할 수 있다,
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는 단계는, 상기 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 고정된 비트 심도로 제한할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 고정된 비트 심도는, 18 비트일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 부호화 방법은, 시간적 움직임 버퍼에서 현재 블록의 참조 픽쳐에 포함된 대응 위치 블록의 움직임 벡터를 획득하는 단계, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계 및 상기 포멧이 변경된 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 시간적 움직임 벡터로 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계는, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 비트 심도가 증가된 포멧으로 변경할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계는, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 기 설정된 포멧으로 변경할 수 있다
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧은 부동 소수점 포멧일 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계는, 상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 부호를 포함한 고정 비트 포멧일 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 영상 복호화 방법은 상기 유도된 시간적 움직임 벡터를 스케일링하는 단계 및 상기 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는 단계를 더 포함할 수 있다,
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는 단계는, 상기 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 고정된 비트 심도로 제한할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 고정된 비트 심도는, 18 비트일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치에 의해 복호화되는 비트스트림을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 비일시적 기록매체에 있어서, 상기 비트스트림은 현재 블록의 참조 픽쳐 중 시간적 움직임 벡터를 유도하기 위한 대응 위치 픽쳐를 지시하는 인덱스 정보를 포함하고, 상기 인덱스 정보를 이용하여 상기 영상 복호화 장치는 상기 현재 블록의 대응 위치 블록을 포함하는 대응 위치 픽쳐를 획득하고, 상기 시간적 움직임 벡터는, 상기 대응 위치 블록의 움직임 벡터의 포멧을 변경하여 유도될 수 있다.
본 발명에 따르면 절삭된 움직임 벡터를 이용하여 영상을 부호화/복호화할 수 있다.
본 발명에 따르면 움직임 벡터를 저장하는데 필요한 메모리 공간의 크기를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 메모리로부터 데이터를 가져오는데 요구되는 메모리 접근 대역폭을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 특정 참조 픽쳐의 움직임 정보를 저장하고 사용함으로써, 요구되는 메모리 공간의 크기를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 영상의 부호화 및 복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 영상의 부호화기 및 복호화기의 계산 복잡도를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 변환 및 양자화의 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 화면 내 예측에 이용 가능한 참조 샘플들을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 부호화/복호화 대상 픽쳐와 참조 픽쳐의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 참조 픽쳐 리스트에 대한 움직임 벡터 예측기 인덱스를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 움직임 벡터의 공간적 해상도와 관련된 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 12 내지 도 15은 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 저장하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 16은 움직임 벡터를 양자화하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 17 내지 도 20은 참조 픽쳐로부터 움직임 정보를 가져오는 예를 나타내는 도면들이다.
도 21은 시간적 움직임 벡터 성분의 비트 폭에 대한 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 22 내지 26은 시간적 움직임 벡터의 비트 심도에 대한 정보를 설명하기 위한 도면들이다.
도 27 및 도 28은 시간적 움직임 벡터 도출 과정에서의 시간적 움직임 벡터의 비트 폭 및 비트 심도를 코덱 레벨에서 정의하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 29는 시간적 움직임 벡터 성분의 비트 폭의 차이에 대한 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 시간적 움직임 벡터 성분의 다이내믹 레인지를 코덱 레벨에서 정의하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 31 내지 도 33은 시간적 움직임 벡터 각각의 성분의 비트 폭을 코덱 레벨에서 정의하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 34는 시간적 움직임 벡터 Y 성분의 비트 폭을 코덱 레벨에서 정의하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 절삭을 이용한 영상의 부호화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 36은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 절삭을 이용한 영상의 복호화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 37은 움직임 정보 저장 지시자를 설명하기 위한 도면이다.
도 38은 대응 위치 방향 정보 및 대응 위치 픽쳐 색인을 설명하기 위한 도면이다.
도 39는 움직임 정보 저장 지시자가 사용되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 40은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 부호화/복호화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 41 및 도 42는 특정 참조 픽쳐가 현재 픽쳐에서 사용되는지에 대한 정보 및 특정 참조 픽쳐의 움직임 정보가 현재 픽쳐에서 사용되는지에 대한 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 43은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법의 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 발명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하에서 영상은 동영상(video)을 구성하는 하나의 픽쳐(picture)를 의미할 수 있으며, 동영상 자체를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, "영상의 부호화 및/또는 복호화"는 "동영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수 있으며, "동영상을 구성하는 영상들 중 하나의 영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수도 있다.
이하에서, 용어들 "동영상" 및 "비디오"는 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 영상은 부호화의 대상인 부호화 대상 영상 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 영상일 수 있다. 또한, 대상 영상은 부호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있고, 복호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있다. 여기서, 대상 영상은 현재 영상과 동일한 의미를 가질 수 있다.
이하에서, 용어들 "영상", "픽쳐", "프레임(frame)" 및 "스크린(screen)"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 블록은 부호화의 대상인 부호화 대상 블록 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 블록일 수 있다. 또한, 대상 블록은 현재 부호화 및/또는 복호화의 대상인 현재 블록일 수 있다. 예를 들면, 용어들 "대상 블록" 및 "현재 블록"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 용어들 "블록" 및 "유닛"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다. 또는 "블록"은 특정한 유닛을 나타낼 수 있다.
이하에서, 용어들 "영역(region)" 및 "세그먼트(segment)"는 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 특정한 신호는 특정한 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예를 들면, 원(original) 신호는 대상 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예측(prediction) 신호는 예측 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 잔여(residual) 신호는 잔여 블록(residual block)을 나타내는 신호일 수 있다.
실시예들에서, 특정된 정보, 데이터, 플래그(flag), 색인(index) 및 요소(element), 속성(attribute) 등의 각각은 값을 가질 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "0"은 논리 거짓(logical false) 또는 제1 기정의된(predefined) 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "0", 거짓, 논리 거짓 및 제1 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "1"은 논리 참(logical true) 또는 제2 기정의된 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "1", 참, 논리 참 및 제2 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다.
행, 열 또는 색인(index)을 나타내기 위해 i 또는 j 등의 변수가 사용될 때, i의 값은 0 이상의 정수일 수 있으며, 1 이상의 정수일 수도 있다. 말하자면, 실시예들에서 행, 열 및 색인 등은 0에서부터 카운트될 수 있으며, 1에서부터 카운트될 수 있다.
용어 설명
부호화기(Encoder): 부호화(Encoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 부호화 장치를 의미할 수 있다.
복호화기(Decoder): 복호화(Decoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 복호화 장치를 의미할 수 있다.
블록(Block): 샘플(Sample)의 MxN 배열이다. 여기서 M과 N은 양의 정수 값을 의미할 수 있으며, 블록은 흔히 2차원 형태의 샘플 배열을 의미할 수 있다. 블록은 유닛을 의미할 수 있다. 현재 블록은 부호화 시 부호화의 대상이 되는 부호화 대상 블록, 복호화 시 복호화의 대상이 되는 복호화 대상 블록을 의미할 수 있다. 또한, 현재 블록은 부호화 블록, 예측 블록, 잔여 블록, 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다.
샘플(Sample): 블록을 구성하는 기본 단위이다. 비트 깊이 (bit depth, Bd)에 따라 0부터 2Bd - 1까지의 값으로 표현될 수 있다. 본 발명에서 샘플은 화소 또는 픽셀과 같은 의미로 사용될 수 있다. 즉, 샘플, 화소, 픽셀은 서로 같은 의미를 가질 수 있다.
유닛(Unit): 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛은 하나의 영상을 분할한 영역일 수 있다. 또한, 유닛은 하나의 영상을 세분화 된 유닛으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미할 수 있다. 즉, 하나의 영상은 복수의 유닛들로 분할될 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛 별로 기정의된 처리가 수행될 수 있다. 하나의 유닛은 유닛에 비해 더 작은 크기를 갖는 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다. 기능에 따라서, 유닛은 블록(Block), 매크로블록(Macroblock), 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit), 부호화 트리 블록(Coding Tree Block), 부호화 유닛(Coding Unit), 부호화 블록(Coding Block), 예측 유닛(Prediction Unit), 예측 블록(Prediction Block), 잔여 유닛(Residual Unit), 잔여 블록(Residual Block), 변환 유닛(Transform Unit), 변환 블록(Transform Block) 등을 의미할 수 있다. 또한, 유닛은 블록과 구분하여 지칭하기 위해 휘도(Luma) 성분 블록과 그에 대응하는 색차(Chroma) 성분 블록 그리고 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수 있다. 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 유닛의 형태는 정사각형뿐만 아니라 직사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현될 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다. 또한, 유닛 정보는 부호화 유닛, 예측 유닛, 잔여 유닛, 변환 유닛 등을 가리키는 유닛의 타입, 유닛의 크기, 유닛의 깊이, 유닛의 부호화 및 복호화 순서 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit): 하나의 휘도 성분(Y) 부호화 트리 블록과 관련된 두 색차 성분(Cb, Cr) 부호화 트리 블록들로 구성된다. 또한, 상기 블록들과 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수도 있다. 각 부호화 트리 유닛은 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등의 하위 유닛을 구성하기 위하여 쿼드트리(quad tree), 이진트리(binary tree), 3분할트리(ternary tree) 등 하나 이상의 분할 방식을 이용하여 분할될 수 있다. 입력 영상의 분할처럼 영상의 복/부호화 과정에서 처리 단위가 되는 샘플 블록을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다. 여기서, 쿼드트리는 4분할트리(quarternary tree)를 의미할 수 있다.
부호화 블록의 크기가 소정의 범위 내에 속하는 경우에는 쿼드트리로만 분할이 가능할 수 있다. 여기서, 소정의 범위는 쿼드트리만으로 분할이 가능한 부호화 블록의 최대 크기 및 최소 크기 중 적어도 하나로 정의될 수 있다. 쿼드트리 형태의 분할이 허용되는 부호화 블록의 최대/최소 크기를 나타내는 정보는 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있고, 해당 정보는 시퀀스, 픽쳐 파라미터, 타일 그룹, 또는 슬라이스(세그먼트) 중 적어도 하나의 단위로 시그널링될 수 있다. 또는, 부호화 블록의 최대/최소 크기는 부호화기/복호화기에 기-설정된 고정된 크기일 수도 있다. 예를 들어, 부호화 블록의 크기가 256x256 내지 64x64 에 해당하는 경우에는 쿼드트리로만 분할이 가능할 수 있다. 또는 부호화 블록의 크기가 최대 변환 블록의 크기 보다 큰 경우에는 쿼드트리로만 분할이 가능할 수 있다. 이때, 상기 분할되는 블록은 부호화 블록 또는 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 경우에 부호화 블록의 분할을 나타내는 정보(예컨대, split_flag)는 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 플래그일 수 있다. 부호화 블록의 크기가 소정의 범위 내에 속하는 경우에는 이진트리 또는 3분할트리로만 분할이 가능할 수 있다. 이 경우, 쿼드트리에 관한 상기 설명은 이진트리 또는 3분할트리에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
부호화 트리 블록(Coding Tree Block): Y 부호화 트리 블록, Cb 부호화 트리 블록, Cr 부호화 트리 블록 중 어느 하나를 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
주변 블록(Neighbor block): 현재 블록에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 현재 블록에 인접한 블록은 현재 블록에 경계가 맞닿은 블록 또는 현재 블록으로부터 소정의 거리 내에 위치한 블록을 의미할 수 있다. 주변 블록은 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 여기에서, 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록이란, 현재 블록에 가로로 인접한 이웃 블록에 세로로 인접한 블록 또는 현재 블록에 세로로 인접한 이웃 블록에 가로로 인접한 블록일 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록을 의미할 수도 있다.
복원된 주변 블록(Reconstructed Neighbor Block): 현재 블록 주변에 공간적(Spatial)/시간적(Temporal)으로 이미 부호화 혹은 복호화된 주변 블록을 의미할 수 있다. 이때, 복원된 주변 블록은 복원된 주변 유닛을 의미할 수 있다. 복원된 공간적 주변 블록은 현재 픽쳐 내의 블록이면서 부호화 및/또는 복호화를 통해 이미 복원된 블록일 수 있다. 복원된 시간적 주변 블록은 참조 영상 내에서 현재 픽쳐의 현재 블록과 대응하는 위치의 복원된 블록 또는 그 주변 블록일 수 있다.
유닛 깊이(Depth): 유닛이 분할된 정도를 의미할 수 있다. 트리 구조(Tree Structure)에서 가장 상위 노드(Root Node)는 분할되지 않은 최초의 유닛에 대응할 수 있다. 가장 상위 노드는 루트 노드로 칭해질 수 있다. 또한, 가장 상위 노드는 최소의 깊이 값을 가질 수 있다. 이 때, 가장 상위 노드는 레벨(Level) 0의 깊이를 가질 수 있다. 레벨 1의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 한 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 2의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 두 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 n의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 n번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 리프 노드(Leaf Node)는 가장 하위의 노드일 수 있으며, 더 분할될 수 없는 노드일 수 있다. 리프 노드의 깊이는 최대 레벨일 수 있다. 예를 들면, 최대 레벨의 기정의된 값은 3일 수 있다. 루트 노드는 깊이가 가장 얕고, 리프 노드는 깊이가 가장 깊다고 할 수 있다. 또한, 유닛을 트리 구조로 표현했을 때 유닛이 존재하는 레벨이 유닛 깊이를 의미할 수 있다.
비트스트림(Bitstream): 부호화된 영상 정보를 포함하는 비트의 열을 의미할 수 있다.
파라미터 세트(Parameter Set): 비트스트림 내의 구조 중 헤더(header) 정보에 해당한다. 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽쳐 파라미터 세트(picture parameter set), 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set) 중 적어도 하나가 파라미터 세트에 포함될 수 있다. 또한, 파라미터 세트는 타일 그룹, 슬라이스(slice) 헤더 및 타일(tile) 헤더 정보를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 타일 그룹은 여러 타일을 포함하는 그룹을 의미할 수 있으며, 슬라이스와 동일한 의미일 수 있다.
파싱(Parsing): 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 구문 요소(Syntax Element)의 값을 결정하는 것을 의미하거나, 엔트로피 복호화 자체를 의미할 수 있다.
심볼(Symbol): 부호화/복호화 대상 유닛의 구문 요소, 부호화 파라미터(coding parameter), 변환 계수(Transform Coefficient)의 값 등 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 심볼은 엔트로피 부호화의 대상 혹은 엔트로피 복호화의 결과를 의미할 수 있다.
예측 모드(Prediction Mode): 화면 내 예측으로 부호화/복호화되는 모드 또는 화면 간 예측으로 부호화/복호화되는 모드를 지시하는 정보일 수 있다.
예측 유닛(Prediction Unit): 화면 간 예측, 화면 내 예측, 화면 간 보상, 화면 내 보상, 움직임 보상 등 예측을 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 예측 유닛은 더 작은 크기를 가지는 복수의 파티션(Partition) 또는 복수의 하위 예측 유닛들로 분할 될 수도 있다. 복수의 파티션들 또한 예측 또는 보상의 수행에 있어서의 기본 단위일 수 있다. 예측 유닛의 분할에 의해 생성된 파티션 또한 예측 유닛일 수 있다.
예측 유닛 파티션(Prediction Unit Partition): 예측 유닛이 분할된 형태를 의미할 수 있다.
참조 영상 리스트(Reference Picture List): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 하나 이상의 참조 영상들을 포함하는 리스트를 의미할 수 있다. 참조 영상 리스트의 종류는 LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) 등이 있을 수 있으며, 화면 간 예측에는 1개 이상의 참조 영상 리스트들이 사용될 수 있다.
화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator): 현재 블록의 화면 간 예측 방향(단방향 예측, 쌍방향 예측 등)을 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때 사용되는 참조 영상의 개수를 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록에 대해 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 때 사용되는 예측 블록의 개수를 의미할 수 있다.
예측 리스트 활용 플래그(prediction list utilization flag): 특정 참조 영상 리스트 내 적어도 하나의 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하는지 여부를 나타낸다. 예측 리스트 활용 플래그를 이용하여 화면 간 예측 지시자를 도출할 수 있고, 반대로 화면 간 예측 지시자를 이용하여 예측 리스트 활용 플래그를 도출할 수 있다. 예를 들어, 예측 리스트 활용 플래그가 제1 값인 0을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트 내 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하지 않는 것을 나타낼 수 있고, 제2 값인 1을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있는 것을 나타낼 수 있다.
참조 영상 색인(Reference Picture Index): 참조 영상 리스트에서 특정 참조 영상을 지시하는 색인을 의미할 수 있다.
참조 영상(Reference Picture): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 위해서 특정 블록이 참조하는 영상을 의미할 수 있다. 또는, 참조 영상은 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 위해 현재 블록이 참조하는 참조 블록을 포함하는 영상일 수 있다. 이하, 용어 "참조 픽쳐" 및 "참조 영상"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
움직임 벡터(Motion Vector): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 2차원 벡터일 수 있다. 움직임 벡터는 부호화/복호화 대상 블록과 참조 블록 사이의 오프셋을 의미할 수 있다. 예를 들어, (mvX, mvY)는 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. mvX는 수평(horizontal) 성분, mvY는 수직(vertical) 성분을 나타낼 수 있다.
탐색 영역(Search Range): 탐색 영역은 화면 간 예측 중 움직임 벡터에 대한 탐색이 이루어지는 2차원의 영역일 수 있다. 예를 들면, 탐색 영역의 크기는 MxN일 수 있다. M 및 N은 각각 양의 정수일 수 있다.
움직임 벡터 후보(Motion Vector Candidate): 움직임 벡터를 예측할 때 예측 후보가 되는 블록 혹은 그 블록의 움직임 벡터를 의미할 수 있다. 또한, 움직임 벡터 후보는 움직임 벡터 후보 리스트에 포함될 수 있다.
움직임 벡터 후보 리스트(Motion Vector Candidate List): 하나 이상의 움직임 벡터 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
움직임 벡터 후보 색인(Motion Vector Candidate Index): 움직임 벡터 후보 리스트 내의 움직임 벡터 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 움직임 벡터 예측기(Motion Vector Predictor)의 색인(index)일 수 있다.
움직임 정보(Motion Information): 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 지시자 뿐만 아니라 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트 정보, 참조 영상, 움직임 벡터 후보, 움직임 벡터 후보 색인, 머지 후보, 머지 색인 등 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.
머지 후보 리스트(Merge Candidate List): 하나 이상의 머지 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
머지 후보(Merge Candidate): 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보, 조합된 머지 후보, 조합 양예측 머지 후보, 제로 머지 후보 등을 의미할 수 있다. 머지 후보는 화면 간 예측 지시자, 각 리스트에 대한 참조 영상 색인, 움직임 벡터, 예측 리스트 활용 플래그, 화면 간 예측 지시자 등의 움직임 정보를 포함할 수 있다.
머지 색인(Merge Index): 머지 후보 리스트 내 머지 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 또한, 머지 색인은 공간적/시간적으로 현재 블록과 인접하게 복원된 블록들 중 머지 후보를 유도한 블록을 지시할 수 있다. 또한, 머지 색인은 머지 후보가 가지는 움직임 정보 중 적어도 하나를 지시할 수 있다.
변환 유닛(Transform Unit): 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화와 같이 잔여 신호(residual signal) 부호화/복호화를 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 변환 유닛은 분할되어 더 작은 크기를 가지는 복수의 하위 변환 유닛들로 분할될 수 있다. 여기서, 변환/역변환은 1차 변환/역변환 및 2차 변환/역변환 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
스케일링(Scaling): 양자화된 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미할 수 있다. 양자화된 레벨에 대한 스케일링의 결과로 변환 계수를 생성할 수 있다. 스케일링을 역양자화(dequantization)라고도 부를 수 있다.
양자화 매개변수(Quantization Parameter): 양자화에서 변환 계수를 이용하여 양자화된 레벨(quantized level)을 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수 있다. 또는, 역양자화에서 양자화된 레벨을 스케일링하여 변환 계수를 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수도 있다. 양자화 매개변수는 양자화 스텝 크기(step size)에 매핑된 값일 수 있다.
잔여 양자화 매개변수(Delta Quantization Parameter): 예측된 양자화 매개변수와 부호화/복호화 대상 유닛의 양자화 매개변수의 차분(difference) 값을 의미할 수 있다.
스캔(Scan): 유닛, 블록 혹은 행렬 내 계수의 순서를 정렬하는 방법을 의미할 수 있다. 예를 들어, 2차원 배열을 1차원 배열 형태로 정렬하는 것을 스캔이라고 한다. 또는, 1차원 배열을 2차원 배열 형태로 정렬하는 것도 스캔 혹은 역 스캔(Inverse Scan)이라고 부를 수 있다.
변환 계수(Transform Coefficient): 부호화기에서 변환을 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 엔트로피 복호화 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수도 있다. 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용한 양자화된 레벨 또는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수의 의미에 포함될 수 있다.
양자화된 레벨(Quantized Level): 부호화기에서 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 생성된 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 역양자화를 수행하기 전 역양자화의 대상이 되는 값을 의미할 수도 있다. 유사하게, 변환 및 양자화의 결과인 양자화된 변환 계수 레벨도 양자화된 레벨의 의미에 포함될 수 있다.
넌제로 변환 계수(Non-zero Transform Coefficient): 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 혹은 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 레벨 혹은 양자화된 레벨을 의미할 수 있다.
양자화 행렬(Quantization Matrix): 영상의 주관적 화질 혹은 객관적 화질을 향상시키기 위해서 양자화 혹은 역양자화 과정에서 이용하는 행렬을 의미할 수 있다. 양자화 행렬을 스케일링 리스트(scaling list)라고도 부를 수 있다.
양자화 행렬 계수(Quantization Matrix Coefficient): 양자화 행렬 내의 각 원소(element)를 의미할 수 있다. 양자화 행렬 계수를 행렬 계수(matrix coefficient)라고도 할 수 있다.
기본 행렬(Default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되어 있는 소정의 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
비 기본 행렬(Non-default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되지 않고, 사용자에 의해서 시그널링되는 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
통계값(statistic value): 연산 가능한 특정 값들을 가지는 변수, 부호화 파라미터, 상수 등 적어도 하나에 대한 통계값은 해당 특정 값들의 평균값, 가중평균값, 가중합값, 최소값, 최대값, 최빈값, 중간값, 보간값 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
부호화 장치(100)는 인코더, 비디오 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치일 수 있다. 비디오는 하나 이상의 영상들을 포함할 수 있다. 부호화 장치(100)는 하나 이상의 영상들을 순차적으로 부호화할 수 있다.
도 1을 참조하면, 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽쳐 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라 모드 및/또는 인터 모드로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 부호화된 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 수 있다. 생성된 비트스트림은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장될 수 있거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍될 수 있다. 예측 모드로 인트라 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인트라로 전환될 수 있고, 예측 모드로 인터 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인터로 전환될 수 있다. 여기서 인트라 모드는 화면 내 예측 모드를 의미할 수 있으며, 인터 모드는 화면 간 예측 모드를 의미할 수 있다. 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 예측 블록이 생성된 후, 입력 블록 및 예측 블록의 차분(residual)을 사용하여 잔여 블록을 부호화할 수 있다. 입력 영상은 현재 부호화의 대상인 현재 영상으로 칭해질 수 있다. 입력 블록은 현재 부호화의 대상인 현재 블록 혹은 부호화 대상 블록으로 칭해질 수 있다.
예측 모드가 인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화/복호화된 블록의 샘플을 참조 샘플로서 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 공간적 예측을 수행할 수 있고, 공간적 예측을 통해 입력 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측은 화면 내 예측을 의미할 수 있다.
예측 모드가 인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상으로부터 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 검색할 수 있고, 검색된 영역을 이용하여 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 이때, 상기 영역으로 탐색 영역을 사용할 수 있다. 참조 영상은 참조 픽쳐 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 여기서, 참조 영상에 대한 부호화/복호화가 처리되었을 때 참조 픽쳐 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측은 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 의미할 수 있다.
상기 움직임 예측부(111)과 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터(Interpolation Filter)를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 예측 및 움직임 보상 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge Mode), 향상된 움직임 벡터 예측(Advanced Motion Vector Prediction; AMVP) 모드, 현재 픽쳐 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다. 잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이(difference)를 의미할 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환(transform)하거나, 양자화하거나, 또는 변환 및 양자화함으로써 생성된 신호일 수 있다. 잔여 블록은 블록 단위의 잔여 신호일 수 있다.
변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 생성된 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔여 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용함으로써 양자화된 레벨(quantized level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.
*양자화부(140)는 변환 계수 또는 잔여 신호를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 레벨을 생성할 수 있고, 생성된 양자화된 레벨을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(Coding Parameter) 값들 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림(bitstream)을 생성할 수 있고, 비트스트림을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 샘플에 관한 정보 및 영상의 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상의 복호화를 위한 정보는 구문 요소(syntax element) 등을 포함할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(Variable Length Coding/Code; VLC) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법, 확률 모델, 문맥 모델(Context Model)을 사용하여 산술 부호화를 수행할 수도 있다.
엔트로피 부호화부(150)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 부호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태(form) 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다.
부호화 파라미터(Coding Parameter)는 구문 요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 시그널링되는 정보(플래그, 색인 등)뿐만 아니라, 부호화 과정 혹은 복호화 과정에서 유도되는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 복호화할 때 필요한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 유닛/블록 크기, 유닛/블록 깊이, 유닛/블록 분할 정보, 유닛/블록 형태, 유닛/블록 분할 구조, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 이진트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 3분할트리 형태의 분할 여부, 3분할트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 3분할트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 여부, 복합형트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 복합형트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 트리(이진트리 혹은 3분할 트리), 예측 모드(화면 내 예측 또는 화면 간 예측), 화면 내 휘도 예측 모드/방향, 화면 내 색차 예측 모드/방향, 화면 내 분할 정보, 화면 간 분할 정보, 부호화 블록 분할 플래그, 예측 블록 분할 플래그, 변환 블록 분할 플래그, 참조 샘플 필터링 방법, 참조 샘플 필터 탭, 참조 샘플 필터 계수, 예측 블록 필터링 방법, 예측 블록 필터 탭, 예측 블록 필터 계수, 예측 블록 경계 필터링 방법, 예측 블록 경계 필터 탭, 예측 블록 경계 필터 계수, 화면 내 예측 모드, 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차분, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트, 참조 영상, 움직임 벡터 예측 색인, 움직임 벡터 예측 후보, 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 모드 사용 여부, 머지 색인, 머지 후보, 머지 후보 리스트, 스킵(skip) 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 보간 필터 탭, 보간 필터 계수, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도, 변환 종류, 변환 크기, 1차 변환 사용 여부 정보, 2차 변환 사용 여부 정보, 1차 변환 색인, 2차 변환 색인, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴(Coded Block Pattern), 부호화 블록 플래그(Coded Block Flag), 양자화 매개변수, 잔여 양자화 매개변수, 양자화 행렬, 화면 내 루프 필터 적용 여부, 화면 내 루프 필터 계수, 화면 내 루프 필터 탭, 화면 내 루프 필터 모양/형태, 디블록킹 필터 적용 여부, 디블록킹 필터 계수, 디블록킹 필터 탭, 디블록킹 필터 강도, 디블록킹 필터 모양/형태, 적응적 샘플 오프셋 적용 여부, 적응적 샘플 오프셋 값, 적응적 샘플 오프셋 카테고리, 적응적 샘플 오프셋 종류, 적응적 루프 필터 적용 여부, 적응적 루프 필터 계수, 적응적 루프 필터 탭, 적응적 루프 필터 모양/형태, 이진화/역이진화 방법, 문맥 모델 결정 방법, 문맥 모델 업데이트 방법, 레귤러 모드 수행 여부, 바이패스 모드 수행 여부, 문맥 빈, 바이패스 빈, 중요 계수 플래그, 마지막 중요 계수 플래그, 계수 그룹 단위 부호화 플래그, 마지막 중요 계수 위치, 계수 값이 1보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 2보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 3보다 큰지에 대한 플래그, 나머지 계수 값 정보, 부호(sign) 정보, 복원된 휘도 샘플, 복원된 색차 샘플, 잔여 휘도 샘플, 잔여 색차 샘플, 휘도 변환 계수, 색차 변환 계수, 휘도 양자화된 레벨, 색차 양자화된 레벨, 변환 계수 레벨 스캐닝 방법, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 크기, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 형태, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 횟수, CTU 크기 정보, 최소 블록 크기 정보, 최대 블록 크기 정보, 최대 블록 깊이 정보, 최소 블록 깊이 정보, 영상 디스플레이/출력 순서, 슬라이스 식별 정보, 슬라이스 타입, 슬라이스 분할 정보, 타일 그룹 식별 정보, 타일 그룹 타입, 타일 그룹 분할 정보, 타일 식별 정보, 타일 타입, 타일 분할 정보, 픽쳐 타입, 입력 샘플 비트 심도, 복원 샘플 비트 심도, 잔여 샘플 비트 심도, 변환 계수 비트 심도, 양자화된 레벨 비트 심도, 휘도 신호에 대한 정보, 색차 신호에 대한 정보 중 적어도 하나의 값 또는 조합된 형태가 부호화 파라미터에 포함될 수 있다.
여기서, 플래그 혹은 색인을 시그널링(signaling)한다는 것은 인코더에서는 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 부호화(Entropy Encoding)하여 비트스트림(Bitstream)에 포함하는 것을 의미할 수 있고, 디코더에서는 비트스트림으로부터 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 복호화(Entropy Decoding)하는 것을 의미할 수 있다.
부호화 장치(100)가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상에 대한 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화 장치(100)는 부호화된 현재 영상을 다시 복원 또는 복호화할 수 있고, 복원 또는 복호화된 영상을 참조 영상으로 참조 픽쳐 버퍼(190)에 저장할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다, 역양자화 및/또는 역변환된 계수와 예측 블록을 합함으로써 복원 블록(reconstructed block)이 생성될 수 있다. 여기서, 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 역양자화 및 역변환 중 적어도 하나 이상이 수행된 계수를 의미하며, 복원된 잔여 블록을 의미할 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거칠 수 있다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset; SAO), 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter; ALF) 등 적어도 하나를 복원 샘플, 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 루프내 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.
디블록킹 필터는 블록들 간의 경계에서 발생한 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 샘플을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 서로 다른 필터를 적용할 수 있다.
샘플 적응적 오프셋을 이용하여 부호화 에러를 보상하기 위해 샘플 값에 적정 오프셋(offset) 값을 더할 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 디블록킹을 수행한 영상에 대해 샘플 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 샘플의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
적응적 루프 필터는 복원 영상 및 원래의 영상을 비교한 값에 기반하여 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 부호화 유닛(Coding Unit, CU) 별로 시그널링될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응적 루프 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다.
필터부(180)를 거친 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽쳐 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(180)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
복호화 장치(200)는 디코더, 비디오 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽쳐 버퍼(270)를 포함할 수 있다.
복호화 장치(200)는 부호화 장치(100)에서 출력된 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장된 비트스트림을 수신하거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍되는 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 복호화를 통해 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 생성할 수 있고, 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 출력할 수 있다.
복호화에 사용되는 예측 모드가 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환될 수 있다. 복호화에 사용되는 예측 모드가 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
복호화 장치(200)는 입력된 비트스트림을 복호화하여 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 획득할 수 있고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 획득되면, 복호화 장치(200)는 복원된 잔여 블록과 및 예측 블록을 더함으로써 복호화 대상이 되는 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은 양자화된 레벨 형태의 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 역변환될 수 있다. 양자화된 레벨은 역양자화 및/또는 역변환이 수행된 결과로서, 복원된 잔여 블록으로 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 샘플 값을 이용하는 공간적 예측을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드가 사용되는 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽쳐 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하는 움직임 보상을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 보상 방법이 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드, 현재 픽쳐 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 움직임 보상을 수행할 수 있다.
가산기(255)는 복원된 잔여 블록 및 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 생성할 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 등 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽쳐 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다. 필터부(260)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(260)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 실시예를 개략적으로 나타낸다.
영상을 효율적으로 분할하기 위해, 부호화 및 복호화에 있어서, 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 영상 부호화/복호화의 기본 단위로서 부호화 유닛이 사용될 수 있다. 또한, 영상 부호화/복호화 시 화면 내 예측 모드 및 화면 간 예측 모드가 구분되는 단위로 부호화 유닛을 사용할 수 있다. 부호화 유닛은 예측, 변환, 양자화, 역변환, 역양자화, 또는 변환 계수의 부호화/복호화의 과정을 위해 사용되는 기본 단위일 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상(300)은 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU) 단위로 순차적으로 분할되고, LCU 단위로 분할 구조가 결정된다. 여기서, LCU는 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit; CTU)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 유닛의 분할은 유닛에 해당하는 블록의 분할을 의미할 수 있다. 블록 분할 정보에는 유닛의 깊이(depth)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 깊이 정보는 유닛이 분할되는 회수 및/또는 정도를 나타낼 수 있다. 하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)를 기초로 깊이 정보를 가지고 계층적으로 복수의 하위 유닛들로 분할될 수 있다. 말하자면, 유닛 및 상기의 유닛의 분할에 의해 생성된 하위 유닛은 노드 및 상기의 노드의 자식 노드에 각각 대응할 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보일 수 있고, 각 CU마다 저장될 수 있다. 유닛 깊이는 유닛이 분할된 회수 및/또는 정도를 나타내므로, 하위 유닛의 분할 정보는 하위 유닛의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
분할 구조는 CTU(310) 내에서의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 분포를 의미할 수 있다. 이러한 분포는 하나의 CU를 복수(2, 4, 8, 16 등을 포함하는 2 이상의 양의 정수)의 CU들로 분할할지 여부에 따라 결정할 수 있다. 분할에 의해 생성된 CU의 가로 크기 및 세로 크기는 각각 분할 전의 CU의 가로 크기의 절반 및 세로 크기의 절반이거나, 분할된 개수에 따라 분할 전의 CU의 가로 크기보다 작은 크기 및 세로 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. CU는 복수의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다. 재귀적 분할에 의해, 분할된 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나의 크기가 분할 전의 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나에 비해 감소될 수 있다. CU의 분할은 기정의된 깊이 또는 기정의된 크기까지 재귀적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, CTU의 깊이는 0일 수 있고, 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)의 깊이는 기정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, CTU는 상술된 것과 같이 최대의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있고, SCU는 최소의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있다. CTU(310)로부터 분할이 시작되고, 분할에 의해 CU의 가로 크기 및/또는 세로 크기가 줄어들 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 예를 들면, 각각의 깊이 별로, 분할되지 않는 CU는 2Nx2N 크기를 가질 수 있다. 또한, 분할되는 CU의 경우, 2Nx2N 크기의 CU가 NxN 크기를 가지는 4개의 CU들로 분할될 수 있다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소할 수 있다.
또한, CU가 분할되는지 여부에 대한 정보는 CU의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 분할 정보는 1비트의 정보일 수 있다. SCU를 제외한 모든 CU는 분할 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 분할 정보의 값이 제1 값이면, CU가 분할되지 않을 수 있고, 분할 정보의 값이 제2 값이면, CU가 분할될 수 있다.
도 3을 참조하면, 깊이가 0인 CTU는 64x64 블록일 수 있다. 0은 최소 깊이일 수 있다. 깊이가 3인 SCU는 8x8 블록일 수 있다. 3은 최대 깊이일 수 있다. 32x32 블록 및 16x16 블록의 CU는 각각 깊이 1 및 깊이 2로 표현될 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할(쿼드트리 분할, quad-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 8x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 8x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할(이진트리 분할, binary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기를 1:2:1의 비율로 분할함으로써, 3개의 부호화 유닛으로 분할 할 수 있다. 일 예로, 16x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 상측부터 각각 16x8, 16x16 및 16x8의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 좌측부터 각각 8x32, 16x32 및 8x32의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 3분할트리(ternary-tree) 형태로 분할(3분할트리 분할, ternary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
도 3의 CTU(320)는 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할이 모두 적용된 CTU의 일 예이다.
전술한 바와 같이, CTU를 분할하기 위해, 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 각각의 분할은 소정의 우선 순위에 기초하여 적용될 수 있다. 예컨대, CTU에 대해 쿼드트리 분할이 우선적으로 적용될 수 있다. 더 이상 쿼드트리 분할될 수 없는 부호화 유닛은 쿼드트리의 리프 노드에 해당될 수 있다. 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 및/또는 3분할트리의 루트 노드가 될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 이 때, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 이진트리 분할하거나 3분할트리 분할하여 생성된 부호화 유닛에 대해서는 다시 쿼드트리 분할이 수행되지 않도록 함으로써, 블록의 분할 및/또는 분할 정보의 시그널링을 효과적으로 수행할 수 있다.
쿼드트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 쿼드 분할 정보를 이용하여 시그널링될 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다. 쿼드 분할 정보는 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에는 우선순위가 존재하지 않을 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할될 수 있다. 또한, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할에 의해 생성된 부호화 유닛은 다시 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에 우선순위가 존재하지 않는 경우의 분할은 복합형트리 분할(multi-type tree partition)이라고 호칭할 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 복합형트리(multi-type tree)의 루트 노드가 될 수 있다. 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나를 이용하여 시그널링될 수 있다. 상기 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할을 위해 순차적으로 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보가 시그널링될 수도 있다.
제1값(예컨대, '1')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 방향 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 방향 정보는 복합형트리 분할의 분할 방향을 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 세로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 가로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 트리 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 트리 정보는 복합형트리 분할을 위해 사용된 트리를 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 이진트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 3분할트리 분할됨을 지시할 수 있다.
분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및 분할 방향 정보는 각각 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나는 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 상기 정보들의 엔트로피 부호화/복호화를 위해, 현재 부호화 유닛에 인접한 주변 부호화 유닛의 정보가 이용될 수 있다. 예컨대, 좌측 부호화 유닛 및/또는 상측 부호화 유닛의 분할 형태(분할 여부, 분할 트리 및/또는 분할 방향)는 현재 부호화 유닛의 분할 형태와 유사할 확률이 높다. 따라서, 주변 부호화 유닛의 정보에 기초하여, 현재 부호화 유닛의 정보의 엔트로피 부호화/복호화를 위한 컨텍스트 정보를 유도할 수 있다. 이때, 주변 부호화 유닛의 정보에는 해당 부호화 유닛의 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
다른 실시예로서, 이진트리 분할과 3분할트리 분할 중, 이진트리 분할이 우선적으로 수행될 수 있다. 즉, 이진트리 분할이 먼저 적용되고, 이진트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 3분할트리의 루트 노드로 설정할 수도 있다. 이 경우, 3분할트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해서는 쿼드트리 분할 및 이진트리 분할이 수행되지 않을 수 있다.
쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할에 의해 더 이상 분할되지 않는 부호화 유닛은 부호화, 예측 및/또는 변환의 단위가 될 수 있다. 즉, 예측 및/또는 변환을 위해 부호화 유닛이 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 따라서, 부호화 유닛을 예측 유닛 및/또는 변환 유닛으로 분할하기 위한 분할 구조, 분할 정보 등이 비트스트림에 존재하지 않을 수 있다.
다만, 분할의 단위가 되는 부호화 유닛의 크기가 최대 변환 블록의 크기보다 큰 경우, 해당 부호화 유닛은 최대 변환 블록의 크기와 같거나 또는 작은 크기가 될 때까지 재귀적으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 64x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 4개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 32x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 2개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 이 경우, 변환을 위한 부호화 유닛의 분할 여부는 별도로 시그널링되지 않고, 상기 부호화 유닛의 가로 또는 세로와 최대 변환 블록의 가로 또는 세로의 비교에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 가로가 최대 변환 블록의 가로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 세로로 2등분 될 수 있다. 또한, 부호화 유닛의 세로가 최대 변환 블록의 세로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 가로로 2등분 될 수 있다.
부호화 유닛의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보, 변환 블록의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽쳐 레벨, 타일 레벨, 타일 그룹 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최대 크기는 64x64로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다.
쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(쿼드트리 최소 크기)에 관한 정보 및/또는 복합형트리의 루트 노드에서 리프 노드에 이르는 최대 깊이(복합형트리 최대 깊이)에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽쳐 레벨, 슬라이스 레벨, 타일 그룹 레벨, 타일 레벨 등일 수 있다. 상기 쿼드트리 최소 크기에 관한 정보 및/또는 상기 복합형트리 최대 깊이에 관한 정보는 화면 내 슬라이스와 화면 간 슬라이스의 각각에 대해 시그널링되거나 결정될 수 있다.
CTU의 크기와 변환 블록의 최대 크기에 대한 차분 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽쳐 레벨, 슬라이스 레벨, 타일 그룹 레벨, 타일 레벨 등일 수 있다. 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(이진트리 최대 크기)에 관한 정보는 부호화 트리 유닛의 크기와 상기 차분 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(3분할트리 최대 크기)는 슬라이스의 타입에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 예컨대, 화면 내 슬라이스인 경우, 3분할트리 최대 크기는 32x32일 수 있다. 또한, 예컨대, 화면 간 슬라이스인 경우, 3분할 트리 최대 크기는 128x128일 수 있다. 예컨대, 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(이진트리 최소 크기) 및/또는 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(3분할트리 최소 크기)는 부호화 블록의 최소 크기로 설정될 수 있다.
또 다른 예로, 이진트리 최대 크기 및/또는 3분할트리 최대 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 또한, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다.
전술한 다양한 블록의 크기 및 깊이 정보에 기초하여, 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및/또는 분할 방향 정보 등이 비트스트림에 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
예컨대, 부호화 유닛의 크기가 쿼드트리 최소 크기보다 크지 않으면, 상기 부호화 유닛은 쿼드 분할 정보를 포함하지 않고, 해당 쿼드 분할 정보는 제2값으로 추론될 수 있다.
예컨대, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최대 크기(가로 및 세로) 및/또는 3분할트리 최대 크기(가로 및 세로)보다 큰 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최소 크기(가로 및 세로)와 동일하거나, 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 3분할트리 최소 크기(가로 및 세로)의 두 배와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다. 왜냐하면, 상기 부호화 유닛을 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할할 경우, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기보다 작은 부호화 유닛이 생성되기 때문이다.
또는, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할은 가상의 파이프라인 데이터 유닛의 크기(이하, 파이프라인 버퍼 크기)에 기초하여 제한될 수 있다. 예컨대, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할에 의해, 부호화 유닛이 파이프라인 버퍼 크기에 적합하지 않은 서브 부호화 유닛으로 분할될 경우, 해당 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할은 제한될 수 있다. 파이프라인 버퍼 크기는 최대 변환 블록의 크기(예컨대, 64X64)일 수 있다. 예컨대, 파이프라인 버퍼 크기가 64X64일 때, 아래의 분할은 제한될 수 있다.
- NxM(N 및/또는 M은 128) 부호화 유닛에 대한 3분할트리 분할
- 128xN(N <= 64) 부호화 유닛에 대한 수평 방향 이진트리 분할
- Nx128(N <= 64) 부호화 유닛에 대한 수직 방향 이진트리 분할
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 복합형트리 내의 깊이가 복합형트리 최대 깊이와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할, 수평 방향 이진트리 분할, 수직 방향 3분할트리 분할 및 수평 방향 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 가능한 경우에만, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수평 방향 이진트리 분할이 모두 가능하거나, 수직 방향 3분할트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 방향 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 방향 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 방향을 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수직 방향 3분할트리 분할이 모두 가능하거나, 수평 방향 이진트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 트리 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 트리 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 트리를 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 중심으로부터 외곽으로의 화살표들은 화면 내 예측 모드들의 예측 방향들을 나타낼 수 있다.
화면 내 부호화 및/또는 복호화는 현재 블록의 주변 블록의 참조 샘플을 이용하여 수행될 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록일 수 있다. 예를 들면, 화면 내 부호화 및/또는 복호화는 복원된 주변 블록이 포함하는 참조 샘플의 값 또는 부호화 파라미터를 이용하여 수행될 수 있다.
예측 블록은 화면 내 예측의 수행의 결과로 생성된 블록을 의미할 수 있다. 예측 블록은 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나에 해당할 수 있다. 예측 블록의 단위는 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나의 크기일 수 있다. 예측 블록은 2x2, 4x4, 16x16, 32x32 또는 64x64 등의 크기를 갖는 정사각형의 형태의 블록일 수 있고, 2x8, 4x8, 2x16, 4x16 및 8x16 등의 크기를 갖는 직사각형 모양의 블록일 수도 있다.
화면 내 예측은 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드에 따라 수행될 수 있다. 현재 블록이 가질 수 있는 화면 내 예측 모드의 개수는 기정의된 고정된 값일 수 있으며, 예측 블록의 속성에 따라 다르게 결정된 값일 수 있다. 예를 들면, 예측 블록의 속성은 예측 블록의 크기 및 예측 블록의 형태 등을 포함할 수 있다.
화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기에 관계없이 N개로 고정될 수 있다. 또는, 예를 들면, 화면 내 예측 모드의 개수는 3, 5, 9, 17, 34, 35, 36, 65, 또는 67 등일 수 있다. 또는, 화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기 및/또는 색 성분(color component)의 타입에 따라 상이할 수 있다. 예를 들면, 색 성분이 휘도(luma) 신호인지 아니면 색차(chroma) 신호인지에 따라 화면 내 예측 모드의 개수가 다를 수 있다. 예컨대, 블록의 크기가 커질수록 화면 내 예측 모드의 개수는 많아질 수 있다. 또는 휘도 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수는 색차 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수보다 많을 수 있다.
화면 내 예측 모드는 비방향성 모드 또는 방향성 모드일 수 있다. 비방향성 모드는 DC 모드 또는 플래너(Planar) 모드일 수 있으며, 방향성 모드(angular mode)는 특정한 방향 또는 각도를 가지는 예측 모드일 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드는 모드 번호, 모드 값, 모드 숫자, 모드 각도, 모드 방향 중 적어도 하나로 표현될 수 있다. 화면 내 예측 모드의 개수는 상기 비방향성 및 방향성 모드를 포함하는 하나 이상의 M개 일 수 있다.현재 블록을 화면 내 예측하기 위해 복원된 주변 블록에 포함되는 샘플들이 현재 블록의 참조 샘플로 이용 가능한지 여부를 검사하는 단계가 수행될 수 있다. 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플이 존재할 경우, 복원된 주변 블록에 포함된 샘플들 중 적어도 하나의 샘플 값을 복사 및/또는 보간한 값을 이용하여 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플의 샘플 값으로 대체한 후, 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 있다.
도 7은 화면 내 예측에 이용 가능한 참조 샘플들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 화면 내 예측을 위해, 참조 샘플 라인 0 내지 참조 샘플 라인 3 중 적어도 하나가 이용될 수 있다. 도 7에 있어서, 세그먼트 A와 세그먼트 F의 샘플들은 복원된 이웃 블록으로부터 가져오는 대신 각각 세그먼트 B와 세그먼트 E의 가장 가까운 샘플들로 패딩될 수 있다. 현재 블록의 화면 내 예측을 위해 이용될 참조 샘플 라인을 지시하는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다. 현재 블록의 상단 경계가 CTU의 경계인 경우, 참조 샘플 라인 0만 이용가능할 수 있다. 따라서 이 경우, 상기 인덱스 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 참조 샘플 라인 0 이외에 다른 참조 샘플 라인이 이용되는 경우, 후술하는 예측 블록에 대한 필터링은 수행되지 않을 수 있다.
화면 내 예측 시 화면 내 예측 모드 및 현재 블록의 크기 중 적어도 하나에 기반하여 참조 샘플 또는 예측 샘플 중 적어도 하나에 필터를 적용할 수 있다.
플래너 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 예측 대상 샘플의 예측 블록 내 위치에 따라, 현재 샘플의 상단 및 좌측 참조 샘플, 현재 블록의 우상단 및 좌하단 참조 샘플의 가중합을 이용하여 예측 대상 샘플의 샘플값을 생성할 수 있다. 또한, DC 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 현재 블록의 상단 및 좌측 참조 샘플들의 평균 값을 이용할 수 있다. 또한, 방향성 모드의 경우 현재 블록의 상단, 좌측, 우상단 및/또는 좌하단 참조 샘플을 이용하여 예측 블록을 생성 할 수 있다. 예측 샘플 값 생성을 위해 실수 단위의 보간을 수행 할 수도 있다.
색 성분간 화면내 예측의 경우, 제1 색 성분의 대응 복원 블록에 기초하여 제2 색 성분의 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 예컨대, 제1 색 성분은 휘도 성분, 제2 색 성분은 색차 성분일 수 있다. 색 성분간 화면내 예측을 위해, 제1 색 성분과 제2 색 성분 간의 선형 모델의 파라미터가 템플릿에 기초하여 유도될 수 있다. 템플릿은 현재 블록의 상단 및/또는 좌측 주변 샘플 및 이에 대응하는 제1 색 성분의 복원 블록의 상단 및/또는 좌측 주변 샘플을 포함할 수 있다. 예컨대, 선형 모델의 파라미터는 템플릿내의 샘플들 중 최대값을 갖는 제1 색 성분의 샘플값과 이에 대응하는 제2 색 성분의 샘플값, 템플릿내의 샘플들 중 최소값을 갖는 제1 색 성분의 샘플값과 이에 대응하는 제2 색 성분의 샘플값을 이용하여 유도될 수 있다. 선형 모델의 파라미터가 유도되면, 대응 복원 블록을 선형 모델에 적용하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 영상 포맷에 따라, 제1 색 성분의 복원 블록의 주변 샘플 및 대응 복원 블록에 대해 서브 샘플링이 수행될 수 있다. 예컨대, 제2 색 성분의 1개의 샘플이 제1 색 성분의 4개의 샘플들에 대응되는 경우, 제1 색 성분의 4개의 샘플들을 서브 샘플링하여, 1개의 대응 샘플을 계산할 수 있다. 이 경우, 선형 모델의 파라미터 유도 및 색 성분간 화면 내 예측은 서브 샘플링된 대응 샘플에 기초하여 수행될 수 있다. 색 성분간 화면내 예측의 수행 여부 및/또는 템플릿의 범위는 화면내 예측 모드로서 시그널링될 수 있다.
현재 블록은 가로 또는 세로 방향으로 2개 또는 4개의 서브 블록들로 분할될 수 있다. 분할된 서브 블록들은 순차적으로 복원될 수 있다. 즉, 서브 블록에 대해 화면 내 예측이 수행되어 서브 예측 블록이 생성될 수 있다. 또한, 서브 블록에 대해 역양자화 및/또는 역변환이 수행되어 서브 잔차 블록이 생성될 수 있다. 서브 예측 블록을 서브 잔차 블록에 더해서 복원된 서브 블록이 생성될 수 있다. 복원된 서브 블록은 후순위 서브 블록의 화면 내 예측을 위한 참조 샘플로서 이용될 수 있다. 서브 블록은 소정 개수(예컨대, 16개) 이상의 샘플들을 포함하는 블록일 수 있다. 따라서, 예컨대, 현재 블록이 8x4 블록 또는 4x8 블록의 경우, 현재 블록은 2개의 서브 블록들로 분할될 수 있다. 또한, 현재 블록이 4x4 블록인 경우, 현재 블록은 서브 블록들로 분할될 수 없다. 현재 블록이 그 외의 크기를 갖는 경우, 현재 블록은 4개의 서브 블록들로 분할될 수 있다. 상기 서브 블록 기반의 화면 내 예측의 수행 여부 및/또는 분할 방향(가로 또는 세로)에 관한 정보가 시그널링될 수 있다. 상기 서브 블록 기반의 화면 내 예측은 참조 샘플 라인 0을 이용하는 경우에만 수행되도록 제한될 수 있다. 상기 서브 블록 기반의 화면 내 예측이 수행되는 경우, 후술하는 예측 블록에 대한 필터링은 수행되지 않을 수 있다.
화면내 예측된 예측 블록에 필터링을 수행하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 필터링은 필터링 대상 샘플, 좌측 참조 샘플, 상단 참조 샘플 및/또는 좌상단 참조 샘플에 소정의 가중치를 적용함으로써 수행될 수 있다. 상기 필터링에 이용되는 가중치 및/또는 참조 샘플(범위, 위치 등)은 블록 크기, 화면내 예측 모드 및 필터링 대상 샘플의 예측 블록 내 위치 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 필터링은 소정의 화면내 예측 모드(예컨대, DC, planar, 수직, 수평, 대각 및/또는 인접 대각 모드)의 경우에만 수행될 수 있다. 인접 대각 모드는 대각 모드에 k를 가감한 모드일 수 있다. 예컨대, k는 8 이하의 양의 정수일 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드는 현재 블록의 주변에 존재하는 블록의 화면 내 예측 모드로부터 예측하여 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하다는 정보를 시그널링할 수 있다. 또한, 복수 개의 주변 블록의 화면 내 예측 모드 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 화면 내 예측 모드에 대한 지시자 정보를 시그널링 할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 상이하면 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 기초로 엔트로피 부호화/복호화를 수행하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드 정보를 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
도 5는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 사각형은 영상을 나타낼 수 있다. 또한, 도 5에서 화살표는 예측 방향을 나타낼 수 있다. 각 영상은 부호화 타입에 따라 I 픽쳐(Intra Picture), P 픽쳐(Predictive Picture), B 픽쳐(Bi-predictive Picture) 등으로 분류될 수 있다.
I 픽쳐는 화면 간 예측 없이 화면 내 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. P 픽쳐는 단방향(예컨대, 순방향 또는 역방향)에 존재하는 참조 영상만을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. B 픽쳐는 쌍방향(예컨대, 순방향 및 역방향)에 존재하는 참조 영상들을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화 될 수 있다. 또한, B 픽쳐인 경우, 쌍방향에 존재하는 참조 영상들을 이용하는 화면 간 예측 또는 순방향 및 역방향 중 일 방향에 존재하는 참조 영상을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. 여기에서, 쌍방향은 순방향 및 역방향일 수 있다. 여기서, 화면 간 예측이 사용되는 경우, 부호화기에서는 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있고, 복호화기에서는 그에 대응하는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
아래에서, 실시예에 따른 화면 간 예측에 대해 구체적으로 설명된다.
화면 간 예측 혹은 움직임 보상은 참조 영상 및 움직임 정보를 이용하여 수행될 수 있다.
현재 블록에 대한 움직임 정보는 부호화 장치(100) 및 복호화 장치(200)의 각각에 의해 화면 간 예측 중 도출될 수 있다. 움직임 정보는 복원된 주변 블록의 움직임 정보, 콜 블록(collocated block; col block)의 움직임 정보 및/또는 콜 블록에 인접한 블록을 이용하여 도출될 수 있다. 콜 블록은 이미 복원된 콜 픽쳐(collocated picture; col picture) 내에서 현재 블록의 공간적 위치에 대응하는 블록일 수 있다. 여기서, 콜 픽쳐는 참조 영상 리스트에 포함된 적어도 하나의 참조 영상 중에서 하나의 픽쳐일 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식은 현재 블록의 예측 모드에 따라 다를 수 있다. 예를 들면, 화면 간 예측을 위해 적용되는 예측 모드로서, AMVP 모드, 머지 모드, 스킵 모드, 움직임 벡터 차분을 가진 머지 모드, 서브 블록 머지 모드, 삼각 분할 모드, 인터 인트라 결합 예측 모드, 어파인 인터 모드 등이 있을 수 있다. 여기서 머지 모드를 움직임 병합 모드(motion merge mode)라고 지칭할 수 있다.
예를 들면, 예측 모드로서, AMVP가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터, 콜 블록의 움직임 벡터, 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터, (0, 0) 움직임 벡터 중 적어도 하나를 움직임 벡터 후보로 결정하여 움직임 벡터 후보 리스트(motion vector candidate list)를 생성할 수 있다. 생성된 움직임 벡터 후보 리스트를 이용하여 움직임 벡터 후보를 유도할 수 있다. 유도된 움직임 벡터 후보를 기반으로 현재 블록의 움직임 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 콜 블록의 움직임 벡터 또는 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터를 시간적 움직임 벡터 후보(temporal motion vector candidate)라 지칭할 수 있고, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터를 공간적 움직임 벡터 후보(spatial motion vector candidate)라 지칭할 수 있다.
부호화 장치(100)는 현재 블록의 움직임 벡터 및 움직임 벡터 후보 간의 움직임 벡터 차분(MVD: Motion Vector Difference)을 계산할 수 있고, MVD를 엔트로피 부호화할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 후보 색인을 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 움직임 벡터 후보 색인은 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 후보를 지시할 수 있다. 복호화 장치(200)는 움직임 벡터 후보 색인을 비트스트림으로부터 엔트로피 복호화하고, 엔트로피 복호화된 움직임 벡터 후보 색인을 이용하여 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 복호화 대상 블록의 움직임 벡터 후보를 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화된 MVD 및 움직임 벡터 후보의 합을 통해 복호화 대상 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
한편, 부호화 장치(100)는 계산된 MVD의 해상도 정보를 엔트로피 부호화할 수 있다. 복호화 장치(200)는 MVD 해상도 정보를 이용하여 엔트로피 복호화된 MVD의 해상도를 조정할 수 있다.
한편, 부호화 장치(100)는 어파인 모델에 기반하여 현재 블록의 움직임 벡터 및 움직임 벡터 후보 간의 움직임 벡터 차분(MVD: Motion Vector Difference)을 계산할 수 있고, MVD를 엔트로피 부호화할 수 있다. 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화된 MVD 및 어파인 제어 움직임 벡터 후보의 합을 통해 복호화 대상 블록의 어파인 제어 움직임 벡터를 도출하여 서브 블록 단위로 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
비트스트림은 참조 영상을 지시하는 참조 영상 색인 등을 포함할 수 있다. 참조 영상 색인은 엔트로피 부호화되어 비트스트림을 통해 부호화 장치(100)로부터 복호화 장치(200)로 시그널링될 수 있다. 복호화 장치(200)는 유도된 움직임 벡터와 참조 영상 색인 정보에 기반하여 복호화 대상 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식의 다른 예로, 머지 모드가 있다. 머지 모드란 복수의 블록들에 대한 움직임의 병합을 의미할 수 있다. 머지 모드는 현재 블록의 움직임 정보를 주변 블록의 움직임 정보로부터 유도하는 모드를 의미할 수 있다. 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 생성할 수 있다. 움직임 정보는 1) 움직임 벡터, 2) 참조 영상 색인, 및 3) 화면 간 예측 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예측 지시자는 단방향 (L0 예측, L1 예측) 또는 쌍방향일 수 있다.
머지 후보 리스트는 움직임 정보들이 저장된 리스트를 나타낼 수 있다. 머지 후보 리스트에 저장되는 움직임 정보는, 현재 블록에 인접한 주변 블록의 움직임 정보(공간적 머지 후보(spatial merge candidate)) 및 참조 영상에서 현재 블록에 대응되는(collocated) 블록의 움직임 정보(시간적 머지 후보(temporal merge candidate)), 이미 머지 후보 리스트에 존재하는 움직임 정보들의 조합에 의해 생성된 새로운 움직임 정보, 현재 블록 이전에 부호화/복호화된 블록의 움직임 정보(히스토리 기반 머지 후보(history-based merge candidate)) 및 제로 머지 후보 중 적어도 하나일 수 있다.
부호화 장치(100)는 머지 플래그(merge flag) 및 머지 색인(merge index) 중 적어도 하나를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성한 후 복호화 장치(200)로 시그널링할 수 있다. 머지 플래그는 블록 별로 머지 모드를 수행할지 여부를 나타내는 정보일 수 있고, 머지 색인은 현재 블록에 인접한 주변 블록들 중 어떤 블록과 머지를 할 것인가에 대한 정보일 수 있다. 예를 들면, 현재 블록의 주변 블록들은 현재 블록의 좌측 인접 블록, 상단 인접 블록 및 시간적 인접 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 부호화 장치(100)는 머지 후보의 움직임 정보 중 움직임 벡터를 보정하기 위한 보정 정보를 엔트로피 부호화하여 복호화 장치(200)로 시그널링할 수 있다. 복호화 장치(200)는 머지 색인에 의해 선택된 머지 후보의 움직임 벡터를 보정 정보에 기초하여 보정할 수 있다. 여기서, 보정 정보는 보정 여부 정보, 보정 방향 정보 및 보정 크기 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 위와 같이, 시그널링되는 보정 정보를 기초로 머지 후보의 움직임 벡터를 보정하는 예측 모드를 움직임 벡터 차분을 가진 머지 모드로 칭할 수 있다.
스킵 모드는 주변 블록의 움직임 정보를 그대로 현재 블록에 적용하는 모드일 수 있다. 스킵 모드가 사용되는 경우, 부호화 장치(100)는 어떤 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로서 이용할 것인지에 대한 정보를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 통해 복호화 장치(200)에 시그널링할 수 있다. 이때, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 차분 정보, 부호화 블록 플래그 및 변환 계수 레벨(양자화된 레벨) 중 적어도 하나에 관한 구문 요소를 복호화 장치(200)에 시그널링하지 않을 수 있다.
서브 블록 머지 모드(subblock merge mode)는, 부호화 블록(CU)의 서브 블록 단위로 움직임 정보를 유도하는 모드를 의미할 수 있다. 서브 블록 머지 모드가 적용되는 경우, 참조 영상에서 현재 서브 블록에 대응되는(collocated) 서브 블록의 움직임 정보 (서브블록 기반 시간적 머지 후보(Sub-block based temporal merge candidate)) 및/또는 어파인 제어 포인트 움직임 벡터 머지 후보(affine control point motion vector merge candidate)를 이용하여 서브 블록 머지 후보 리스트(subblock merge candidate list)가 생성될 수 있다.
삼각 분할 모드(triangle partition mode)는, 현재 블록을 대각선 방향으로 분할하여 각각의 움직임 정보를 유도하고, 유도된 각각의 움직임 정보를 이용하여 각각의 예측 샘플을 유도하고, 유도된 각각의 예측 샘플을 가중합하여 현재 블록의 예측 샘플을 유도하는 모드를 의미할 수 있다.
인터 인트라 결합 예측 모드는, 화면 간 예측으로 생성된 예측 샘플과 화면 내 예측으로 생성된 예측 샘플을 가중합하여 현재 블록의 예측 샘플을 유도하는 모드를 의미할 수 있다.
복호화 장치(200)는 도출된 움직임 정보를 자체적으로 보정할 수 있다. 복호화 장치(200)는 도출된 움직임 정보가 지시하는 참조 블록을 기준으로 기정의된 구역 탐색하여 최소의 SAD를 갖는 움직임 정보를 보정된 움직임 정보로 유도할 수 있다.
복호화 장치(200)는 광학적 흐름(Optical Flow)을 이용하여 화면 간 예측을 통해 유도된 예측 샘플을 보상할 수 있다.
도 6은 변환 및 양자화의 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이 잔여 신호에 변환 및/또는 양자화 과정을 수행하여 양자화된 레벨이 생성될 수 있다. 상기 잔여 신호는 원본 블록과 예측 블록(화면 내 예측 블록 혹은 화면 간 예측 블록) 간의 차분으로 생성될 수 있다. 여기에서, 예측 블록은 화면 내 예측 또는 화면 간 예측에 의해 생성된 블록일 수 있다. 여기서, 변환은 1차 변환 및 2차 변환 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 잔여 신호에 대해서 1차 변환을 수행하면 변환 계수가 생성될 수 있고, 변환 계수에 2차 변환을 수행하여 2차 변환 계수를 생성할 수 있다.
1차 변환(Primary Transform)은 기-정의된 복수의 변환 방법 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 일예로, 기-정의된 복수의 변환 방법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform) 또는 KLT(Karhunen-Loeve Transform) 기반 변환 등을 포함할 수 있다. 1차 변환이 수행 후 생성되는 변환 계수에 2차 변환(Secondary Transform)을 수행할 수 있다. 1차 변환 및/또는 2차 변환시에 적용되는 변환 방법은 현재 블록 및/또는 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다. 또는 변환 방법을 지시하는 변환 정보가 시그널링될 수도 있다. DCT 기반 변환은 예컨대, DCT2, DCT-8 등을 포함할 수 있다. DST 기반 변환은 예컨대, DST-7을 포함할 수 있다.
1차 변환 및/또는 2차 변환이 수행된 결과 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 양자화된 레벨을 생성할 수 있다. 양자화된 레벨은 화면 내 예측 모드 또는 블록 크기/형태 중 적어도 하나를 기준으로 우상단 대각 스캔, 수직 스캔, 수평 스캔 중 적어도 하나에 따라 스캐닝(scanning) 될 수 있다. 예를 들어, 우상단(up-right) 대각 스캐닝을 이용하여 블록의 계수를 스캔함으로써 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 블록의 크기 및/또는 화면 내 예측 모드에 따라 우상단 대각 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 스캐닝된 양자화된 레벨은 엔트로피 부호화되어 비트스트림에 포함될 수 있다.
복호화기에서는 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 양자화된 레벨을 생성할 수 있다. 양자화된 레벨은 역 스캐닝(Inverse Scanning)되어 2차원의 블록 형태로 정렬될 수 있다. 이때, 역 스캐닝의 방법으로 우상단 대각 스캔, 수직 스캔, 수평 스캔 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
양자화된 레벨에 역양자화를 수행할 수 있고, 2차 역변환 수행 여부에 따라 2차 역변환을 수행할 수 있고, 2차 역변환이 수행된 결과에 1차 역변환 수행 여부에 따라 1차 역변환을 수행하여 복원된 잔여 신호가 생성될 수 있다.
화면 내 예측 또는 화면 간 예측을 통해 복원된 휘도 성분에 대해 인루프 필터링 전에 동적 범위(dynamic range)의 역매핑(inverse mapping)이 수행될 수 있다. 동적 범위는 16개의 균등한 조각(piece)으로 분할될 수 있고, 각 조각에 대한 매핑 함수가 시그널링될 수 있다. 상기 매핑 함수는 슬라이스 레벨 또는 타일 그룹 레벨에서 시그널링될 수 있다. 상기 역매핑을 수행하기 위한 역매핑 함수는 상기 매핑 함수에 기초하여 유도될 수 있다. 인루프 필터링, 참조 픽쳐의 저장 및 움직임 보상은 역매핑된 영역에서 수행되며, 화면 간 예측을 통해 생성된 예측 블록은 상기 매핑 함수를 이용한 매핑에 의해 매핑된 영역으로 전환된 후, 복원 블록의 생성에 이용될 수 있다. 그러나, 화면 내 예측은 매핑된 영역에서 수행되므로, 화면 내 예측에 의해 생성된 예측 블록은 매핑/역매핑 없이, 복원 블록의 생성에 이용될 수 있다.
현재 블록이 색차 성분의 잔차 블록인 경우, 매핑된 영역의 색차 성분에 대해 스케일링을 수행함으로써 상기 잔차 블록은 역매핑된 영역으로 전환될 수 있다. 상기 스케일링의 가용 여부는 슬라이스 레벨 또는 타일 그룹 레벨에서 시그널링될 수 있다. 상기 스케일링은 루마 성분에 대한 상기 매핑이 가용하고 휘도 성분의 분할과 색차 성분의 분할이 동일한 트리 구조를 따르는 경우에만 상기 스케일링이 적용될 수 있다. 상기 스케일링은 상기 색차 블록에 대응하는 휘도 예측 블록의 샘플값의 평균에 기초하여 수행될 수 있다. 이 때, 현재 블록이 화면 간 예측을 사용하는 경우, 상기 휘도 예측 블록은 매핑된 휘도 예측 블록을 의미할 수 있다. 휘도 예측 블록의 샘플값의 평균이 속하는 조각(piece)의 인덱스를 이용하여, 룩업테이블을 참조함으로써, 상기 스케일링에 필요한 값을 유도할 수 있다. 최종적으로 상기 유도된 값을 이용하여 상기 잔차 블록을 스케일링함으로써, 상기 잔차 블록은 역매핑된 영역으로 전환될 수 있다. 이 후의 색차 성분 블록의 복원, 화면 내 예측, 화면 간 예측, 인루프 필터링 및 참조 픽쳐의 저장은 역매핑된 영역에서 수행될 수 있다.
상기 휘도 성분 및 색차 성분의 매핑/역매핑이 가용한지 여부를 나타내는 정보는 시퀀스 파라미터 세트를 통해 시그널링될 수 있다.
현재 블록의 예측 블록은 현재 블록과 현재 픽쳐 내 참조 블록 사이의 위치 이동(displacement)을 나타내는 블록 벡터에 기초하여 생성될 수 있다. 이와 같이, 현재 픽쳐를 참조하여 예측 블록을 생성하는 예측 모드를 화면내 블록 카피(Intra Block Copy, IBC) 모드라고 명명할 수 있다. IBC 모드는 MxN(M<=64, N<=64) 부호화 유닛에 적용될 수 있다. IBC 모드는 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드 등을 포함할 수 있다. 스킵 모드 또는 머지 모드의 경우, 머지 후보 리스트가 구성되고, 머지 인덱스가 시그널링되어 하나의 머지 후보가 특정될 수 있다. 상기 특정된 머지 후보의 블록 벡터가 현재 블록의 블록 벡터로서 이용될 수 있다. 머지 후보 리스트는 공간적 후보, 히스토리에 기반한 후보, 두개 후보의 평균에 기반한 후보 또는 제로 머지 후보 등 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. AMVP 모드의 경우, 차분 블록 벡터가 시그널링될 수 있다. 또한, 예측 블록 벡터는 현재 블록의 좌측 이웃 블록 및 상단 이웃 블록으로부터 유도될 수 있다. 어느 이웃 블록을 이용할지에 관한 인덱스는 시그널링될 수 있다. IBC 모드의 예측 블록은 현재 CTU 또는 좌측 CTU에 포함되고, 기 복원된 영역내의 블록으로 한정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 예측 블록은, 현재 블록이 속한 64x64 블록보다 부호화/복호화 순서상 앞선 3개의 64x64 블록 영역내에 위치하도록 블록 벡터의 값이 제한될 수 있다. 이와 같이 블록 벡터의 값을 제한함으로써, IBC 모드 구현에 따른 메모리 소비와 장치의 복잡도를 경감할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 대해 설명하도록 한다.
향상된 움직임 벡터 예측(Advanced Motion Vector Prediction)에 기반한 움직임 벡터 예측 방법에서는 부호화/복호화 대상 블록의 공간적 주변에 위치하는 복원 블록의 움직임 벡터(MV: Motion Vector)뿐만 아니라, 참조 픽쳐(reference picture) 내에서 부호화/복호화 대상 블록과 동일한 위치 또는 대응되는 위치에 존재하는 블록의 움직임 벡터를 이용할 수 있다.
이때. 참조 픽쳐 내에서 부호화/복호화 대상 블록과 동일한 위치 또는 참조 픽쳐 내에서 부호화/복호화 대상 블록과 동일한 위치에서 주변 위치 또는 공간적으로 대응되는 위치에 존재하는 블록을 대응 위치 블록(collocated block), 대응 위치 블록의 움직임 벡터를 대응 위치 움직임 벡터(collocated motion vector) 또는 시간적 움직임 벡터(temporal motion vector)라고 부를 수 있다. 여기서, 대응 위치 블록(collocated block)은 참조 픽쳐의 부호화/복호화 대상 블록과 반드시 동일한 위치에 존재하는 블록만이 아니라, 부호화/복호화 대상 블록과 위치가 유사한, 즉 대응되는 위치에 존재하는 블록일 수도 있다. 여기서, 부호화/복호화 대상 블록과 위치가 유사한 블록은 부호화/복호화 대상 블록에 인접한 블록을 포함할 수 있다.
또한, 시간적 움직임 벡터의 유도 대상이 되는 픽쳐를 대응 위치 픽쳐(collocated picture) 라고 할 수 있다. 즉, 대응 위치 픽쳐는 현재 픽쳐를 위해 움직임 벡터가 저장된 픽쳐를 의미할 수 있다. 또한, 대응 위치 픽쳐는 현재 픽쳐를 위해 움직임 벡터 차분 값을 저장할 수 있다. 또한, 대응 위치 픽쳐 혹은 대응 위치 픽쳐는 현재 픽쳐를 위해 어파인 모델(affine model)을 도출하기 위한 씨드 벡터(seed vector) 혹은 어파인 제어 포인트 벡터(affine control point vector)를 저장할 수 있다.
움직임 정보 병합(motion information merge) 방법에서는 움직임 정보를 공간적 주변에 위치하는 복원 블록뿐만 아니라 대응 위치 블록으로부터도 유추하여, 부호화/복호화 대상 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 이때, 움직임 정보는 인터 예측 시에 필요한 참조 픽쳐 인덱스(reference picture index), 움직임 벡터, 단방향(uni-direction) 또는 양방향(bi-direction) 등을 나타내는 인터 예측 모드 정보, 참조 픽쳐 리스트(reference picture list), 인트라 예측 모드로 부호화되었는지 인터 예측 모드로 부호화되었는지에 관한 예측 모드(prediction mode) 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
부호화/복호화 대상 블록에서 예측된 움직임 벡터(predicted motion vector)는 부호화/복호화 대상 블록과 공간적으로 인접한 주변 블록의 움직임 벡터뿐만 아니라, 부호화/복호화 대상 블록과 시간적으로 인접한 블록인 대응 위치 블록의 움직임 벡터일 수도 있다.
도 8은 부호화/복호화 대상 픽쳐와 참조 픽쳐의 일 예를 나타낸다.
도 8에서 블록 X는 부호화/복호화 대상 픽쳐(801) 내의 부호화/복호화 대상 블록을 나타내며, 블록 A, 블록 B, 블록 C, 블록 D 및 블록 E는 부호화/복호화 대상 블록의 공간적 주변에 위치하는 복원 블록을 나타낸다. 그리고, 참조 픽쳐(802) 내의 블록 T는 부호화/복호화 대상 블록과 대응되는 위치에 존재하는 대응 위치 블록을 나타낸다.
부호화/복호화 대상 블록에서 어떠한 움직임 벡터를 예측된 움직임 벡터로 이용한지에 대해서는 움직임 벡터 예측기 인덱스(motion vector predictor index)을 통해서 알 수 있다.
도 9와 같이, 각각의 참조 픽쳐 리스트에 대한 움직임 벡터 예측기 인덱스(mvp_idx_l0, mvp_idx_l1)가 복호화 장치로 전송되며, 복호화 장치는 부호화 장치가 예측한 움직임 벡터와 동일한 움직임 벡터를 예측된 움직임 벡터로 이용할 수 있다.
부호화/복호화 대상 블록과 공간적으로 인접한 주변 블록의 움직임 벡터를 이용하여 부호화/복호화 대상 블록을 부호화/복호화하는 경우, 상대적으로 작은 크기의 메모리(memory)만으로 움직임 벡터를 저장할 수 있다.
하지만, 시간적 움직임 벡터를 이용하여 부호화/복호화 대상 블록을 부호화/복호화하는 경우, 참조 픽쳐의 모든 움직임 벡터를 메모리에 저장해야 하므로, 상대적으로 큰 크기의 메모리가 필요하다. 그리고, 메모리로부터 데이터를 가져오는데 요구되는 메모리 접근 대역폭(memory access bandwidth)의 크기도 증가하게 된다. 따라서, 휴대수신단말기 등 메모리 공간이 충분하지 않거나, 전력의 소모를 최소화해야하는 응용 환경에서는 시간적 움직임 벡터를 더욱 효율적으로 저장할 필요가 있다.
이하에서, 시간적 움직임 벡터를 효율적으로 저장하기 위한 움직임 벡터 저장 방법에 대해 설명하도록 한다.
움직임 벡터를 메모리에 저장하는 방법으로 움직임 벡터의 공간 해상도(spatial resolution)를 감소시킬 수 있다.
상기 방법에서는 움직임 벡터를 임의의 비율로 압축하여 메모리에 저장할 수 있다. 예를 들어, 4x4 블록 단위로 저장되는 움직임 벡터를 4x4 이상의 블록 단위로 저장하여, 저장되는 움직임 벡터의 개수를 줄일 수 있다. 이때, 저장되는 움직임 벡터의 블록 크기를 조정하기 위해, 압축 비율에 대한 정보가 전송될 수 있다.
움직임 벡터의 공간적 해상도와 관련된 정보는 도 10과 같이 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 타일 헤더, CTU, CU 단위에서 전송될 수 있다.
도 10을 참조하면, motion_vector_buffer_comp_flag가 1일 경우, 움직임 벡터 버퍼 압축 과정이 수행될 수 있다.
motion_vector_buffer_comp_ratio_log2는 움직임 벡터 버퍼 압축 과정의 압축 비율을 나타낼 수 있다. motion_vector_buffer_comp_ratio_log2가 존재하지 않을 경우, motion_vector_buffer_comp_ratio_log2는 0으로 유추되며, 움직임 벡터 버퍼 압축 비율을 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000001
이때, 상기 공간 해상도에 대한 정보 시그널링 없이, 부호화기/복호화기에서 기설정된 고정된 값으로 공간 해상도를 설정할 수 있다. 여기서, 공간 해상도는 4x4, 8x8, 16x16 등 NxM 형태 (여기서, N과 M은 양의 정수) 중 적어도 하나일 수 있다.
부호화기 혹은 복호화기에서 공간 해상도가 감소된 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 움직임 벡터 후보 리스트 생성 및 머지 후보 리스트 생성 등의 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 사용하는 과정 중 적어도 하나에서 사용할 수 있다. 여기서, 참조 픽쳐의 움직임 벡터는 시간적 움직임 벡터를 의미할 수 있다.
한편, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 타일, CTU, 블록 중 적어도 하나의 단위에서 서로 다른 공간 해상도를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 픽쳐는 4x4 단위의 공간 해상도를 가질 수 있고, 제2 픽쳐는 16x16 단위의 공간 해상도를 가질 수 있다.
예를 들어, 픽쳐 내 제1 타일은 4x4 단위의 공간 해상도를 가질 수 있고, 픽쳐 내 제2 타일은 16x16 단위의 공간 해상도를 가질 수 있다.
예를 들어, 픽쳐 내 제1 CTU는 4x4 단위의 공간 해상도를 가질 수 있고, 픽쳐 내 제2 CTU는 16x16 단위의 공간 해상도를 가질 수 있다.
시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 타일, CTU, 블록 중 적어도 하나의 단위에서 서로 다른 공간 해상도를 가질 경우, 해당 단위에서 공간 해상도에 대한 정보가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
예를 들어, 1920x1080(1080p) 픽쳐의 모든 4x4 블록이 다른 움직임 벡터를 가지고, 2개의 참조 픽쳐 리스트를 사용하며, 각각의 리스트마다 2개의 참조 픽쳐를 사용하는 경우, 아래와 같이, 하나의 참조 픽쳐에 대해 총 4.14 Mbytes의 메모리 공간이 시간적 움직임 벡터를 저장하기 위해 요구될 수 있다.
- 하나의 움직임 벡터마다 32 bits의 비트 심도(bit depth)
(1) 움직임 벡터의 X 성분의 다이내믹 레인지(dynamic range): - 32768 내지 + 32767 (비트 심도: 16 bits)
(2) 움직임 벡터의 Y 성분의 다이내믹 레인지(dynamic range): - 32768 내지 + 32767 (비트 심도: 16 bits)
- 4x4 블록 단위 모두 다른 움직임 벡터를 가질 경우: 480 x 270 = 129600 블록
- 각각의 블록마다 2개의 움직임 벡터를 사용
- 참조 픽쳐 리스트의 수: 2개
- 참조 픽쳐 리스트마다 2개의 참조 픽쳐를 사용
32 bits x 129600 블록 x 2개의 움직임 벡터 x 2개의 참조 픽쳐 리스트 x 2개의 참조 픽쳐 = 33177600 bits = 4.14 Mbytes
위의 5가지의 조건을 고려하면, 시간적 움직임 벡터를 저장하기 위한 메모리 공간으로 4.14 Mbytes가 요구될 수 있다.
전술한 움직임 벡터의 공간 해상도를 낮추는 방법에 따르면, 움직임 벡터의 공간적인 상관성을 이용하여 요구되는 메모리 공간의 크기 및 메모리 접근 대역폭을 줄일 수 있다.
만약 메모리 공간의 크기를 1/4로 줄일 경우, 상술한 예에서 요구되는 메모리 공간의 크기는 약 1.0 Mbytes로 줄어들게 된다. 이때, 추가로 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하여, 움직임 벡터를 저장하는데 필요한 비트 심도를 움직임 벡터의 각각의 성분마다 6 bits만을 사용하게 하면, 요구되는 메모리 공간의 크기는 0.375 Mbytes로 더욱 줄일 수 있다.
따라서, 아래에서는 움직임 벡터를 저장하는데 필요한 메모리 공간의 크기와 메모리로부터 데이터를 가져오는데 요구되는 메모리 접근 대역폭을 감소시키기 위해, 움직임 벡터의 비트 심도를 감소시키는 방법에 대해 설명한다.
일 예로, 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하여 움직임 벡터의 비트 심도를 감소시킬 수 있다.
다른 예로, 움직임 벡터의 포멧(format)을 변경하여 움직임 벡터의 비트 심도를 감소시킬 수 있다. 또한, 움직임 벡터의 포멧을 다시 변경하여 움직임 벡터의 비트 심도를 증가시킬 수 있다.
이하, 움직임 벡터의 다이내믹 레인지는 0을 기준으로 움직임 벡터의 음의 성분이나 양의 성분이 가질 수 있는 최소값과 최대값 사이의 구간을 의미하고, 비트 심도는 움직임 벡터를 저장하는데 필요한 공간의 크기를 나타내는 것으로, 비트 폭(bit width)을 의미할 수도 있다. 또한, 특별한 언급이 없는 한, 움직임 벡터는 참조 픽쳐의 움직임 벡터, 즉 시간적 움직임 벡터를 의미할 수 있다.
움직임 벡터의 각각의 성분은 다이내믹 레인지를 벗어나는 경우 해당 다이내믹 레인지의 최소값 또는 최대값으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터의 X 성분이 312이고, 움직임 벡터의 각각의 성분의 다이내믹 레인지의 최대값이 255일 경우, 움직임 벡터의 X 성분은 255으로 제한될 수 있다.
마찬가지로, 움직임 벡터의 각각의 성분의 비트 심도가 16 bits이고, 움직임 벡터가 (-36, 24)인 경우, 상기 움직임 벡터의 각각의 성분의 비트 심도를 6 bits로 제한하면, 움직임 벡터의 각각의 성분은 -32 내지 +31의 다이내믹 레인지를 가지게 되어, 상기 움직임 벡터는 다이내믹 레인지 내인 (-32, 24)로 표현될 수 있다.
또한, 움직임 벡터의 각각의 성분의 비트 심도가 16 bits이고, 움직임 벡터가 (-49, 142)인 경우, 상기 움직임 벡터의 각각의 성분의 비트 심도를 9 bits로 제한하면, 움직임 벡터의 각각의 성분은 -256 내지 +255의 다이내믹 레인지를 가지게 되어, 상기 움직임 벡터는 변화없이 (-49, 142)로 표현될 수 있다.
도 11은 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는 일 예이다.
도 11을 참조하면, -4096 내지 +4095의 다이내믹 레인지를 가지는 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 -128 내지 +127로 제한하면, 비트 심도를 13 bits에서 8 bits로 감소시킬 수 있다.
시간적 움직임 벡터의 각각의 성분은 N bit(s)의 비트 심도로 저장되기 위해 수학식 2 및 수학식 3과 같이 절삭(clip)될 수 있다. 여기서, N은 양의 정수이다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000002
[수학식 3]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000003
여기서, MV_X는 움직임 벡터의 X 성분, MV_Y는 움직임 벡터의 Y 성분이고, min(a,b)는 a와 b 중에서 작은 값을 출력하는 연산, max(a,b)는 a와 b 중에서 큰 값을 출력하는 연산이다. clippedMV_X와 clippedMV_Y는 각각 절삭된 시간적 움직임 벡터의 X 성분, Y 성분이며, 메모리에 저장되어 부호화/복호화 대상 블록의 시간적 움직임 벡터로 이용될 수 있다.
예를 들어, 표 1과 같이 메모리 공간의 크기가 48 byte이고, 움직임 벡터의 각각의 성분마다 16 bits의 비트 심도를 사용하는 경우, 총 12개의 움직임 벡터를 저장할 수 있다.
[표 1]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000004
그러나, 움직임 벡터의 각각의 성분마다 8 bits의 비트 심도만을 사용한다면, 표 2와 같이 총 24개의 움직임 벡터를 저장할 수 있다.
[표 2]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000005
따라서, 부호화 장치 및/또는 복호화 장치에서 복원된 영상이 디블록킹 필터(deblocking filter), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter) 등의 인-루프 필터링(in-loop filtering) 과정을 거쳐 복원된 영상 버퍼(DPB: decoded picture buffer)에 저장될 때, 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하여 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 저장할 수 있다. 여기서, 복원된 영상 버퍼는 도 1 또는 도 2의 참조 픽쳐 버퍼를 의미할 수 있다.
또한, 부호화 장치 및/또는 복호화 장치에서 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 움직임 벡터 후보 리스트 생성 및 머지 후보 리스트 생성 등의 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 사용하는 과정 중 적어도 하나에 사용될 때 참조 픽쳐의 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한할 수 있다. 이때, 제한되는 다이내믹 레인지는 부호화 장치/복호화 장치에 고정된 범위일 수 있다. 일 예로, 고정된 다이내믹 레인지는 N 비트 심도일 수 있다.
한편, 시간적 움직임 벡터 이외에도 AMVP 모드 및 머지 모드에서 유도된 공간적 움직임 벡터, 움직임 벡터 차분을 가진 머지 모드에서 유도된 차분 움직임 벡터, 서브 블록 머지 모드에서 유도된 서브 블록 움직임 벡터, 삼각 분할 모드에서 유도된 움직임 벡터, 어파인 인터 모드에서 유도된 어파인 제어 포인트 움직임 벡터 및 복호화 장치 자체에서 움직임 정보를 보정하여 유도된 보정된 움직임 벡터 중 적어도 하나의 움직임 벡터의 다이내믹 레인지는 제한될 수 있다. 이때, 제한되는 다이내믹 레인지는 부호화 장치/복호화 장치에 고정된 범위일 수 있다. 일 예로, 고정된 다이내믹 레인지는 N 비트 심도일 수 있다.
또한, 본 발명에서 움직임 벡터 대신 블록 벡터, 움직임 벡터 차분, 블록 벡터 차분 중 적어도 하나에 대해서 본 발명의 일 실시예 중 적어도 하나를 적용할 수 있다. 즉, 본 발명에서 움직임 벡터에 해당하는 실시예 중 적어도 하나는 블록 벡터, 움직임 벡터 차분, 블록 벡터 차분에도 동일하게 적용될 수 있다.
예를 들어, 블록 벡터, 움직임 벡터 차분, 블록 벡터 차분 중 적어도 하나의 다이내믹 레인지는 제한될 수 있다. 이때, 제한되는 다이내믹 레인지는 부호화 장치/복호화 장치에 고정된 범위일 수 있다. 일 예로, 고정된 다이내믹 레인지는 N 비트 심도일 수 있다. 상기 N은 양의 정수일 수 있고, 예를 들어 18일 수 있다.
상기 비트 심도 N이 18일 경우, 제한되는 다이내믹 레인지는 -217에서 217-1일 수 있고, -217은 다이내믹 레인지의 최소값, 217-1은 다이내믹 레인지의 최대값을 의미할 수 있다.
복호화 장치(200)는 도출된 움직임 정보를 자체적으로 보정할 수 있다. 복호화 장치(200)는 도출된 움직임 정보가 지시하는 참조 블록을 기준으로 기정의된 구역 탐색하여 최소의 SAD를 갖는 움직임 정보를 보정된 움직임 정보로 유도할 수 있다.
I. 움직임 벡터 절삭 과정
움직임 벡터의 각각의 성분을 절삭하는 과정은 슬라이스 타입(slice_type)이 I 픽쳐가 아닌 경우 수행될 수 있다. 움직임 벡터 절삭 과정은 필터링 과정을 마친 뒤, 트리블록(treeblock) 또는 최대 크기 부호화 유닛(LCU: Largest Coding Unit) 단위로 수행될 수 있다.
움직임 벡터 절삭 과정의 입력은 현재 픽쳐에서의 예측 유닛의 좌상단 픽셀 위치인 (xP, yP)와 움직임 벡터 행렬 MvL0 및 MvL1이고, 출력은 절삭된 움직임 벡터 행렬 CMvL0 및 CMvL1이다.
행렬 MvL0, MvL1, CMvL0 및 CMvL1에 대해서 수학식 4 내지 수학식 7의 연산이 수행될 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000006
[수학식 5]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000007
[수학식 6]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000008
[수학식 7]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000009
여기서, TMVBitWidth는 움직임 벡터의 비트 심도를 나타내며, Clip3(a, b, c)는 c를 a와 b 사이의 범위 내에 존재하도록 절삭하는 함수를 의미할 수 있다.
II. 움직임 벡터 저장 과정
도 12 내지 도 15는 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 저장하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 12를 참조하면, 복원된 영상을 저장하는 영상 버퍼와 움직임 벡터를 저장하는 움직임 벡터 버퍼를 함께 이용하여, 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 저장할 수 있다. 이때, 복원된 영상은 인-루프 필터링 과정(S1210)을 거치고, 움직임 벡터는 다이내믹 레인지가 제한(S1220)되어 저장(S1240)될 수 있다.
또한, 도 13을 참조하면, 영상 버퍼와 움직임 벡터 버퍼를 함께 이용하되, 움직임 벡터는 다이내믹 레인지 제한 과정(S1320) 및 공간 해상도 감소 과정(S1330)을 거쳐 저장(S1340)될 수 있다.
또한, 도 14를 참조하면, 복원된 영상은 인-루프 필터링 과정(S1410)을 거쳐 영상 버퍼에 저장(S1440)되고, 움직임 벡터는 다이내믹 레인지가 제한(S1420)되어 움직임 벡터 버퍼에 저장(S1450)될 수 있다.
또한, 도 15를 참조하면, 복원된 영상은 인-루프 필터링 과정(S1510)을 거쳐 영상 버퍼에 저장(S1540)되고, 움직임 벡터는 다이내믹 레인지 제한 과정(S1520) 및 공간 해상도 감소 과정(S1530)을 거쳐 저장(S1550)될 수 있다.
한편, 도 13과 도 15의 실시예에서 다이내믹 레인지 제한 과정(S1320, S1520)과 공간 해상도 감소 과정(S1330, S1530)은 순서에 한정되지 않고, 변경될 수 있다.
또한, 메모리 접근 대역폭을 더욱 감소시키기 위해, 움직임 벡터의 각각의 성분에 대한 다이내믹 레인지를 서로 다르게 제한할 수 있다. 예를 들어, X 성분의 다이내믹 레인지와 Y 성분의 다이내믹 레인지 중 하나만을 제한하거나, Y 성분의 다이내믹 레인지를 X 성분의 다이내믹 레인지보다 더 제한할 수 있다.
움직임 벡터의 제한된 다이내믹 레인지를 나타내는 정보는 부호화 장치와 복호화 장치에서 미리 약속된 고정된 값으로 설정되거나, 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트(PPS: Picture Parameter Set), 타일 헤더(tile header), 슬라이스 헤더(slice header), CTU, 블록 등 중 적어도 하나를 통해 전송되며, 복호화 장치는 시퀀스, 픽쳐, 타일, 슬라이스, CTU, 블록 중 적어도 하나 내에서 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지의 제한을 동일하게 수행할 수 있다. 이때, 다이내믹 레인지 범위 내로 표현되는 움직임 벡터를 저장하는데 필요한 메모리 공간의 크기인 비트 심도가 함께 전송될 수 있다. 또한, 고정된 크기의 비트 심도를 이용하여 움직임 벡터를 저장하지 않고, 시퀀스 파라미터, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 타일 헤더, CTU, 블록 등 중 적어도 하나를 통해 전송된 다이내믹 레인지를 이용하여, 시간적 움직임 벡터를 영상의 움직임 특성에 맞게 효율적으로 저장할 수도 있다. 부호화 장치 혹은 복호화 장치에서 다이내믹 레인지가 제한된 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 움직임 벡터 후보 리스트 생성 및 머지 후보 리스트 생성 등의 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 사용하는 과정 중 적어도 하나에서 사용할 수 있다. 상기 다이내믹 레인지는 N비트 값으로 표현될 수 있다. 여기서, N은 0을 포함한 양의 정수일 수 있다.
여기서, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 타일, CTU, 블록 중 적어도 하나의 단위에서 서로 다른 다이내믹 레인지를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 픽쳐는 16비트의 다이내믹 레인지를 가질 수 있고, 제2 픽쳐는 32비트의 다이내믹 레인지를 가질 수 있다.
예를 들어, 픽쳐 내 제1 타일은 16비트의 다이내믹 레인지를 가질 수 있고, 픽쳐 내 제2 타일은 32비트의 다이내믹 레인지를 가질 수 있다.
예를 들어, 픽쳐 내 제1 CTU는 16비트의 다이내믹 레인지를 가질 수 있고, 픽쳐 내 제2 CTU는 32비트의 다이내믹 레인지를 가질 수 있다.
시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 타일, CTU, 블록 중 적어도 하나의 단위에서 서로 다른 다이내믹 레인지를 가질 경우, 해당 단위에서 다이내믹 레인지에 대한 정보가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
한편, 움직임 벡터는 양자화되어 저장될 수 있다. 움직임 벡터가 양자화되어 저장되는 경우, 움직임 벡터의 정밀도는 감소하게 된다. 양자화 방법으로는 스텝 크기(step size)가 균등한 균등 양자화(uniform quantization), 스텝 크기가 균등하지 않은 비균등 양자화(non-uniform quantization) 등이 있다. 양자화의 스텝 크기는 부호화 장치와 복호화 장치에서 미리 약속된 고정된 값으로 설정되거나, 양자화 스텝 크기를 나타내는 정보는 시퀀스 파라미터 세트. 픽쳐 파라미터 세트, 타일 헤더, 슬라이스 헤더, CTU, 블록 등 중 적어도 하나를 통해 부호화 장치로부터 복호화 장치로 전송될 수 있다. 복호화 장치에서는 양자화된 움직임 벡터를 그대로 이용하거나, 역양자화하여 이용할 수 있다.
도 16은 움직임 벡터를 양자화하는 일 예이다.
도 16을 참조하면, 움직임 벡터가 32 내지 48의 성분 값을 갖는 경우, 움직임 벡터는 40으로 양자화된다. 부호화 장치 혹은 복호화 장치에서 참조 픽쳐의 움직임 벡터 저장 시 양자화를 수행하여 저장하고, 움직임 벡터 후보 리스트 생성 및 머지 후보 리스트 생성 등의 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 사용하는 과정 중 적어도 하나에서는 양자화된 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 역양자화하여 사용할 수 있다. 상기 스텝 크기는 N 값으로 표현될 수 있다. 여기서, N은 0을 포함한 양의 정수일 수 있다.
여기서, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 타일, CTU, 블록 중 적어도 하나의 단위에서 서로 다른 스텝 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 픽쳐는 1의 스텝 크기를 가질 수 있고, 제2 픽쳐는 2의 스텝 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 픽쳐 내 제1 타일은 1의 스텝 크기를 가질 수 있고, 픽쳐 내 제2 타일은 2의 스텝 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 픽쳐 내 제1 CTU는 1의 스텝 크기를 가질 수 있고, 픽쳐 내 제2 CTU는 2의 스텝 크기를 가질 수 있다.
시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 타일, CTU, 블록 중 적어도 하나의 단위에서 서로 다른 스텝 크기를 가질 경우, 해당 단위에서 스텝 크기에 대한 정보가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
또한, 움직임 벡터는 표현 해상도가 제한되어 저장될 수 있다. 표현 해상도는 정수 화소 단위(1화소 단위), 분수 화소 단위(1/2화소 단위, 1/4화소 단위, 1/8화소 단위, 1/16화소 단위 등)를 의미할 수 있다.
예를 들어, 1/4화소 단위로 처리되는 움직임 벡터의 해상도를 정수 화소로 저장할 수 있다. 움직임 벡터의 표현 해상도를 나타내는 정보는 부호화 장치와 복호화 장치에서 미리 약속된 고정된 값으로 설정되거나, 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 타일 헤더, 슬라이스 헤더, CTU, 블록 등 중 적어도 하나를 통해 부호화 장치로부터 복호화 장치로 전송될 수 있다.
부호화 장치 혹은 복호화 장치에서 참조 픽쳐의 움직임 벡터 저장 시 표현 해상도를 제한하여 저장하고, 움직임 벡터 후보 리스트 생성 및 머지 후보 리스트 생성 등의 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 사용하는 과정 중 적어도 하나에서는 표현 해상도가 제한된 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 표현 해상도가 제한되기 전의 움직임 벡터로 복원하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 1/16화소 단위의 움직임 벡터는 저장 시에 1/4화소 단위의 움직임 벡터로 표현 해상도를 제한하여 저장할 수 있고, 상기 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 사용하는 과정 중 적어도 하나에서는 1/4화소 단위로 저장된 움직임 벡터를 1/16화소 단위로 복원하여 사용할 수 있다. 상기 표현 해상도는 M/N 값으로 표현될 수 있다. 여기서, M과 N은 0을 포함한 양의 정수일 수 있다.
여기서, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 타일, CTU, 블록 중 적어도 하나의 단위에서 서로 다른 표현 해상도를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 픽쳐는 1/16화소 단위의 표현 해상도를 가질 수 있고, 제2 픽쳐는 1/4화소 단위의 표현 해상도를 가질 수 있다.
예를 들어, 픽쳐 내 제1 타일은 1/16화소 단위의 표현 해상도를 가질 수 있고, 픽쳐 내 제2 타일은 1/4화소 단위의 표현 해상도를 가질 수 있다.
예를 들어, 픽쳐 내 제1 CTU는 1/16화소 단위의 표현 해상도를 가질 수 있고, 픽쳐 내 제2 CTU는 1/4화소 단위의 표현 해상도를 가질 수 있다.
시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 타일, CTU, 블록 중 적어도 하나의 단위에서 서로 다른 표현 해상도를 가질 경우, 해당 단위에서 표현 해상도에 대한 정보가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
한편, 움직임 벡터는 포멧(format)이 변경되어 저장될 수 있다. 여기서, 움직임 벡터의 포멧은 움직임 벡터 성분을 나타내는 형식으로, 고정 소수점 포멧, 부동 소수점 포멧, 부호 n비트 포멧(signed n bits format) 등이 있을 수 있다.
예를 들어, 부동 소수점 포멧을 사용하여 부호 18 비트 포멧의 움직임 벡터 성분을 6 비트의 가수(mantissa) 및 4 비트의 지수(exponent) 포멧의 움직임 벡터 성분으로 변경하여 저장할 수 있다. 즉, 움직임 벡터 성분의 포멧을 변경함으로써 움직임 벡터의 비트 심도를 18 비트에서 10 비트로 감소시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 부호화 장치 또는 복호화 장치는 현재 블록의 화면 간 예측에서 이용한 움직임 벡터 값을 부동 소수점 포멧으로 변환하여, 변환된 값을 메모리에 저장할 수 있다. 부동 소수점 포멧으로 변환된 값은 움직임 벡터 값으로 다시 변환되어 주변 블록의 화면 간 예측에서 이용할 수 있다. 구체적으로, 부호화 장치 또는 복호화 장치는 N 비트로 표현되어 있는 움직임 벡터 값을 M비트의 부동 소수점 포멧으로 변환할 수 있다. 이때, M 비트는 R개의 가수부 비트와 P개의 지수부 비트로 구성될 수 있다. 일예로, N, M, R, P는 양의 정수일 수 있고, 각각 18, 10, 6, 4 일 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 화면 간 예측에서 이용한 움직임 벡터는 다음의 수학식 8에 따라 부동 소수점 포멧으로 변환될 수 있다.
[수학식 8]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000010
여기서 mv[]는 현재 블록의 화면 간 예측에서 이용한 움직임 벡터 값을 의미하는 것일 수 있고, compIdx는 움직임 벡터의 성분 종류를 지시하는 값일 수 있다. 예컨대, compIdx는 움직임 벡터의 x 값 혹은 y값을 지시하는 색인 값, 움직임 벡터의 휘도 혹은 색차 성분을 지시하는 색인 값, 혹은 예측 방향 (예를 들면 L0 혹은 L1)을 지시하는 색인 값일 수 있다. 한편, Floor()는 소수점 이하의 값을 버리는 함수 일 수 있다.
움직임 벡터의 포멧은 부호화 장치와 복호화 장치에서 미리 약속된 고정된 포멧으로 설정되거나, 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 타일 헤더, 슬라이스 헤더, CTU, 블록 등 중 적어도 하나를 통해 부호화 장치로부터 복호화 장치로 전송될 수 있다.
또한, 메모리에 저장되는 시간적 움직임 벡터들 중에서 일부의 움직임 벡터들에 대해서만 움직임 벡터의 다이내믹 레인지 제한 과정, 공간 해상도 감소 과정, 양자화 과정, 표현 해상도 제한 과정, 포멧 변경 과정 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하여 저장하는 경우, 움직임 벡터의 다이내믹 레인지에 대한 정보를 추가하여 메모리에 저장할 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 -128 내지 +127로 하는 경우, 1의 플래그를 추가로 저장하고, -32 내지 +31로 하는 경우, 0의 플래그를 추가로 저장할 수 있다. 이때, 플래그 정보는 움직임 벡터와 함께 저장되거나, 움직임 벡터가 저장되는 메모리가 아닌 다른 메모리에 저장될 수 있다. 플래그 정보와 움직임 벡터가 다른 메모리에 저장되는 경우, 특정 움직임 벡터가 어떤 다이내믹 레인지로 저장되었는지에 대해 알아낼 때 플래그 정보에 임의 접근하게 할 수 있다. 또한, 일부 움직임 벡터가 어떤 다이내믹 레인지로 저장되었는지에 대한 정보를 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 타일 헤더, CTU, 블록, 슬라이스 헤더 등 중 적어도 하나를 통해 전송하여, 복호화기에서도 부호화기와 동일하게 동작하게 할 수 있다.
움직임 벡터의 공간 해상도를 감소시켜 저장하는 경우, 움직임 벡터의 블록 크기에 대한 정보를 추가하여 메모리에 저장할 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터의 블록 크기를 4x4로 하는 경우, 1의 플래그를 추가로 저장하고, 16x16로 하는 경우, 0의 플래그를 추가로 저장할 수 있다. 이때, 플래그 정보는 움직임 벡터와 함께 저장되거나, 움직임 벡터가 저장되는 메모리가 아닌 다른 메모리에 저장될 수 있다. 플래그 정보와 움직임 벡터가 다른 메모리에 저장되는 경우, 특정 움직임 벡터가 어떤 블록 크기로 저장되었는지에 대해 알아낼 때 플래그 정보에 임의 접근하게 할 수 있다. 또한, 일부 움직임 벡터가 어떤 블록 크기로 저장되었는지에 대한 정보를 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 타일 헤더, CTU, 블록 등 중 적어도 하나를 통해 전송하여, 복호화기에서도 부호화기와 동일하게 동작하게 할 수 있다.
움직임 벡터를 양자화하여 저장하는 경우, 움직임 벡터의 정밀도에 대한 정보를 추가하여 메모리에 저장할 수 있다. 예를 들어, 양자화의 스텝 크기를 4로 하는 경우, 1의 플래그를 추가로 저장하고, 양자화의 스텝 크기를 1로 하는 경우, 0의 플래그를 추가로 저장할 수 있다. 이때, 플래그 정보는 움직임 벡터와 함께 저장되거나, 움직임 벡터가 저장되는 메모리가 아닌 다른 메모리에 저장될 수 있다. 플래그 정보와 움직임 벡터가 다른 메모리에 저장되는 경우, 특정 움직임 벡터가 어떤 스텝 크기로 양자화되어 저장되었는지에 대해 알아낼 때 플래그 정보에 임의 접근하게 할 수 있다. 또한, 일부 움직임 벡터가 어떤 스텝 크기로 양자화되어 저장되었는지에 대한 정보를 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 타일 헤더, CTU, 블록 등 중 적어도 하나를 통해 전송하여, 복호화기에서도 부호화기와 동일하게 동작하게 할 수 있다.
움직임 벡터의 표현 해상도를 제한하여 저장하는 경우, 움직임 벡터의 해상도에 대한 정보를 추가하여 메모리에 저장할 수 있다. 예를 들어, 표현 해상도를 정수 화소 단위로 하는 경우, 1의 플래그를 추가로 저장하고, 표현 해상도를 1/4화소 단위로 하는 경우, 0의 플래그를 추가로 저장할 수 있다. 이때, 플래그 정보는 움직임 벡터와 함께 저장되거나, 움직임 벡터가 저장되는 메모리가 아닌 다른 메모리에 저장될 수 있다. 플래그 정보와 움직임 벡터가 다른 메모리에 저장되는 경우, 특정 움직임 벡터가 표현 해상도로 저장되었는지에 대해 알아낼 때 플래그 정보에 임의 접근하게 할 수 있다. 또한, 일부 움직임 벡터가 어떤 표현 해상도로 제한되어 저장되었는지에 대한 정보를 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 타일 헤더, CTU, 블록 등 중 적어도 하나를 통해 전송하여, 복호화기에서도 부호화기와 동일하게 동작하게 할 수 있다.
또한, 움직임 정보를 메모리에 저장하는 경우, 움직임 벡터의 공간 해상도를 감소시켜 저장할 수 있다. 이때, 움직임 정보는 인터 예측 시에 필요한 참조 픽쳐 인덱스(reference picture index), 움직임 벡터, 단방향(uni-direction) 또는 양방향(bi-direction) 등을 나타내는 인터 예측 모드 정보, 참조 픽쳐 리스트(reference picture list), 인트라 예측 모드로 부호화되었는지 인터 예측 모드로 부호화되었는지에 관한 예측 모드(prediction mode) 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 정보이다.
예를 들어, 특정 영역의 다수의 움직임 정보 중에서 파티션 혹은 블록의 크기가 가장 큰 예측 유닛의 움직임 정보를 대표 움직임 정보로 메모리에 저장할 수 있다. 이때, 특정 영역은 부호화/복호화 대상 블록 내의 영역과 주변 블록의 영역을 포함할 수 있다. 또한, 특정 영역은 픽쳐 또는 슬라이스 전체가 일정한 크기로 분할되는 경우, 움직임 정보가 저장되는 블록을 포함하는 영역일 수 있다.
예를 들어, 특정 영역에 포함되는 다수의 움직임 정보 중에 움직임 정보 병합 방법이나, 부호화 정보 생략(skip) 방법 등으로 부호화된 움직임 정보를 제외한 뒤, 대표 움직임 정보를 메모리에 저장할 수 있다.
예를 들어, 특정 영역에 포함되는 다수의 움직임 정보 중에 가장 자주 발생하는 움직임 정보를 대표 움직임 정보로 메모리에 저장할 수 있다. 이때, 블록의 크기 별로 움직임 정보의 발생 횟수 등을 계산할 수 있다.
예를 들어, 특정 영역에 포함되는 다수의 움직임 정보 중에 특정 위치의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 이때, 특정 위치는 특정 영역에 포함되는 위치로서, 특정 영역의 고정된 위치일 수 있다. 또한, 특정 위치는 다수 개 중 하나의 위치로 선택될 수 있다. 다수 개의 위치가 사용된다면, 위치 별로 우선순위가 결정될 수 있으며, 우선순위에 따라 움직임 정보가 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 위치 별 우선순위에 따라 해당 위치에 움직임 정보가 존재하는지 여부를 확인하고, 움직임 벡터가 존재할 경우 해당 위치의 움직임 정보를 저장할 수 있다.
예를 들어, 특정 영역에 포함되는 다수의 움직임 정보를 메모리에 저장할 때, 인트라 예측 모드로 부호화된 블록, PCM(Pulse Coded Modulation) 모드로 부호화된 블록, 슬라이스 또는 픽쳐 경계 밖은 움직임 정보가 존재하지 않으므로, 해당 위치의 움직임 정보는 메모리에 저장하지 않을 수 있다.
예를 들어, 특정 위치의 움직임 정보를 저장할 때, 해당 위치 주변의 인터 예측 부호화된 블록들의 움직임 정보 중 중간값(median) 또는 평균값(average) 등의 통계값을 메모리에 저장할 수 있다.
만약 상술한 예들 중에서 특정 위치의 움직임 정보를 저장할 때, 해당 위치의 움직임 정보가 존재하지 않은 경우, 대응 위치 블록의 움직임 정보, 먼저 부호화되는 블록의 움직임 정보 또는 주변 블록의 움직임 정보가 해당 위치의 움직임 정보로 사용될 수 있다. 이때, 특정 위치는 부호화/복호화 대상 블록 내의 주변에 존재하는 블록 내의 하나의 샘플 위치 또는 블록의 위치일 수 있다. 예를 들어, 특정 위치의 움직임 정보가 존재하지 않은 경우, 해당 위치 주변의 인터 예측 부호화된 블록들의 움직임 정보 중 중간값(median) 또는 평균값(average) 등의 통계값을 메모리에 저장할 수 있다. 예를 들어, 특정 위치의 움직임 정보가 존재하지 않은 경우, 해당 위치의 주변 블록들의 움직임 정보의 평균값을 메모리에 저장할 수 있다. 중간값 및 평균값을 계산할 때, 주변 블록들의 움직임 정보가 참조 픽쳐 인덱스, 참조 픽쳐 리스트, 인터 예측 모드 정보 중 하나 이상이 다른 경우, 움직임 벡터는 참조 픽쳐 인덱스. 참조 픽쳐 리스트, 인터 예측 모드 정보 및 픽쳐 디스플레이 순서(picture order count) 등에 따라 크기조정될 수 있다.
III. 움직임 벡터 도출 과정
상술한 움직임 정보 방법들을 이용하여 움직임 정보를 메모리에 저장하고, 움직임 벡터 예측 방법, 향상된 움직임 벡터 예측 방법 또는 움직임 정보 병합 방법에서 참조 픽쳐의 움직임 정보를 이용할 경우, 저장된 움직임 정보를 가져올 수 있다.
예를 들어, 참조 픽쳐 내에서 부호화/복호화 대상 블록의 위치와 대응되는 위치의 움직임 정보를 가져올 수 있다. 이때, 참조 픽쳐 내에서 부호화/복호화 대상 블록의 위치와 대응되는 위치는 특정 영역 내의 고정된 위치나 부호화/복호화 대상 블록의 위치로부터 상대적인 위치일 수 있다.
도 17 내지 도 20은 참조 픽쳐로부터 움직임 정보를 가져오는 예들을 나타낸다.
도 17 내지 도 20에서 블록 X는 부호화/복호화 대상 픽쳐(1710, 1810, 1910, 2010) 내의 부호화/복호화 대상 블록을 나타내며, 블록 A, 블록 B, 블록 C, 블록 D 및 블록 E는 부호화/복호화 대상 블록의 주변에 위치하는 복원 블록을 나타낸다.
그리고, 참조 픽쳐(1720, 1820, 1920, 2020) 내의 블록 T는 부호화/복호화 대상 블록과 대응되는 대응 위치 블록을 나타낸다.
도 20의 참조 픽쳐(2020) 내의 블록 Y는 부호화/복호화 대상 블록 외의 위치와 대응되는 블록을 나타낸다.
도 17을 참조하면, 참조 픽쳐 내에서 부호화/복호화 대상 블록 X의 위치 중 좌상단 픽셀 위치와 대응되는 위치에 해당하는 움직임 정보를 가져올 수 있다.
도 18을 참조하면, 참조 픽쳐 내에서 부호화/복호화 대상 블록 X의 위치 중 가운데 픽셀 위치와 대응되는 위치에 해당하는 움직임 정보를 가져올 수 있다.
도 19를 참조하면, 참조 픽쳐 내에서 부호화/복호화 대상 블록 X의 위치 중 우하단 픽셀 위치와 대응되는 위치에 해당하는 움직임 정보를 가져올 수 있다.
도 20을 참조하면, 참조 픽쳐 내에서 부호화/복호화 대상 블록 X 외의 위치와 대응되는 위치에 해당하는 움직임 정보를 가져올 수 있다.
메모리에 저장된 움직임 정보, 즉 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용하여, 움직임 벡터 예측, 향상된 움직임 벡터 예측, 움직임 정보 병합, 움직임 정보 병합 생략(merge skip) 등의 부호화/복호화 방법을 수행할 수 있다.
움직임 벡터의 다이내믹 레인지 제한 방법, 움직임 벡터의 공간 해상도 감소 방법, 움직임 벡터의 양자화 방법, 움직임 벡터의 표현 해상도 감소 방법, 움직임 벡터 포멧 변경 방법 중 적어도 하나 이상을 사용하여 움직임 벡터를 메모리에 저장하고, 저장된 움직임 벡터를 부호화/복호화 대상 블록의 움직임 벡터 예측 및 움직임 정보 병합에 이용할 수 있다.
참조 픽쳐의 움직임 벡터를 메모리로부터 가져오는 과정을 시간적 움직임 벡터의 도출 과정이라고 할 수 있다. 시간적 움직임 벡터 도출 과정에서 TMVbitWidth는 메모리에 저장된 시간적 움직임 벡터의 비트 폭을 나타낸다.
시간적 움직임 벡터 도출 과정의 입력은 현재 픽쳐에서의 예측 유닛의 좌상단 픽셀 위치인 (xP, yP), 휘도 예측 유닛의 가로 길이와 세로 길이인 nPSW와 nPSH 및 현재 예측 유닛 파티션의 참조 픽쳐 인덱스인 refIdxLX이고, 출력은 움직임 벡터 예측값 mxLXCl과 존재 여부 플래그인 availableFlagLXCol이다.
RefPicOrderCnt(pic, refidx, LX)는 pic의 참조 픽쳐 RefPicListX[refidx]의 PicOrderCnt를 출력하는 함수이다. 여기서 X는 0 또는 1이 될 수 있다. 참조 픽쳐의 PicOrderCnt는 픽쳐가 "존재하지 않음(non-existing)"으로 처리될 때까지 존재한다. Clip3(a, b, c)는 c를 a와 b 사이의 범위 내에 존재하도록 절삭하는 함수를 의미한다.
대응 위치 파티션(collocated partition)을 가지고 있는 colPic은 슬라이스 타입(slice_type)이 B-슬라이스이고, collocated_from_l0_flag가 0인 경우, RefPicList1[0]이 된다; 그렇지 않은 경우, 즉 슬라이스 타입이 P-슬라이스이거나, collocated_from_l0_flag가 1인 경우, RefPicList0[0]이 된다.
colPu와 colPu의 위치인 (xPCol, yPCol)은 다음과 같은 순서로 유도된다.
1. 현재 예측 유닛의 우하단 휘도 성분 위치 (xPRb, yPRb)는 수학식 9 및 수학식 10과 같이 정의된다.
[수학식 9]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000011
[수학식 10]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000012
2. colPu가 인트라 예측 모드로 부호화되었거나, colPu가 존재하지 않으면,
(1) 현재 예측 유닛의 중앙 휘도 성분 위치 (xPCtr, yPCtr)는 수학식 11 및 수학식 12와 같이 정의된다.
[수학식 11]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000013
[수학식 12]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000014
(2) colPu는 colPic에서 ((xPCtr>>4 )<<4, (yPCtr>>4)<<4)의 위치를 포함하는 예측 유닛으로 설정된다.
3. (xPCol, yPCol)은 colPic의 좌상단 휘도 성분 위치로부터 colPu의 좌상단 휘도 성분 위치의 값이 된다.
mvLXCol과 availableFlagLXCol은 다음과 같이 유도된다.
1. colPu가 인트라 예측 모드로 부호화되었거나, colPu가 존재하지 않으면, mvLXCol의 각각의 성분은 0, availableFlagLXCol도 0이 된다.
2. 그렇지 않으면, 즉 colPu가 인트라 예측 모드로 부호화되지 않고, colPu가 존재하면, mvLXCol과 refIdxCol이 다음과 같이 유도된다.
(1) PredFlagL0[xPCol][yPCol]이 0이면, 움직임 벡터 mvCol은 MvL1[xPCol][yPCol]으로, 참조 픽쳐 인덱스 refIdxCol은 RefIdxL1[xPCol][yPCol]로 결정된다.
(2) 그렇지 않으면, 즉 PredFlagL0[xPCol][yPCol]이 1이면, 다음과 같은 과정이 수행된다.
1) PredFlagL1[xPCol][yPCol]이 0이면, 움직임 벡터 mvCol은 MvL0[xPCol][yPCol]로, 참조 픽쳐 인덱스 refIdxCol은 RefIdxL0[xPCol][yPCol]로 결정된다.
2) 그렇지 않으면, 즉 PredFlagL1[xPCol][yPCol]이 1이면, 다음과 같은 과정이 수행된다.
a. X는 0 또는 1이 되며, 다음과 같은 할당 과정이 수행된다.
i. RefIdxColLX은 RefIdxLX[xPCol][yPCol]로 할당된다.
ii. PicOrderCnt(colPic)이 PicOrderCnt(currPic)보다 작고, RefPicOrderCnt(colPic, RefIdxColLX, LX)가 PicOrderCnt(currPic)보다 크거나, 또는 PicOrderCnt(colPic)이 PicOrderCnt(currPic)보다 크고 RefPicOrderCnt(colPic, RefIdxColLX, LX)가 PicOrderCnt(currPic)보다 작으면 MvXCross는 1로 할당된다.
iii. 그렇지 않으면, 즉 PicOrderCnt(colPic)이 PicOrderCnt(currPic)보다 작고, RefPicOrderCnt(colPic, RefIdxColLX, LX)가 PicOrderCnt(currPic)보다 작거나 같거나, 또는 PicOrderCnt(colPic)이 PicOrderCnt(currPic)보다 크고 RefPicOrderCnt(colPic, RefIdxColLX, LX)가 PicOrderCnt(currPic)보다 크거나 같으면, MvXCross는 1로 할당된다.
b. 다음의 조건 중 하나를 만족하는 경우, 움직임 벡터 mvCol, 참조 픽쳐 인덱스 refIdxCol, ListCol은 각각 MvL1[xPCol][yPCol], RefIdxColL1, L1로 결정된다.
i. Mv0Cross는 0, Mv1Cross는 1.
ii. Mv0Cross와 Mv1Cross가 같고, 참조 픽쳐 리스트가 L1.
c. 그렇지 않으면, 움직임 벡터 mvCol, 참조 픽쳐 인덱스 refIdxCol, ListCol은 각각 MvL0[xPCol][yPCol], RefIdxColL0, L0으로 결정된다.
3) availableFlagLXCol은 1이 되며, 수학식 13 또는 수학식 14 내지 수학식 19의 연산이 수행된다.
a. PicOrderCnt(colPic)-RefPicOrderCnt(colPic, refIdxCol, ListCol)이 PicOrderCnt(currPic)-RefPicOrderCnt(currPic, refIdxLX, LX)와 같은 경우,
[수학식 13]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000015
b. 그렇지 않은 경우,
[수학식 14]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000016
[수학식 15]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000017
[수학식 16]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000018
[수학식 17]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000019
여기서, td와 tb는 수학식 18 및 수학식 19와 같다.
[수학식 18]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000020
[수학식 19]
Figure PCTKR2019012008-appb-I000021
즉, 수학식 14 내지 수학식 17을 참조하면, mvLXCol은 움직임 벡터 mvCol의 크기조정 값(scaled version)으로 유도된다.
한편, 움직임 벡터가 다이내믹 레인지로 절삭되어도, 절삭된 움직임 벡터가 크기조정(scaling)되는 경우, 다시 다이내믹 레인지를 벗어날 수 있다. 따라서, 크기조정된 움직임 벡터를 도출한 후, 상기 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한할 수 있다. 이 경우, 수학식 16과 수학식 17은 각각 수학식 20과 수학식 21로 대체될 수 있다.
[수학식 20]
mvLXCol = ClipMv( ( DistScaleFactor * mvLXCol + 128) >> 8)
[수학식 21]
mvLXCol = Clip3( -1 << (TMVBitWidth -1), 1<<( TMVBitWidth -1) -1, mvCol)
한편, 참조 픽쳐 내의 대응 위치 블록에서 가져온 움직임 벡터는 포멧이 변경되어 시간적 움직임 벡터로 도출될 수 있다.
예를 들어, 6 비트의 가수(mantissa) 및 4 비트의 지수(exponent) 포멧의 움직임 벡터 성분을 부호 18 비트 포멧의 움직임 벡터 성분으로 변경하여 시간적 움직임 벡터가 도출될 수 있다. 즉, 움직임 벡터 성분의 포멧을 변경함으로써 움직임 벡터의 비트 심도를 10 비트에서 18 비트로 증가시킬 수 있다.
일 예로, 크기조정된 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는데 이용되는 TMVBitWidth는 M 비트로 고정되어 부호화 장치/복호화 장치에 적용될 수 있다. 여기서, M은 양의 정수일 수 있고, 예를 들어 18일 수 있다.
구체적으로, 부호화 장치 또는 복호화 장치는 메모리에 저장된 스케일링 된 움직임 벡터 값이 소정의 범위 내에 포함되지 않는 경우, 현재 블록의 스케일링된 움직임 벡터 값을 소정의 범위의 최소값 또는 최대값으로 결정하여, 이를 현재 블록의 화면 간 예측에서 이용할 수 있다. 구체적으로, 메모리에 저장된 스케일링된 움직임 벡터 값이 소정의 범위의 최소값보다 작은 경우, 부호화 장치 또는 복호화 장치는 스케일링된 움직임 벡터 값을 소정 범위의 최소값으로 결정하여 이를 현재 블록의 화면 간 예측에 이용할 수 있다. 또한, 스케일링된 움직임 벡터 값이 소정의 범위의 최대값보다 큰 경우, 부호화 장치 또는 복호화 장치는 스케일링된 움직임 벡터 값을 소정 범위의 최대값으로 결정하여, 이를 화면 간 예측에서 이용할 수 있다. 또한, 부호화 장치 또는 복호화 장치는 현재 블록의 스케일링 움직임 벡터 값이 소정의 범위 내에 포함되지 않는 경우, 스케일링 된 움직임 벡터 값을 소정의 범위의 최소값 또는 최대값으로 결정하여, 결정된 값을 메모리에 저장할 수 있다. 일예로, 소정의 범위는 -2^N ~ 2^N - 1 일 수 있다. 여기서, N은 양의 정수일 수 있고, 예를 들어 17일 수 있다. N이 17인 경우, -2^N은 -131072 값을 가질 수 있고, 2^N - 1은 131071 값을 가질 수 있다.
부호화기 및 복호화기에서는 참조 픽쳐 내의 대응 위치 블록에서 가져온 움직임 벡터에 대해 포멧을 변경하여 포멧이 변경된 시간적 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 이때, 포멧이 변경된 시간적 움직임 벡터의 비트 심도는 포멧이 변경되기 전 시간적 움직임 벡터의 비트 심도와 비교하여 비트 심도가 증가된 것일 수 있다.
상기 포멧이 변경된 시간적 움직임 벡터에 크기조정을 수행하여 크기조정된 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
상기 크기조정된 움직임 벡터에 대해 다이내믹 레인지를 제한하여 최종 시간적 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 이때, 다이내믹 레인지를 제한할 때 절삭(clipping) 과정을 수행할 수 있다.
상기 크기조정 과정과 절삭 과정은 2개의 과정으로 순차적으로 수행될 수 있고, 하나의 과정으로 통합되어 수행될 수 있다.
상기 최종 시간적 움직임 벡터는 다시 포멧을 변경하여 참조 픽쳐에 대한 움직임 벡터로 저장할 수 있다. 이때, 포멧이 변경된 시간적 움직임 벡터의 비트 심도는 포멧이 변경되기 전 시간적 움직임 벡터의 비트 심도와 비교하여 비트 심도가 감소된 것일 수 있다.
IV. 복호화 장치에서 시간적 움직임 벡터를 절삭하기 위한 정보 전송 방법
이하에서는 복호화 장치에서 시간적 움직임 벡터를 부호화 장치와 동일한 방법으로 절삭하기 위해 필요한 정보를 전송하는 방법을 설명하기로 한다.
상술한 시간적 움직임 벡터 도출 과정에서의 TMVBitWidth는 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 타일 헤더, CTU, 블록 등 중 적어도 하나를 통해 부호화 장치로부터 복호화 장치로 전송될 수 있다.
도 21은 bit_width_temporal_motion_vector_minus8은 시간적 움직임 벡터 성분의 비트 폭을 나타낸다. bit_width_temporal_motion_vector_minus8이 존재하지 않을 경우, 0으로 유추되며, 시간적 움직임 벡터 성분의 비트 폭은 수학식 22와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 22]
TMVBitWidth = bit_width_temporal_motion_vector_minus8 + 8
1. 제1 정보 전송 방법 (움직임 벡터를 압축하고, 움직임 벡터의 비트 심도를 제한하는 경우)
도 22를 참조하면, motion_vector_buffer_comp_flag가 1일 경우, 움직임 벡터 버퍼 압축 과정이 수행될 수 있다.
motion_vector_buffer_comp_ratio_log2는 움직임 벡터 버퍼 압축 과정의 압축 비율을 나타낸다. motion_vector_buffer_comp_ratio_log2이 존재하지 않을 경우, 0으로 유추되며, 움직임 벡터 버퍼 압축 비율은 수학식 23과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 23]
MVBufferCompRatio = 1 << motion_vector_buffer_comp_ratio_log2
도 22를 참조하면, bit_depth_temporal_motion_vector_constraint_flag가 1일 경우, 시간적 움직임 벡터 비트 심도 제한 과정이 수행될 수 있다.
bit_depth_temporal_motion_vector_minus8는 시간적 움직임 벡터의 비트 심도를 나타낸다. bit_depth_temporal_motion_vector_minus8이 존재하지 않을 경우, 0으로 유추되며, 시간적 움직임 벡터의 비트 심도는 수학식 24와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 24]
TMVBitDepth = bit_depth_temporal_motion_vector_minus8 + 8
2. 제2 정보 전송 방법 (움직임 벡터의 비트 심도를 제한하는 경우)
도 23을 참조하면, bit_depth_temporal_motion_vector_constraint_flag가 1일 경우, 시간적 움직임 벡터 비트 심도 제한 과정이 수행될 수 있다.
bit_depth_temporal_motion_vector_minus8는 시간적 움직임 벡터의 비트 심도를 나타낸다. bit_depth_temporal_motion_vector_minus8이 존재하지 않을 경우, 0으로 유추되며, 시간적 움직임 벡터의 비트 심도는 수학식 25와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 25]
TMVBitDepth = bit_depth_temporal_motion_vector_minus8 + 8
3. 제3 정보 전송 방법 (움직임 벡터의 비트 심도를 제한하는 경우)
도 24의 bit_depth_temporal_motion_vector_minus8는 시간적 움직임 벡터의 비트 심도를 나타낸다. bit_depth_temporal_motion_vector_minus8이 존재하지 않을 경우, 0으로 유추되며, 시간적 움직임 벡터의 비트 심도는 수학식 26과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 26]
TMVBitDepth = bit_depth_temporal_motion_vector_minus8 + 8
4. 제 4 정보 전송 방법 (움직임 벡터의 X 성분, Y 성분 각각에 대해 비트 심도를 제한하는 경우)
도 25를 참조하면, bit_depth_temporal_motion_vector_constraint_flag가 1일 경우, 시간적 움직임 벡터 비트 심도 제한 과정이 수행될 수 있다.
bit_depth_temporal_motion_vector_x_minus8는 시간적 움직임 벡터의 X 성분 비트 심도를 나타낸다. bit_depth_temporal_motion_vector_x_minus8이 존재하지 않을 경우, 0으로 유추되며, 시간적 움직임 벡터의 비트 심도는 수학식 27과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 27]
TMVXBitDepth = bit_depth_temporal_motion_vector_x_minus8 + 8
bit_depth_temporal_motion_vector_y_minus8는 시간적 움직임 벡터의 Y 성분 비트 심도를 나타낸다. bit_depth_temporal_motion_vector_x_minus8이 존재하지 않을 경우, 0으로 유추되며, 시간적 움직임 벡터의 비트 심도는 수학식 28과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 28]
TMVXBitDepth = bit_depth_temporal_motion_vector_y_minus8 + 8
5. 제 5 정보 전송 방법 (움직임 벡터를 압축하고, 움직임 벡터의 비트 심도를 제한하는 경우)
도 26을 참조하면, motion_vector_buffer_comp_flag가 1일 경우, 움직임 벡터 버퍼 압축 과정이 수행될 수 있다.
motion_vector_buffer_comp_ratio_log2는 움직임 벡터 버퍼 압축 과정의 압축 비율을 나타낸다. motion_vector_buffer_comp_ratio_log2이 존재하지 않을 경우, 0으로 유추되며, 움직임 벡터 버퍼 압축 비율은 수학식 29와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 29]
MVBufferCompRatio = 1 << motion_vector_buffer_comp_ratio_log2
V. 영상 코덱의 레벨을 통한 다이내믹 레인지의 정의
시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지는 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 타일 헤더, CTU, 블록 등 중 적어도 하나를 통해 전송되지 않고, 영상 코덱의 레벨(level)을 통해 정의될 수 있다. 부호화 장치와 복호화 장치는 레벨 정보를 이용하여 움직임 벡터의 제한된 다이내믹 레인지를 판별할 수 있다.
또한, 레벨에서도 움직임 벡터의 X 성분과 Y 성분 각각의 다이내믹 레인지 및/또는 비트 심도를 서로 다르게 정의할 수 있으며, 각각의 성분들의 최소값 및 최대값을 정의할 수도 있다.
도 27은 전술한 시간적 움직임 벡터 도출 과정에서의 TMVBitWidth를 레벨(level)에서 정의하는 경우의 일 예이다.
도 27를 참조하면, TMVBitWidth는 레벨에서 정의된 MaxTMVBitWidth로 설정될 수 있다. 이때, MaxTMVBitWidth는 시간적 움직임 벡터가 메모리에 저장될 때 움직임 벡터의 최대 비트 폭을 나타낸다.
한편, TMVBitWidth는 레벨에서 정의하고, 정의된 값과의 차이(delta value)를 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 타일 헤더, CTU, 블록 등 중 적어도 하나를 전송할 수도 있다. 즉, TMVBitWidth는 레벨에서 정의된 MaxTMVBitWidth에 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 타일 헤더, CTU, 블록 등 중 적어도 하나에서 전송된 차이를 더한 값으로 설정될 수 있다. 이때, TMVBitWidth는 시간적 움직임 벡터가 메모리에 저장될 때 움직임 벡터의 비트 폭을 나타낸다.
도 28은 전술한 시간적 움직임 벡터 도출 과정에서의 TMVBitDepth를 레벨(level)에서 정의하는 경우의 일 예이다.
도 28를 참조하면, TMVBitDepth는 레벨에서 정의된 MaxTMVBitDepth로 설정될 수 있다. 이때, MaxTMVBitDepth는 시간적 움직임 벡터가 메모리에 저장될 때 움직임 벡터의 최대 비트 심도를 나타낸다.
한편, TMVBitDepth는 레벨에서 정의하고, 정의된 값과의 차이(delta value)를 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 타일 헤더, CTU, 블록 등 중 적어도 하나를 전송할 수도 있다. 즉, TMVBitDepth는 레벨에서 정의된 MaxTMVBitDepth에 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 타일 헤더, CTU, 블록 등 중 적어도 하나에서 전송된 차이를 더한 값으로 설정될 수 있다. 이때, TMVBitDepth는 시간적 움직임 벡터가 메모리에 저장될 때 움직임 벡터의 비트 심도를 나타낸다.
도 29의 delta_bit_width_temporal_motion_vector_minus8는 시간적 움직임 벡터 성분의 비트 폭의 차이를 나타낸다. delta_bit_width_temporal_motion_vector_minus8이 존재하지 않을 경우, 0으로 유추되며, 시간적 움직임 벡터 성분의 비트 폭은 수학식 30과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 30]
TMVBitWidth = delta_bit_width_temporal_motion_vector_minus8 + MaxTMVBitWidth
또한, 도 30와 같이 레벨에 시간적 움직임 벡터 각각의 성분의 다이내믹 레인지를 정의할 수도 있다.
또한, 도 31 내지 도 33과 같이 레벨에 시간적 움직임 벡터 각각의 성분의 비트 폭을 정의할 수도 있다.
또한, 도 34과 같이 레벨에 시간적 움직임 벡터 Y 성분의 비트 폭을 정의할 수도 있다.
또한, 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지는 움직임 벡터의 제한에 대한 정보의 전송 없이 부호화 장치 및 복호화 장치에서 미리 약속한 고정된 값으로 정의되거나, 고정된 비트 심도의 형태로 저장될 수 있다.
TMVBitWidth를 부호화 장치와 복호화 장치에서 동일한 값으로 고정해서 사용하는 경우, TMVBitWidth는 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 등의 양의 정수일 수 있다. 이때, TMVBitWidth는 시간적 움직임 벡터가 메모리에 저장될 때 움직임 벡터의 비트 폭을 나타낸다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 절삭을 이용한 영상의 부호화 방법을 나타낸 순서도이다. 도 35를 참조하면, 영상 부호화 방법은 절삭 단계(S3510), 저장 단계(S3520) 및 부호화 단계(S3530)를 포함한다.
영상 부호화 장치 및/또는 복호화 장치는 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 소정의 다이내믹 레인지로 절삭한다(S3510). "I. 움직임 벡터 절삭 과정"을 통해 전술한 바와 같이, 다이내믹 레인지를 벗어난 움직임 벡터는 해당 다이내믹 레인지의 최소값 또는 최대값으로 표현될 수 있다. 따라서, "IV. 복호화 장치에서 시간적 움직임 벡터를 절삭하기 위한 정보 전송 방법"과 "V. 영상 코덱의 레벨을 통한 다이내믹 레인지의 정의"을 통해 전술한 바와 같이, 영상 코덱의 레벨 및/또는 시퀀스 파라미터 세트 등을 통해 비트 심도를 제한하거나, 영상 코덱의 레벨을 통해 다이내믹 레인지를 제한하여, 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 소정의 다이내믹 레인지로 절삭할 수 있다.
영상 부호화 장치 및/또는 복호화 장치는 "II. 움직임 벡터 저장 과정"을 통해 전술한 바와 같이, 절삭된 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 버퍼에 저장한다(S3520). 움직임 벡터는 복원된 영상과 함께 또는 따로 버퍼에 저장될 수 있다.
영상 부호화 장치는 저장된 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 이용하여 부호화 대상 블록의 움직임 벡터를 부호화한다(S3530). "III. 움직임 벡터 도출 과정"을 통해 전술한 바와 같이, 향상된 움직임 벡터 예측 방법에서는 부호화/복호화 대상 블록의 공간적 주변에 위치하는 복원 블록의 움직임 벡터뿐만 아니라, 참조 픽쳐 내에서 부호화/복호화 대상 블록과 동일한 위치 또는 대응되는 위치에 존재하는 블록의 움직임 벡터를 이용할 수 있다. 따라서, 부호화 대상 블록의 움직임 벡터는 부호화 대상 블록과 인접한 주변 블록의 움직임 벡터뿐만 아니라 참조 픽쳐의 움직임 벡터, 즉 시간적 움직임 벡터일 수도 있다.
한편, 참조 픽쳐의 움직임 벡터의 X 성분의 다이내믹 레인지와 Y 성분의 다이내믹 레인지는 서로 다르게 정의될 수 있으므로, 참조 픽쳐의 움직임 벡터의 각각의 성분은 각각의 다이내믹 레인지로 절삭될 수 있다.
또한, 참조 픽쳐의 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는 방법뿐만 아니라 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 압축하는 방법을 사용할 수도 있다. 여기서, 움직임 벡터의 압축은 전술한 움직임 벡터의 포멧 변경을 의미할 수 있다.
참조 픽쳐의 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하거나 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 압축하는 경우, 영상 코덱의 레벨 및/또는 시퀀스 파라미터 세트 등에 이를 나타내는 플래그와 이에 관한 파라미터를 정의할 수 있다.
또한, 메모리에 저장된 움직임 정보, 즉 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용하여, 움직임 벡터 예측, 향상된 움직임 벡터 예측, 움직임 정보 병합, 움직임 정보 병합 생략(merge skip) 등의 부호화 방법을 수행할 수도 있다.
도 36은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 절삭을 이용한 영상의 복호화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 36를 참조하면 영상 복호화 방법은 절삭 단계(S3610), 저장 단계(S3620), 도출 단계(S3630) 및 복호화 단계(S3640)를 포함한다.
도 36의 절삭 단계(S3610)와 저장 단계(S3620)는 전술한 "I. 움직임 벡터 절삭 과정"과 "II. 움직임 벡터 저장 과정"을 이용하는 도 35의 절삭 단계(S3510)와 저장 단계(S3520)와 유사하다. 또한, 도 36의 도출 단계(S3630)는 전술한 "III. 움직임 벡터 도출 과정"을 이용하며, 도 35의 부호화 단계(S3530)와 대칭적이다. 따라서, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
영상 복호화 장치는 복호화 대상 블록의 움직임 벡터를 이용하여 인터 예측 복호화를 수행한다(S3640). 영상 복호화 장치는 움직임 벡터의 다이내믹 레인지 제한 방법, 움직임 벡터의 공간 해상도 감소 방법, 움직임 벡터의 양자화 방법, 움직임 벡터의 표현 해상도 감소 방법 중 적어도 하나 이상을 사용하여 움직임 벡터를 메모리에 저장하고, 저장된 움직임 벡터를 복호화 대상 블록의 움직임 벡터 예측 및 움직임 정보 병합에 이용할 수 있다.
또한, 메모리에 저장된 움직임 정보, 즉 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용하여, 움직임 벡터 예측, 향상된 움직임 벡터 예측, 움직임 정보 병합, 움직임 정보 병합 생략(merge skip) 등의 복호화 방법을 수행할 수도 있다.
상술한 실시예에서 현재 블록의 움직임 벡터가 라인 버퍼/메모리에 저장될 경우, 해당 움직임 벡터에 대한 보정을 수행하기 전의 움직임 벡터가 라인 버퍼/메모리에 저장될 수 있다. 여기서, 상기 움직임 벡터를 보정 전 움직임 벡터라고 할 수 있다. 즉, 현재 블록의 움직임 보상 과정 전에 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 후보 리스트, 부블록 단위 머지 후보 리스트에서 결정된 움직임 벡터가 저장될 수 있다. 상기 보정은 부호화기/복호화기에서 움직임 보상 과정 내 혹은 움직임 보상 과정 전에 일정한 규칙에 의해 움직임 벡터 값이 변경될 수 있는 것을 의미할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서 현재 블록의 움직임 벡터가 시간적 움직임 벡터 버퍼/메모리에 저장될 경우, 해당 움직임 벡터에 대한 보정을 수행한 후의 움직임 벡터가 시간적 움직임 벡터 버퍼/메모리에 저장될 수 있다. 여기서, 상기 움직임 벡터를 보정 후 움직임 벡터라고 할 수 있다. 즉, 현재 블록의 움직임 보상 과정 내 혹은 움직임 보상 과정 전에 보정된 움직임 벡터가 저장될 수 있다.
현재 블록이 블록 벡터를 사용하여, 현재 영상 내의 복원된 영역을 예측 블록으로 사용하는 화면 내 블록 복사(intra block copy) 모드인 경우, 상기 현재 블록의 블록 벡터에 대해 상기 움직임 벡터에 대한 실시예들 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 즉, 상술한 실시예에서 움직임 벡터를 블록 벡터로 대체한 실시예를 블록의 모드가 화면 내 블록 복사 모드인 경우에 적용할 수 있다.
참조 픽쳐의 움직임 정보를 저장하기 위해 필요한 메모리를 감소시키기 위해서, 특정 픽쳐의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 이때, 저장된 특정 픽쳐의 움직임 정보가 현재 픽쳐/슬라이스/타일 내 블록의 움직임 벡터 후보 리스트 생성 및 머지 후보 리스트 생성 등의 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 사용하는 과정 중 적어도 하나에서 사용될 수 있다.
상기 특정 픽쳐는 대응 위치 픽쳐를 의미할 수 있다. 즉, 상기 대응 위치 픽쳐의 움직임 정보가 차후 부호화/복호화되는 픽쳐의 화면 간 예측 등 움직임 정보를 이용하는 부호화/복호화 과정에서 사용될 수 있다. 여기서, 특정 픽쳐는 특정 참조 픽쳐를 의미할 수 있다. 여기서, 참조 픽쳐의 움직임 정보는 시간적 움직임 정보를 의미할 수 있다. 또한, 참조 픽쳐의 움직임 벡터는 시간적 움직임 벡터를 의미할 수 있다. 상기 화면 간 예측 등 움직임 정보를 이용하는 부호화/복호화 과정은 시간적 움직임 벡터를 사용하는 부호화/복호화 과정 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
현재 픽쳐/슬라이스/타일에 대한 상기 특정 픽쳐는 각 참조 픽쳐 리스트 별로 적어도 하나의 픽쳐일 수 있다. 또한, 현재 픽쳐/슬라이스/타일에 대한 상기 특정 픽쳐는 다수의 참조 픽쳐 리스트에 대해 적어도 하나의 픽쳐일 수 있다.
상기 특정 픽쳐의 움직임 정보를 저장하기 위해, 픽쳐, 슬라이스, 타일, CTU, 블록 단위 중 적어도 하나의 단위에서 해당 픽쳐, 슬라이스, 타일, CTU, 블록 단위 중 적어도 하나의 움직임 정보가 저장되는지에 대한 움직임 정보 저장 지시자를 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 상기 움직임 정보 저장 지시자는 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 타일 헤더, CTU 단위, 블록 단위 중 적어도 하나에서 시그널링될 수 있다. 상기 움직임 정보 저장 지시자는 상위 레벨 구문 요소(high level syntax element)를 이용하여 시그널링될 수 있다.
도 37의 예와 같이, 현재 픽쳐의 움직임 정보가 차후 부호화/복호화되는 픽쳐의 부호화/복호화 시에 사용될 수 있도록, 현재 픽쳐의 픽쳐 파라미터 세트에서 움직임 정보가 저장됨을 지시하는 움직임 정보 저장 지시자 (motion_info_stored_flag)를 시그널링할 수 있다.
예를 들어, 움직임 정보 저장 지시자가 제1 값인 경우 해당 단위에서 움직임 정보가 저장되는 것을 의미할 수 있고, 제2 값인 경우 해당 단위에서 움직임 정보가 저장되지 않는 것을 의미할 수 있다. 여기서, 제1 값은 1을 의미할 수 있고, 제2 값은 0을 의미할 수 있다. 상기 움직임 정보 지시자는 현재 픽쳐, 슬라이스, 타일 중 적어도 하나의 타입이 B, P인 경우에 시그널링될 수 있고, 현재 픽쳐, 슬라이스, 타일 중 적어도 하나의 타입이 I인 경우 시그널링되지 않을 수 있고, 제2 값으로 유추될 수 있다.
상기 움직임 정보 저장 지시자가 제1 값인 경우, 해당 픽쳐는 차후 부호화/복호화되는 픽쳐의 대응 위치 픽쳐로 사용될 수 있다. 또한, 상기 움직임 정보 저장 지시자가 제2 값인 경우, 해당 픽쳐는 차후 부호화/복호화되는 픽쳐의 대응 위치 픽쳐로 사용될 수 없다.
도 38의 예와 같이, 차후 부호화/복호화되는 픽쳐에서는 대응 위치 방향 정보 (collocated_from_l0_flag) 및 대응 위치 픽쳐 색인 (collocated_ref_idx) 중 적어도 하나를 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 타일 헤더, CTU 단위, 블록 단위 중 적어도 하나에서 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 여기서, 대응 위치 방향 정보는 대응 위치 픽쳐가 L0 참조 픽쳐 리스트에 존재하는지, L1 참조 픽쳐 리스트에 존재하는지를 의미할 수 있고, 대응 위치 픽쳐 색인은 해당 참조 픽쳐 리스트 내에서 대응 위치 픽쳐를 지시하는 색인을 의미할 수 있다. 상기 대응 위치 픽쳐 색인은 현재 픽쳐, 슬라이스, 타일 중 적어도 하나의 타입이 B, P인 경우에 시그널링될 수 있고, 현재 픽쳐, 슬라이스, 타일 중 적어도 하나의 타입이 I인 경우 시그널링되지 않을 수 있고, 0의 값으로 유추될 수 있다.
도 38에서, slice_type은 슬라이스 타입이 I, B, P 중에 어떤 타입인지를 의미하고, num_ref_idx_l0_active_minus1 및 num_ref_idx_l1_active_minus1는 L0 및 L1 참조 픽쳐 리스트 내에서 각각의 참조 픽쳐 수를 의미할 수 있다.
이때, 상기 움직임 정보 저장 지시자가 제1 값인 픽쳐들로 L0 방향 및 L1 방향 각각에 대한 대응 위치 픽쳐 리스트를 구성하고, 해당 리스트에서 대응 위치 픽쳐로 사용되는 픽쳐를 지시하기 위해 대응 위치 픽쳐 색인을 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 이때, 상기 대응 위치 픽쳐 색인은 상기 차후 부호화/복호화되는 픽쳐에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 여기서, 상기 움직임 정보 저장 지시자가 제1 값인 픽쳐들로 구성된 리스트를 대응 위치 픽쳐 리스트라고 할 수 있다.
또한, 상기 움직임 정보 저장 지시자가 제1 값인 픽쳐들로 하나의 대응 위치 픽쳐 리스트를 구성하고, 대응 위치 방향 정보에 대한 엔트로피 부호화/복호화를 수행하지 않고, 대응 위치 픽쳐 색인을 엔트로피 부호화/복호화하여 해당 리스트에서 대응 위치 픽쳐로 사용되는 픽쳐를 지시할 수 있다.
또한, 상기 대응 위치 픽쳐 색인은 대응 위치 픽쳐 리스트 내 픽쳐가 적어도 하나가 존재할 경우에 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
또한, 상기 대응 위치 픽쳐를 적어도 하나 이상으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 다수 개의 대응 위치 픽쳐가 차후 부호화/복호화되는 픽쳐의 부호화/복호화 시에 사용될 수 있다. 이때, 하나의 픽쳐에서 대응 위치 픽쳐 색인은 적어도 하나 이상 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
상기 대응 위치 픽쳐 리스트를 구성하기 전에 움직임 정보 저장 지시자가 제1 값인 픽쳐들을 식별할 수 있다.
상기 구성된 대응 위치 픽쳐 리스트 내에서 대응 위치 픽쳐의 순서를 정렬할 수 있다. 이때, 대응 위치 픽쳐 POC 값과 현재 픽쳐의 POC 값 차이의 절대값이 작은 순서대로 리스트 내 순서를 정렬할 수 있다. 또한, 대응 위치 픽쳐 POC 값과 현재 픽쳐의 POC 값 차이의 절대값이 큰 순서대로 리스트 내 순서를 정렬할 수 있다.
상기 상기 움직임 정보 저장 지시자가 제2 값인 픽쳐들로는 대응 위치 픽쳐 리스트를 구성하지 않을 수 있다.
도 39는 움직임 정보 저장 지시자가 사용되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 39의 예와 같이, 각 픽쳐마다 움직임 정보 저장 지시자를 시그널링할 수 있다. 이때, 움직임 정보 저장 지시자가 제1 값인 1을 지시할 경우, 해당 픽쳐의 움직임 정보는 저장될 수 있다. 움직임 정보가 저장된 픽쳐들로 대응 위치 픽쳐 리스트를 구성할 수 있으며, 해당 대응 위치 픽쳐 리스트 내에 픽쳐가 적어도 하나 이상 존재할 경우 대응 위치 픽쳐 색인을 시그널링할 수 있다. 대응 위치 픽쳐 리스트 내에 픽쳐가 다수 존재할 경우, 다수의 픽쳐 중 대응 위치 픽쳐로 선택된 픽쳐에 대한 대응 위치 픽쳐 색인을 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
도 39에서는 대응 위치 픽쳐 리스트가 하나인 것만 나타냈지만, 이에 한정되지 않고 적어도 하나 이상의 대응 위치 픽쳐 리스트가 사용될 수 있다. 또한, 대응 위치 픽쳐 리스트는 참조 픽쳐 리스트의 개수와 동일한 개수가 사용될 수 있다. 또한, 대응 위치 픽쳐 리스트가 2개 이상 사용될 경우 대응 위치 방향 정보를 엔트로피 부호화/복호화하여 어떤 대응 위치 픽쳐 리스트가 사용되는지에 대해 지시할 수 있다. 이때, 대응 위치 픽쳐 리스트가 3개 이상 사용될 경우, 대응 위치 방향 정보는 플래그 형태가 아닌 인덱스 형태로 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
상기 대응 위치 픽쳐 리스트에 포함되는 픽쳐 수를 의미하는 대응 위치 픽쳐 수 정보는 부호화기에서 복호화기로 시그널링될 수 있고, 부호화기 및 복호화기에서 기설정된 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 대응 위치 픽쳐 수는 부호화기 및 복호화기에서 N개만큼 고정되어 사용될 수 있다. 여기서, N은 0을 포함한 양의 정수일 수 있다. 또한, 상기 대응 위치 픽쳐 리스트에 새로운 대응 위치 픽쳐가 추가될 경우, 가장 먼저 추가된 대응 위치 픽쳐가 리스트에서 삭제되고 새로운 대응 위치 픽쳐가 리스트에 추가될 수 있다. 상기 대응 위치 픽쳐 리스트는 FIFO (First in first out) 방식으로 관리될 수 있다. 또한, 상기 대응 위치 픽쳐 리스트에 가장 먼저 추가된 대응 위치 픽쳐는 값이 가장 큰 색인으로 할당될 수 있고, 가장 나중에 추가된 대응 위치 픽쳐는 값이 가장 작은 색인으로 할당될 수 있다. 반대로, 상기 대응 위치 픽쳐 리스트에 가장 먼저 추가된 대응 위치 픽쳐는 값이 가장 작은 색인으로 할당될 수 있고, 가장 나중에 추가된 대응 위치 픽쳐는 값이 가장 큰 색인으로 할당될 수 있다.
도 40은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 부호화/복호화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 40을 참조하면 영상 부호화/복호화 방법은 움직임 정보 저장 지시자의 엔트로피 부호화/복호화 단계(S4010), 대응 위치 픽쳐 리스트의 구성/정렬 단계(S4020), 대응 위치 픽쳐 색인의 엔트로피 부호화/복호화 단계(S4030) 및 대응 위치 픽쳐의 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상 수행 단계(S4040)를 포함한다.
도 40의 움직임 정보 저장 지시자의 엔트로피 부호화/복호화 단계(S4010)에서는 상기 실시예 중 적어도 하나에 따라 각 픽쳐마다 움직임 정보 저장 지시자를 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
대응 위치 픽쳐 리스트의 구성/정렬 단계(S4020)는 상기 실시예 중 적어도 하나에 따라 대응 위치 픽쳐 리스트를 구성할 수 있고, 대응 위치 픽쳐 리스트 내 픽쳐의 정렬이 필요할 경우 정렬할 수 있다.
대응 위치 픽쳐 색인의 엔트로피 부호화/복호화 단계(S4030)는 상기 실시예 중 적어도 하나에 따라 대응 위치 픽쳐 색인을 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
대응 위치 픽쳐의 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상 수행 단계(S4040)에서는 상기 실시예 중 적어도 하나에 따라 대응 위치 픽쳐의 움직임 벡터를 이용하여 움직임 벡터 후보 리스트 혹은 머지 후보 리스트를 구성하거나, 대응 위치 픽쳐의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행할 수 있다.
도 41의 예와 같이, 특정 참조 픽쳐가 현재 픽쳐에서 사용되는지에 대한 정보와 특정 참조 픽쳐의 움직임 정보가 현재 픽쳐에서 사용되는지에 대한 정보가 함께 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 즉, 하나의 구문 요소로 특정 참조 픽쳐가 현재 픽쳐에서 사용되는지에 대한 정보와 특정 참조 픽쳐의 움직임 정보가 현재 픽쳐에서 사용되는지에 대한 정보를 시그널링할 수 있다.
도 41에서 본 발명과 관련된 정보에 대해서 설명하면, used_by_curr_pic_flag[ j ]는 제1 값인 1인 경우 현재 픽쳐에서 j번째 참조 픽쳐를 사용하고 해당 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용한다는 것을 의미할 수 있으며, 제2 값인 0인 경우 현재 픽쳐에서 j번째 참조 픽쳐를 사용하지 않고 해당 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용하지 않는다는 것을 의미할 수 있다.
마찬가지로, used_by_curr_pic_s0_flag[ i ]는 제1 값인 1인 경우 현재 픽쳐에서 i번째 참조 픽쳐를 사용하고 해당 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용한다는 것을 의미할 수 있으며, 제2 값인 0인 경우 현재 픽쳐에서 i번째 참조 픽쳐를 사용하지 않고 해당 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용하지 않는다는 것을 의미할 수 있다.
또한, used_by_curr_pic_s1_flag[ i ]는 제1 값인 1인 경우 현재 픽쳐에서 i번째 참조 픽쳐를 사용하고 해당 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용한다는 것을 의미할 수 있으며, 제2 값인 0인 경우 현재 픽쳐에서 i번째 참조 픽쳐를 사용하지 않고 해당 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용하지 않는다는 것을 의미할 수 있다.
여기서, 참조 픽쳐의 마킹(marking), 구성(construction), 관리(management) 중 적어도 하나의 과정은 참조 픽쳐의 움직임 정보에도 동일하게 적용될 수 있다.
예를 들어, 특정 참조 픽쳐가 현재 픽쳐에서 사용되지 않는 것으로 마킹될 경우에, 참조 픽쳐의 움직임 정보도 현재 픽쳐에서 사용되지 않는 것으로 마킹될 수 있다.
예를 들어, 특정 참조 픽쳐가 현재 픽쳐에서 사용되는 것으로 마킹될 경우에, 참조 픽쳐의 움직임 정보도 현재 픽쳐에서 사용되는 것으로 마킹될 수 있다.
예를 들어, 특정 참조 픽쳐가 참조 픽쳐 리스트로 구성될 경우에 구성되는 방식에 따라 참조 픽쳐의 움직임 정보도 참조 픽쳐 리스트 혹은 대응 위치 픽쳐 리스트로 구성될 수 있다.
예를 들어, 특정 참조 픽쳐가 참조 픽쳐 리스트 내에서 순서가 변경될 경우에 변경되는 방식에 따라 참조 픽쳐의 움직임 정보도 참조 픽쳐 리스트 혹은 대응 위치 픽쳐 리스트 내에서 순서가 변경될 수 있다.
도 42의 예와 같이, 특정 참조 픽쳐가 현재 픽쳐에서 사용되는지에 대한 정보와 특정 참조 픽쳐의 움직임 정보가 현재 픽쳐에서 사용되는지에 대한 정보가 별도로 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 즉, 서로 다른 구문 요소로 특정 참조 픽쳐가 현재 픽쳐에서 사용되는지에 대한 정보와 특정 참조 픽쳐의 움직임 정보가 현재 픽쳐에서 사용되는지에 대한 정보를 시그널링할 수 있다.
도 42에서 본 발명과 관련된 정보에 대해서 설명하면, motion_used_by_curr_pic_flag[ j ]는 제1 값인 1인 경우 현재 픽쳐에서 j번째 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용한다는 것을 의미할 수 있으며, 제2 값인 0인 경우 현재 픽쳐에서 j번째 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용하지 않는다는 것을 의미할 수 있다.
마찬가지로, motion_used_by_curr_pic_s0_flag[ i ]는 제1 값인 1인 경우 현재 픽쳐에서 i번째 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용한다는 것을 의미할 수 있으며, 제2 값인 0인 경우 현재 픽쳐에서 i번째 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용하지 않는다는 것을 의미할 수 있다.
또한, motion_used_by_curr_pic_s1_flag[ i ]는 제1 값인 1인 경우 현재 픽쳐에서 i번째 참조 픽쳐의 움직임 정보를 사용한다는 것을 의미할 수 있으며, 제2 값인 0인 경우 현재 픽쳐에서 i번째 픽쳐의 움직임 정보를 사용하지 않는다는 것을 의미할 수 있다.
여기서, 참조 픽쳐의 마킹(marking), 구성(construction), 관리(management) 중 적어도 하나의 과정은 참조 픽쳐의 움직임 정보와 별도로 적용될 수 있다.
예를 들어, 특정 참조 픽쳐가 현재 픽쳐에서 사용되지 않는 것으로 마킹될 경우에, 참조 픽쳐의 움직임 정보는 현재 픽쳐에서 사용되는 것으로 마킹되거나, 현재 픽쳐에서 사용되지 않는 것으로 마킹될 수 있다.
예를 들어, 특정 참조 픽쳐가 현재 픽쳐에서 사용되는 것으로 마킹될 경우에, 참조 픽쳐의 움직임 정보는 현재 픽쳐에서 사용되는 것으로 마킹되거나, 현재 픽쳐에서 사용되지 않는 것으로 마킹될 수 있다.
예를 들어, 특정 참조 픽쳐가 참조 픽쳐 리스트로 구성될 경우에 참조 픽쳐의 움직임 정보도 참조 픽쳐 리스트 혹은 대응 위치 픽쳐 리스트로 구성되거나 구성되지 않을 수 있다.
또한, 특정 참조 픽쳐가 참조 픽쳐 리스트 내에서 순서가 변경될 경우, 참조 픽쳐의 움직임 정보는 참조 픽쳐 리스트 혹은 대응 위치 픽쳐 리스트 내에서 순서가 변경될 수 있고 변경되지 않을 수 있다.
상기 참조 픽쳐가 숏텀(short-term) 참조 픽쳐일 경우, 참조 픽쳐의 움직임 정보가 저장될 수 있다. 또한, 참조 픽쳐가 롱텀(long-term) 참조 픽쳐일 경우, 참조 픽쳐의 움직임 정보가 저장되지 않을 수 있다.
상기 움직임 정보 저장 지시자의 시그널링 없이, 부호화기/복호화기에서 특정 매개변수의 값에 따라 특정 픽쳐의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 여기서, 특정 픽쳐의 움직임 정보가 저장되면, 차후 부호화/복호화되는 픽쳐에서 해당 특정 픽쳐의 움직임 정보를 사용할 수 있다.
예를 들어, 특정 픽쳐의 시간적 계층 지시자(temporal layer ID)가 M보다 작을 경우, 해당 특정 픽쳐의 움직임 정보는 저장될 수 있다. 여기서, M은 0을 포함한 양의 정수일 수 있다.
예를 들어, 특정 픽쳐의 POC(Picture Order Count)와 현재 픽쳐의 POC 차이의 절대값이 J보다 작을 경우, 해당 특정 픽쳐의 움직임 정보는 저장될 수 있다. 여기서, J는 0을 포함한 양의 정수일 수 있다.
상기 움직임 정보 저장 지시자의 시그널링 없이, 특정 픽쳐가 L0 및 L1 방향 참조 픽쳐 리스트 중 적어도 하나에 포함될 때, 상기 특정 픽쳐의 움직임 정보는 저장될 수 있다.
현재 영상에서 움직임 정보를 저장할 때 소정의 움직임 벡터의 정확도(precision)대로 저장하기 위해, 움직임 벡터 정확도 정보를 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 상기 움직임 벡터 정확도 정보는 움직임 벡터가 정수 화소 단위, 2 정수 화소 단위, 4 정수 화소 단위, 1/2화소 단위, 1/4화소 단위, 1/8화소 단위, 1/16화소 단위 등 중 적어도 하나의 단위로 저장되는 것을 지시할 수 있다. 여기서, 상기 화소 단위뿐만 아니라, N화소 단위 혹은 1/N화소 단위로 움직임 벡터 정확도를 가질 수 있다. 여기서, N은 양의 정수일 수 있다. 부호화기/복호화기에서는 상기 움직임 벡터 정확도 정보에 따라 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 움직임 벡터 정확도 정보는 상기 움직임 정보 저장 지시자가 제1 값일 경우에 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 상기 움직임 벡터 정확도는 플래그 형태 혹은 인덱스 형태로 엔트로피 부호화/복호화될 수 있으며, 부호화기/복호화기에서 기설정된 여러 단위 중에 몇 개의 선택된 단위에 대해 플래그 형태 혹은 인덱스 형태로 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
상기 실시예에서의 부호화기 및 복호화기는 움직임 정보 저장 지시자가 제1 값인 픽쳐들에 대해서만 대응 위치 픽쳐로 결정하여 부호화/복호화 과정에서 사용할 수 있다.
상기 실시예에서 상기 차후 부호화/복호화되는 픽쳐가 현재 픽쳐일 경우, 상기 현재 픽쳐는 이전에 부호화/복호화된 픽쳐라고 할 수 있다.
상기 실시예에서 참조 픽쳐의 L0 움직임 정보와 L1 움직임 정보가 모두 저장될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 L0 움직임 정보만 저장되거나, L1 움직임 정보만 저장될 수도 있다.
상기 실시예에서 참조 픽쳐의 L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보뿐만 아니라, 제1 L0 움직임 정보, 제2 L0 움직임 정보, 제1 L1 움직임 정보, 제2 L1 움직임 정보, L2 움직임 정보, L3 움직임 정보 등 중 적어도 7개 이상의 움직임 정보가 저장될 수 있다. 이때, 제1 L0 움직임 정보, 제1 L1 움직임 정보는 특정 블록의 기본적인 움직임 정보일 수 있고, 제2 L0 움직임 정보, 제2 L1 움직임 정보, L2 움직임 정보, L3 움직임 정보는 특정 블록의 기본적인 움직임 정보에 추가적인 움직임 정보일 수 있다. 예를 들어, 추가적인 움직임 정보는 해당 특정 블록의 주변 움직임 정보 혹은 움직임 보상에 추가로 사용된 움직임 정보일 수 있다.
상기 실시예에서 대응 위치 픽쳐는 픽쳐 단위로 움직임 정보가 저장되는 것으로 설명했지만, 이에 한정되지 않고 픽쳐, 슬라이스, 타일, CTU, 블록 단위 중 적어도 하나의 단위에서 움직임 정보가 저장될 수 있다.
도 43은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 43을 참조하면, 영상 복호화 장치는 시간적 움직임 버퍼에서 현재 블록의 참조 픽쳐에 포함된 대응 위치 블록의 움직임 벡터를 획득할 수 있다(S4301).
그리고, 영상 복호화 장치는 S4301단계에서 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경할 수 있다(S4302).
S4302단계에서, 획득된 움직임 벡터의 포멧을 비트 심도가 증가된 포멧으로 변경할 수 있다.
그리고, S4302단계에서, 획득된 움직임 벡터의 포멧을 기 설정된 포멧으로 변경할 수 있다. 여기서, 기설정된 포멧은 부호를 포함한 고정 비트 포멧일 수 있다. 일 예로, 기설정된 포멧은 부호를 포함한 18 비트 포멧일 수 있다.
한편, 획득된 움직임 벡터의 포멧은 부동 소수점 포멧일 수 있다. 일 예로, 시간적 움직임 버퍼에서 획득된 움직임 벡터는 10비트 부동 소수점 포멧(또는 6비트 가수 4비트 기수 포멧)일 수 있다.
그리고, 영상 복호화 장치는 S4302단계에서 포멧이 변경된 움직임 벡터를 현재 블록의 시간적 움직임 벡터로 유도할 수 있다(S4303).
한편, 영상 복호화 장치는 S4303 단계 이후, 유도된 시간적 움직임 벡터를 스케일링하는 단계 및 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는 단계를 더 수행할 수 있다.
여기서, 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는 단계는 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 고정된 비트 심도로 제한할 수 있다. 일 예로, 상기 고정된 비트 심도는 18 비트일 수 있다.
이상 도 43을 기초하여 영상 복호화 방법을 설명하였다. 본 발명의 영상 부호화 방법도 도 43에서 설명한 영상 복호화 방법과 유사하게 설명될 수 있으므로, 중복 설명은 생략한다.
본 발명의 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림은 컴퓨터 판독가능한 비일시적 기록 매체에 일시적으로 저장될 수 있으며, 상술한 영상 복호화 방법에 의해 복호화될 수 있다.
상기의 실시예들은 부호화기 및 복호화기에서 같은 방법으로 수행될 수 있다.
상기 실시예들 중 적어도 하나 혹은 적어도 하나의 조합을 이용해서 영상을 부호화/복호화할 수 있다.
상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 상이할 수 있고, 상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 동일할 수 있다.
휘도 및 색차 신호 각각에 대하여 상기 실시예를 수행할 수 있고, 휘도 및 색차 신호에 대한 상기 실시예를 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 블록의 형태는 정방형(square) 형태 혹은 비정방형(non-square) 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 부호화 블록, 예측 블록, 변환 블록, 블록, 현재 블록, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛, 유닛, 현재 유닛 중 적어도 하나의 크기에 따라 적용될 수 있다. 여기서의 크기는 상기 실시예들이 적용되기 위해 최소 크기 및/또는 최대 크기로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 고정 크기로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예들은 제1 크기에서는 제1의 실시예가 적용될 수도 있고, 제2 크기에서는 제2의 실시예가 적용될 수도 있다. 즉, 상시 실시예들은 크기에 따라 복합적으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예들은 최소 크기 이상 및 최대 크기 이하일 경우에만 적용될 수도 있다. 즉, 상기 실시예들을 블록 크기가 일정한 범위 내에 포함될 경우에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 8x8 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 4x4일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이상이고 64x64 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 시간적 계층(temporal layer)에 따라 적용될 수 있다. 상기 실시예들이 적용 가능한 시간적 계층을 식별하기 위해 별도의 식별자(identifier)가 시그널링되고, 해당 식별자에 의해 특정된 시간적 계층에 대해서 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 여기서의 식별자는 상기 실시예가 적용 가능한 최하위 계층 및/또는 최상위 계층으로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 특정 계층을 지시하는 것으로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예가 적용되는 고정된 시간적 계층이 정의될 수도 있다.
예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최하위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층 식별자가 1 이상인 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최상위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 슬라이스 종류(slice type) 혹은 타일 그룹 종류가 정의되고, 해당 슬라이스 종류 혹은 타일 그룹 종류에 따라 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화하는 장치에 이용될 수 있다.

Claims (17)

  1. 시간적 움직임 버퍼에서 현재 블록의 참조 픽쳐에 포함된 대응 위치 블록의 움직임 벡터를 획득하는 단계;
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계; 및
    상기 포멧이 변경된 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 시간적 움직임 벡터로 유도하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계는,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 비트 심도가 증가된 포멧으로 변경하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계는,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 기 설정된 포멧으로 변경하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧은 부동 소수점 포멧인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계는,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 부호를 포함한 고정 비트 포멧인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유도된 시간적 움직임 벡터를 스케일링하는 단계; 및
    상기 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는 단계를 더 포함하는 영상 복호화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는 단계는,
    상기 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 고정된 비트 심도로 제한하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고정된 비트 심도는,
    18 비트인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  9. 시간적 움직임 버퍼에서 현재 블록의 참조 픽쳐에 포함된 대응 위치 블록의 움직임 벡터를 획득하는 단계;
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계; 및
    상기 포멧이 변경된 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 시간적 움직임 벡터로 유도하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계는,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 비트 심도가 증가된 포멧으로 변경하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계는,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 기 설정된 포멧으로 변경하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧은 부동 소수점 포멧인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 변경하는 단계는,
    상기 획득된 움직임 벡터의 포멧을 부호를 포함한 고정 비트 포멧인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 유도된 시간적 움직임 벡터를 스케일링하는 단계; 및
    상기 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는 단계를 더 포함하는 영상 부호화 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 제한하는 단계는,
    상기 스케일링된 시간적 움직임 벡터의 다이내믹 레인지를 고정된 비트 심도로 제한하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 고정된 비트 심도는,
    18 비트인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  17. 영상 복호화 장치에 의해 복호화되는 비트스트림을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 비일시적 기록매체에 있어서,
    상기 비트스트림은 현재 블록의 참조 픽쳐 중 시간적 움직임 벡터를 유도하기 위한 대응 위치 픽쳐를 지시하는 인덱스 정보를 포함하고,
    상기 인덱스 정보를 이용하여 상기 영상 복호화 장치는 상기 현재 블록의 대응 위치 블록을 포함하는 대응 위치 픽쳐를 획득하고,
    상기 시간적 움직임 벡터는, 상기 대응 위치 블록의 움직임 벡터의 포멧을 변경하여 유도되는 것을 특징으로 하는 기록매체.
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