WO2020071829A1 - 히스토리 기반 영상 코딩 방법 및 그 장치 - Google Patents

히스토리 기반 영상 코딩 방법 및 그 장치

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WO2020071829A1
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hmvp
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tile
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PCT/KR2019/012991
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박내리
김승환
남정학
임재현
장형문
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present technology relates to image coding, and more particularly, to a history-based image coding method and apparatus.
  • VR Virtual Reality
  • AR Artificial Realtiy
  • holograms video / video having video characteristics different from reality videos such as game videos.
  • the broadcast for is increasing.
  • a high-efficiency video / video compression technology is required to effectively compress, transmit, store, and reproduce information of a high-resolution, high-quality video / video having various characteristics as described above.
  • the technical problem of this document is to provide a method and apparatus for improving image coding efficiency.
  • Another technical task of this document is to provide an efficient inter prediction method and apparatus.
  • Another technical task of this document is to provide a method and apparatus for deriving a history-based motion vector.
  • Another technical task of this document is to provide a method and apparatus for efficiently deriving a history-based motion vector prediction (HMVP) candidate.
  • HMVP motion vector prediction
  • Another technical task of this document is to provide a method and apparatus for efficiently updating the HMVP buffer.
  • Another technical problem of this document is to provide a method and apparatus for efficiently initializing the HMVP buffer.
  • an image decoding method performed by a decoding apparatus includes deriving a history-based motion vector prediction (HMVP) buffer for a current block, constructing a motion information candidate list based on HMVP candidates included in the HMVP buffer, and based on the motion information candidate list Deriving motion information of the current block, generating prediction samples for the current block based on the motion information, and generating reconstruction samples based on the prediction samples, wherein one or more tiles are included in the current picture.
  • HMVP buffer is initialized at the first CTU of the CTU row containing the current block in the current tile.
  • a decoding apparatus for performing image decoding.
  • the decoding apparatus derives a history-based motion vector prediction (HMVP) buffer for the current block, constructs a motion information candidate list based on HMVP candidates included in the HMVP buffer, and based on the motion information candidate list It includes a prediction unit for deriving motion information of a current block, generating prediction samples for the current block based on the motion information, and an adding unit for generating reconstruction samples based on the prediction samples, one in the current picture
  • HMVP buffer is initialized in the first CTU of the CTU row including the current block in the current tile.
  • an image encoding method performed by an encoding device includes deriving a history-based motion vector prediction (HMVP) buffer for a current block, constructing a motion information candidate list based on HMVP candidates included in the HMVP buffer, and based on the motion information candidate list Deriving motion information of the current block, generating prediction samples for the current block based on the motion information, deriving residual samples based on the prediction samples, and the residual samples Encoding image information including information about, wherein at least one tile is present in the current picture, and the HMVP buffer is initialized at the first CTU of the CTU row including the current block in the current tile. do.
  • HMVP history-based motion vector prediction
  • an encoding apparatus for performing image encoding.
  • the encoding device derives a history-based motion vector prediction (HMVP) buffer for the current block, constructs a motion information candidate list based on HMVP candidates included in the HMVP buffer, and based on the motion information candidate list
  • HMVP motion vector prediction
  • a prediction unit that derives motion information of a current block and generates prediction samples for the current block based on the motion information
  • a residual processing unit that derives residual samples based on the prediction samples
  • It includes an entropy encoding unit for encoding image information including information about, but there is one or more tiles in the current picture
  • the HMVP buffer is initialized in the first CTU of the CTU row including the current block in the current tile. It is characterized by.
  • a digital storage medium in which image data including encoded image information generated according to an image encoding method performed by an encoding apparatus is stored.
  • a digital storage medium in which image data including encoded image information causing the image decoding method to be performed by the decoding apparatus is stored.
  • overall image / video compression efficiency may be improved.
  • parallel processing may be supported through efficient HMVP buffer management.
  • a motion vector for inter prediction can be efficiently derived.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video / image coding system to which embodiments of the present document can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video / video encoding apparatus to which embodiments of the present document can be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video / video decoding apparatus to which embodiments of the present document can be applied.
  • FIG. 4 shows an example of a video / video encoding method based on inter prediction.
  • FIG. 5 shows an example of a video / video decoding method based on inter prediction.
  • 6 exemplarily shows an inter prediction procedure.
  • FIG. 7 exemplarily shows spatial peripheral blocks used for deriving motion information candidates in the conventional merge or AMVP mode.
  • Wavefront Parallel Processing exemplarily shows one of the techniques for parallel processing, Wavefront Parallel Processing (WPP).
  • WPP Wavefront Parallel Processing
  • HMVP buffer history management buffer
  • 15 exemplarily shows another HMVP buffer management method according to another embodiment.
  • 16 exemplarily shows an HMVP buffer initialization method in a tile structure.
  • FIG. 17 shows an example of an HMVP buffer initialization method for a first CTU of a tile according to another embodiment.
  • FIG. 18 shows an example of an HMVP management buffer initialization method for a first CTU in a CTU row in each tile according to another embodiment.
  • FIG. 19 shows an example of a structure in which a tile and a slice exist simultaneously.
  • FIG. 20 shows an example of a method of initializing the HMVP buffer for the first CTU in each tile.
  • 21 shows an example of a method of initializing an HMVP buffer for each slice in a tile.
  • FIG. 22 shows an example of initializing the HMVP buffer for the first CTU of the first tile in a tile group.
  • FIG. 23 shows an example of initializing the HMVP buffer for the first CTU of each tile in a tile group.
  • FIG. 24 shows an example of initializing an HMVP buffer for a CTU row of each tile in a tile group.
  • 25 and 26 schematically show an example of a video / video encoding method and related components including an inter prediction method according to embodiment (s) of the present document.
  • FIGS. 27 and 28 schematically show an example of an image decoding method and related components including an inter prediction method according to an embodiment of the present document.
  • FIG 29 shows an example of a content streaming system to which the embodiments disclosed in this document can be applied.
  • each component in the drawings described in this document is independently shown for convenience of description of different characteristic functions, and does not mean that each component is implemented with separate hardware or separate software.
  • two or more components of each component may be combined to form one component, or one component may be divided into a plurality of components.
  • Embodiments in which each configuration is integrated and / or separated are also included in the scope of the present disclosure without departing from the essence of the methods disclosed herein.
  • This document is about video / video coding.
  • the methods / embodiments disclosed in this document can be applied to methods disclosed in the versatile video coding (VVC) standard.
  • the method / embodiment disclosed in this document may include an EVC (essential video coding) standard, AV1 (AOMedia Video 1) standard, AVS2 (2nd generation of audio video coding standard) or next-generation video / video coding standard (ex. H.267 or H.268, etc.).
  • video may refer to a set of images over time.
  • a picture generally refers to a unit representing one image in a specific time period, and a slice / tile is a unit constituting a part of a picture in coding.
  • a slice / tile may include one or more coding tree units (CTUs).
  • CTUs coding tree units
  • One picture may be composed of one or more slices / tiles.
  • One picture may be composed of one or more tile groups.
  • One tile group may include one or more tiles.
  • the brick may represent a rectangular region of CTU rows within a tile in a picture.
  • a tile may be partitioned into multiple bricks, each of which consisting of one or more CTU rows within the tile.
  • a tile that is not partitioned into multiple bricks may be also referred to as a brick.
  • a brick scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a brick, bricks within a tile are ordered consecutively in a raster scan of the bricks of the tile, and tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture.
  • a tile is a rectangular region of CTUs within a particular tile column and a particular tile row in a picture.
  • the tile column is a rectangular region of CTUs having a height equal to the height of the picture and a width specified by syntax elements in the picture parameter set.
  • the tile row is a rectangular region of CTUs having a height specified by syntax elements in the picture parameter set and a width equal to the width of the picture.
  • a tile scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a tile whereas tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture.
  • a slice includes an integer number of bricks of a picture that may be exclusively contained in a single NAL unit.
  • a slice may consists of either a number of complete tiles or only a consecutive sequence of complete bricks of one tile.
  • Tile groups and slices can be used interchangeably in this document. For example, the tile group / tile group header in this document may be referred to as a slice / slice header.
  • a pixel or pel may mean a minimum unit constituting one picture (or image).
  • 'sample' may be used as a term corresponding to a pixel.
  • the sample may generally represent a pixel or a pixel value, may represent only a pixel / pixel value of a luma component, or may represent only a pixel / pixel value of a chroma component.
  • the unit may represent a basic unit of image processing.
  • the unit may include at least one of a specific region of a picture and information related to the region.
  • One unit may include one luma block and two chroma (ex. Cb, cr) blocks.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as a block or area depending on the case.
  • the MxN block may include samples (or sample arrays) of M columns and N rows or a set (or array) of transform coefficients.
  • a / B / C may mean” at least one of A, B, and / or C.
  • Also A / B / C “may mean” at least one of A, B, and / or C.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video / image coding system to which embodiments of the present document can be applied.
  • a video / image coding system may include a first device (source device) and a second device (receiving device).
  • the source device may transmit the encoded video / image information or data to a receiving device through a digital storage medium or network in the form of a file or streaming.
  • the source device may include a video source, an encoding device, and a transmission unit.
  • the receiving device may include a receiving unit, a decoding apparatus, and a renderer.
  • the encoding device may be called a video / video encoding device, and the decoding device may be called a video / video decoding device.
  • the transmitter can be included in the encoding device.
  • the receiver may be included in the decoding device.
  • the renderer may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source may acquire a video / image through a capture, synthesis, or generation process of the video / image.
  • the video source may include a video / image capture device and / or a video / image generation device.
  • the video / image capture device may include, for example, one or more cameras, a video / image archive including previously captured video / images, and the like.
  • the video / image generating device may include, for example, a computer, a tablet and a smart phone, and the like (electronically) to generate the video / image.
  • a virtual video / image may be generated through a computer or the like, and in this case, the video / image capture process may be replaced by a process in which related data is generated.
  • the encoding device can encode the input video / video.
  • the encoding apparatus may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and coding efficiency.
  • the encoded data (encoded video / video information) may be output in the form of a bitstream.
  • the transmitting unit may transmit the encoded video / video information or data output in the form of a bitstream to a receiving unit of a receiving device through a digital storage medium or a network in a file or streaming format.
  • the digital storage media may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD.
  • the transmission unit may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast / communication network.
  • the receiver may receive / extract the bitstream and deliver it to a decoding device.
  • the decoding apparatus may decode a video / image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoding apparatus.
  • the renderer can render the decoded video / image.
  • the rendered video / image may be displayed through the display unit.
  • the video encoding device may include a video encoding device.
  • the encoding device 200 includes an image partitioner 210, a predictor 220, a residual processor 230, and an entropy encoder 240. It may be configured to include an adder (250), a filtering unit (filter, 260) and a memory (memory, 270).
  • the prediction unit 220 may include an inter prediction unit 221 and an intra prediction unit 222.
  • the residual processing unit 230 may include a transform unit 232, a quantizer 233, a dequantizer 234, and an inverse transformer 235.
  • the residual processing unit 230 may further include a subtractor 231.
  • the adder 250 may be called a reconstructor or a recontructged block generator.
  • the above-described image segmentation unit 210, prediction unit 220, residual processing unit 230, entropy encoding unit 240, adding unit 250, and filtering unit 260 may include one or more hardware components (for example, it may be configured by an encoder chipset or processor). Also, the memory 270 may include a decoded picture buffer (DPB), or may be configured by a digital storage medium. The hardware component may further include a memory 270 as an internal / external component.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image division unit 210 may divide the input image (or picture, frame) input to the encoding apparatus 200 into one or more processing units.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit is recursively divided according to a quad-tree binary-tree ternary-tree (QTBTTT) structure from a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU). You can.
  • QTBTTT quad-tree binary-tree ternary-tree
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure, a binary tree structure, and / or a ternary structure.
  • a quad tree structure may be applied first, and a binary tree structure and / or a ternary structure may be applied later.
  • a binary tree structure may be applied first.
  • the coding procedure according to this document may be performed based on the final coding unit that is no longer split.
  • the maximum coding unit may be directly used as a final coding unit based on coding efficiency according to image characteristics, or the coding unit may be recursively divided into coding units having a lower depth than optimal if necessary.
  • the coding unit of the size of can be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include procedures such as prediction, transformation, and reconstruction, which will be described later.
  • the processing unit may further include a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be partitioned or partitioned from the above-described final coding unit, respectively.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transformation unit may be a unit for deriving a transform coefficient and / or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as a block or area depending on the case.
  • the MxN block may represent samples of M columns and N rows or a set of transform coefficients.
  • the sample may generally represent a pixel or a pixel value, and may indicate only a pixel / pixel value of a luma component or only a pixel / pixel value of a saturation component.
  • the sample may be used as a term for one picture (or image) corresponding to a pixel or pel.
  • the encoding apparatus 200 subtracts a prediction signal (a predicted block, a prediction sample array) output from the inter prediction unit 221 or the intra prediction unit 222 from the input image signal (original block, original sample array).
  • a signal residual signal, residual block, residual sample array
  • the generated residual signal is transmitted to the conversion unit 232.
  • a unit for subtracting a prediction signal (a prediction block, a prediction sample array) from an input image signal (original block, original sample array) in the encoder 200 may be referred to as a subtraction unit 231.
  • the prediction unit may perform prediction on a block to be processed (hereinafter, referred to as a current block), and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of a current block or CU. As described later in the description of each prediction mode, the prediction unit may generate various information regarding prediction, such as prediction mode information, and transmit it to the entropy encoding unit 240.
  • the prediction information may be encoded by the entropy encoding unit 240 and output in the form of a bitstream.
  • the intra prediction unit 222 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart depending on a prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the non-directional mode may include, for example, a DC mode and a planar mode (Planar mode).
  • the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes depending on the degree of detail of the prediction direction. However, this is an example, and more or less directional prediction modes may be used depending on the setting.
  • the intra prediction unit 222 may determine a prediction mode applied to the current block using a prediction mode applied to neighboring blocks.
  • the inter prediction unit 221 may derive the predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of motion information between a neighboring block and a current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be referred to by a name such as a collocated reference block or a colCU, and a reference picture including the temporal neighboring block may be called a collocated picture (colPic).
  • the inter prediction unit 221 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks, and provides information indicating which candidates are used to derive the motion vector and / or reference picture index of the current block. Can be created. Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in the case of the skip mode and the merge mode, the inter prediction unit 221 may use motion information of neighboring blocks as motion information of the current block.
  • the residual signal may not be transmitted.
  • a motion vector of a current block is obtained by using a motion vector of a neighboring block as a motion vector predictor and signaling a motion vector difference. I can order.
  • the prediction unit 220 may generate a prediction signal based on various prediction methods described below.
  • the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction as well as intra prediction and inter prediction at the same time for prediction for one block. This can be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may be based on an intra block copy (IBC) prediction mode or a palette mode for prediction of a block.
  • the IBC prediction mode or palette mode may be used for content video / video coding such as a game, such as screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • IBC basically performs prediction in the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived in the current picture. That is, the IBC can use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • the palette mode can be regarded as an example of intra coding or intra prediction. When the palette mode is applied, a sample value in a picture may be signaled based on information on the palette table and palette index.
  • the prediction signal generated through the prediction unit may be used to generate a reconstructed signal or may be used to generate a residual signal.
  • the transform unit 232 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transform technique may include at least one of a DCT (Discrete Cosine Transform), a DST (Discrete Sine Transform), a GBT (Graph-Based Transform), or a CNT (Conditionally Non-linear Transform).
  • GBT refers to a transformation obtained from this graph when it is said that the relationship information between pixels is graphically represented.
  • CNT means a transform obtained by generating a predictive signal using all previously reconstructed pixels and based on it.
  • the transform process may be applied to pixel blocks having the same size of a square, or may be applied to blocks of variable sizes other than squares.
  • the quantization unit 233 quantizes the transform coefficients and transmits them to the entropy encoding unit 240, and the entropy encoding unit 240 encodes the quantized signal (information about quantized transform coefficients) and outputs it as a bitstream. have. Information about the quantized transform coefficients may be called residual information.
  • the quantization unit 233 may rearrange block-type quantized transform coefficients into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and quantize the quantized transform coefficients based on the one-dimensional vector form. Information regarding transform coefficients may be generated.
  • the entropy encoding unit 240 may perform various encoding methods such as exponential Golomb (CAVLC), context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • CAVLC exponential Golomb
  • CAVLC context-adaptive variable length coding
  • CABAC context-adaptive binary arithmetic coding
  • the entropy encoding unit 240 may encode information necessary for video / image reconstruction (eg, a value of syntax elements, etc.) together with the quantized transform coefficients together or separately.
  • the encoded information (ex. Encoded video / video information) may be transmitted or stored in units of network abstraction layer (NAL) units in the form of a bitstream.
  • NAL network abstraction layer
  • the video / image information may further include information regarding various parameter sets such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS). Also, the video / image information may further include general constraint information.
  • information and / or syntax elements transmitted / signaled from an encoding device to a decoding device may be included in video / video information.
  • the video / video information may be encoded through the above-described encoding procedure and included in the bitstream.
  • the bitstream can be transmitted over a network or stored on a digital storage medium.
  • the network may include a broadcasting network and / or a communication network
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD.
  • the signal output from the entropy encoding unit 240 may be configured as an internal / external element of the encoding unit 200 by a transmitting unit (not shown) and / or a storing unit (not shown) for storing, or the transmitting unit It may be included in the entropy encoding unit 240.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 233 may be used to generate a prediction signal.
  • a residual signal residual block or residual samples
  • the adder 250 adds the reconstructed residual signal to the predicted signal output from the inter predictor 221 or the intra predictor 222, so that the reconstructed signal (restored picture, reconstructed block, reconstructed sample array) Can be created. If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the adder 250 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, or may be used for inter prediction of the next picture through filtering as described below.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 260 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 260 may generate a modified restoration picture by applying various filtering methods to the restoration picture, and the modified restoration picture may be a DPB of the memory 270, specifically, the memory 270. Can be stored in.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 260 may generate various information regarding filtering as described later in the description of each filtering method, and transmit it to the entropy encoding unit 240.
  • the filtering information may be encoded by the entropy encoding unit 240 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 270 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 221.
  • inter prediction When the inter prediction is applied through the encoding apparatus, prediction mismatch between the encoding apparatus 200 and the decoding apparatus can be avoided, and encoding efficiency can be improved.
  • the memory 270 DPB may store the modified reconstructed picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 221.
  • the memory 270 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or encoded) and / or motion information of blocks in a picture that has already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 221 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 270 may store reconstructed samples of blocks reconstructed in the current picture, and may transmit the reconstructed samples to the intra prediction unit 222.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video / video decoding apparatus to which embodiments of the present document can be applied.
  • the decoding apparatus 300 includes an entropy decoder (310), a residual processor (320), a prediction unit (predictor, 330), an adder (340), and a filtering unit (filter, 350) and memory (memoery, 360).
  • the prediction unit 330 may include an inter prediction unit 331 and an intra prediction unit 332.
  • the residual processing unit 320 may include a deequantizer 321 and an inverse transformer 321.
  • the entropy decoding unit 310, the residual processing unit 320, the prediction unit 330, the adding unit 340, and the filtering unit 350 described above may include one hardware component (eg, a decoder chipset or processor) according to an embodiment. ).
  • the memory 360 may include a decoded picture buffer (DPB), or may be configured by a digital storage medium.
  • the hardware component may further include a memory 360 as an internal / external component.
  • the decoding apparatus 300 may restore an image in response to a process in which the video / image information is processed in the encoding apparatus of FIG. 2.
  • the decoding apparatus 300 may derive units / blocks based on block partitioning related information obtained from the bitstream.
  • the decoding apparatus 300 may perform decoding using a processing unit applied in the encoding apparatus.
  • the processing unit of decoding may be, for example, a coding unit, and the coding unit may be divided along a quad tree structure, a binary tree structure and / or a ternary tree structure from a coding tree unit or a largest coding unit.
  • One or more transform units can be derived from the coding unit. Then, the decoded video signal decoded and output through the decoding device 300 may be reproduced through the reproduction device.
  • the decoding apparatus 300 may receive the signal output from the encoding apparatus of FIG. 2 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 310.
  • the entropy decoding unit 310 may parse the bitstream to derive information (eg, video / image information) necessary for image reconstruction (or picture reconstruction).
  • the video / image information may further include information regarding various parameter sets such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video / image information may further include general constraint information.
  • the decoding apparatus may decode a picture further based on the information on the parameter set and / or the general restriction information.
  • Signaling / receiving information and / or syntax elements described later in this document may be decoded through the decoding procedure and obtained from the bitstream.
  • the entropy decoding unit 310 decodes information in the bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, and quantizes a value of a syntax element required for image reconstruction and a transform coefficient for residual.
  • a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC
  • the CABAC entropy decoding method receives bins corresponding to each syntax element in the bitstream, and decodes the syntax element information to be decoded and decoding information of neighboring and decoding target blocks or information of symbols / bins decoded in the previous step.
  • the context model is determined by using, and the probability of occurrence of the bin is predicted according to the determined context model, and arithmetic decoding of the bin is performed to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element. have.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model using the decoded symbol / bin information for the next symbol / bin context model after determining the context model.
  • prediction information is provided to a prediction unit (inter prediction unit 332 and intra prediction unit 331), and the entropy decoding unit 310 performs entropy decoding.
  • the dual value that is, quantized transform coefficients and related parameter information, may be input to the residual processing unit 320.
  • the residual processor 320 may derive a residual signal (residual block, residual samples, residual sample array). Also, information related to filtering among information decoded by the entropy decoding unit 310 may be provided to the filtering unit 350. Meanwhile, a receiving unit (not shown) that receives a signal output from the encoding device may be further configured as an internal / external element of the decoding device 300, or the receiving unit may be a component of the entropy decoding unit 310.
  • the decoding device may be called a video / picture / picture decoding device, and the decoding device may be classified into an information decoder (video / picture / picture information decoder) and a sample decoder (video / picture / picture sample decoder). It might be.
  • the information decoder may include the entropy decoding unit 310, and the sample decoder may include the inverse quantization unit 321, an inverse transformation unit 322, an addition unit 340, a filtering unit 350, and a memory 360 ), At least one of an inter prediction unit 332 and an intra prediction unit 331.
  • the inverse quantization unit 321 may inverse quantize the quantized transform coefficients to output transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 321 may rearrange the quantized transform coefficients in a two-dimensional block form. In this case, the reordering may be performed based on the coefficient scan order performed by the encoding device.
  • the inverse quantization unit 321 may perform inverse quantization on the quantized transform coefficients using a quantization parameter (for example, quantization step size information), and obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter for example, quantization step size information
  • the inverse transform unit 322 inversely transforms the transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on information about the prediction output from the entropy decoding unit 310, and may determine a specific intra / inter prediction mode.
  • the prediction unit 320 may generate a prediction signal based on various prediction methods described below.
  • the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction as well as intra prediction and inter prediction at the same time for prediction for one block. This can be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may be based on an intra block copy (IBC) prediction mode or a palette mode for prediction of a block.
  • the IBC prediction mode or palette mode may be used for content video / video coding such as a game, such as screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • IBC basically performs prediction in the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived in the current picture. That is, the IBC can use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • the palette mode can be regarded as an example of intra coding or intra prediction. When the palette mode is applied, information on the palette table and palette index may be signaled by being included in the video / image information.
  • the intra prediction unit 331 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart depending on a prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the intra prediction unit 331 may determine a prediction mode applied to the current block using a prediction mode applied to neighboring blocks.
  • the inter prediction unit 332 may derive the predicted block for the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of motion information between a neighboring block and a current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the inter prediction unit 332 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks, and derive a motion vector and / or reference picture index of the current block based on the received candidate selection information.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes, and information on the prediction may include information indicating a mode of inter prediction for the current block.
  • the adder 340 reconstructs the obtained residual signal by adding it to the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit (including the inter prediction unit 332 and / or the intra prediction unit 331).
  • a signal (restored picture, reconstructed block, reconstructed sample array) can be generated. If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the adding unit 340 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of a next processing target block in a current picture, may be output through filtering as described below, or may be used for inter prediction of a next picture.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 350 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 350 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be a DPB of the memory 360, specifically, the memory 360 Can be transferred to.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the (corrected) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 360 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 332.
  • the memory 360 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or decoded) and / or motion information of blocks in a picture that has already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 260 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 360 may store reconstructed samples of blocks reconstructed in the current picture, and may transmit the reconstructed samples to the intra prediction unit 331.
  • the embodiments described in the filtering unit 260, the inter prediction unit 221, and the intra prediction unit 222 of the encoding device 100 are respectively the filtering unit 350 and the inter prediction of the decoding device 300.
  • the unit 332 and the intra prediction unit 331 may also be applied to be identical or corresponding.
  • a predicted block including prediction samples for a current block as a block to be coded can be generated.
  • the predicted block includes prediction samples in a spatial domain (or pixel domain).
  • the predicted block is derived equally from an encoding device and a decoding device, and the encoding device decodes information (residual information) about the residual between the original block and the predicted block, not the original sample value itself of the original block. Signaling to the device can improve video coding efficiency.
  • the decoding apparatus may derive a residual block including residual samples based on the residual information, and combine the residual block and the predicted block to generate a reconstructed block including reconstructed samples, and reconstruct the reconstructed blocks.
  • a reconstructed picture can be generated.
  • the residual information may be generated through a transform and quantization procedure.
  • the encoding device derives a residual block between the original block and the predicted block, and performs transformation procedures on residual samples (residual sample array) included in the residual block to derive transformation coefficients. And, by performing a quantization procedure on the transform coefficients, the quantized transform coefficients are derived to signal related residual information (via a bitstream) to a decoding apparatus.
  • the residual information may include value information of the quantized transform coefficients, location information, a transform technique, a transform kernel, quantization parameters, and the like.
  • the decoding apparatus may perform an inverse quantization / inverse transformation procedure based on the residual information and derive residual samples (or residual blocks).
  • the decoding apparatus may generate a reconstructed picture based on the predicted block and the residual block.
  • the encoding apparatus may also inverse quantize / inverse transform quantized transform coefficients for reference for inter prediction of a picture to derive a residual block, and generate a reconstructed picture based thereon.
  • Inter prediction can represent a prediction derived in a manner dependent on data elements (eg sample values, or motion information) of a picture (s) other than the current picture (Inter prediction can be a prediction derived in a manner that is dependent on data elements (eg, sample values or motion information) of picture (s) other than the current picture).
  • a predicted block predicted sample array for the current block is derived. You can.
  • motion information of the current block may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of motion information between a neighboring block and a current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction type (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be referred to by a name such as a collocated reference block or a colCU, and a reference picture including the temporal neighboring block may be called a collocated picture (colPic). It might be.
  • a motion information candidate list may be constructed based on neighboring blocks of the current block, and a flag indicating which candidate is selected (used) to derive a motion vector and / or reference picture index of the current block Alternatively, index information may be signaled.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in the case of the skip mode and the (normal) merge mode, motion information of a current block may be the same as motion information of a selected neighboring block.
  • the residual signal may not be transmitted.
  • a motion vector prediction (MVP) mode a motion vector of a selected neighboring block is used as a motion vector predictor, and a motion vector difference can be signaled.
  • the motion vector of the current block can be derived using the sum of the motion vector predictor and the motion vector difference.
  • the video / video encoding procedure based on inter prediction may schematically include, for example, the following.
  • FIG. 4 shows an example of a video / video encoding method based on inter prediction.
  • the encoding device performs inter prediction on the current block (S400).
  • the encoding device may derive the inter prediction mode and motion information of the current block, and generate prediction samples of the current block.
  • the procedure for determining the inter prediction mode, deriving motion information, and generating prediction samples may be performed at the same time, or one procedure may be performed before the other procedure.
  • the inter prediction unit of the encoding apparatus may include a prediction mode determination unit, a motion information derivation unit, and a prediction sample derivation unit, and the prediction mode determination unit determines a prediction mode for the current block, and the motion information derivation unit Motion information of the current block may be derived, and prediction samples of the current block may be derived from a prediction sample derivation unit.
  • the inter prediction unit of the encoding apparatus searches a block similar to the current block in a certain area (search area) of reference pictures through motion estimation, and the difference from the current block is a minimum or constant criterion.
  • the following reference block can be derived.
  • a reference picture index indicating a reference picture in which the reference block is located may be derived, and a motion vector may be derived based on a position difference between the reference block and the current block.
  • the encoding apparatus may determine a mode applied to the current block among various prediction modes.
  • the encoding apparatus may compare RD costs for the various prediction modes and determine an optimal prediction mode for the current block.
  • the encoding device configures a merge candidate list to be described later, and the current block among the reference blocks indicated by the merge candidates included in the merge candidate list.
  • a reference block having a difference from the current block or less than or equal to a predetermined criterion may be derived.
  • a merge candidate associated with the derived reference block is selected, and merge index information indicating the selected merge candidate may be generated and signaled to the decoding apparatus.
  • Motion information of the current block may be derived using motion information of the selected merge candidate.
  • the encoding apparatus configures (A) MVP candidate list to be described later, and among mvp (motion vector predictor) candidates included in the (A) MVP candidate list
  • the motion vector of the selected mvp candidate can be used as the mvp of the current block.
  • a motion vector indicating a reference block derived by the above-described motion estimation may be used as the motion vector of the current block, and among the mvp candidates, the difference from the motion vector of the current block is the smallest.
  • the mvp candidate having a motion vector may be the selected mvp candidate.
  • a motion vector difference which is a difference obtained by subtracting the mvp from the motion vector of the current block, may be derived.
  • information on the MVD may be signaled to the decoding device.
  • the value of the reference picture index may be configured and reference signal index information may be separately signaled to the decoding device.
  • the encoding apparatus may derive residual samples based on the prediction samples (S410).
  • the encoding apparatus may derive the residual samples by comparing the original samples of the current block with the predicted samples.
  • the encoding apparatus encodes video information including prediction information and residual information (S420).
  • the encoding device may output encoded image information in the form of a bitstream.
  • the prediction information is information related to the prediction procedure and may include prediction mode information (eg, skip flag, merge flag or mode index, etc.) and motion information.
  • the information about the motion information may include candidate selection information (ex. Merge index, mvp flag or mvp index) that is information for deriving a motion vector.
  • the information on the motion information may include information on the MVD and / or reference picture index information.
  • the information on the motion information may include information indicating whether L0 prediction, L1 prediction, or bi prediction is applied.
  • the residual information is information about the residual samples.
  • the residual information may include information about quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the output bitstream may be stored in a (digital) storage medium and transmitted to a decoding device, or may be delivered to a decoding device through a network.
  • the encoding apparatus may generate a reconstructed picture (including reconstructed samples and reconstructed blocks) based on the reference samples and the residual samples. This is for deriving the same prediction result as that performed in the decoding device in the encoding device, because it is possible to increase coding efficiency. Accordingly, the encoding apparatus may store the reconstructed picture (or reconstructed samples, reconstructed block) in a memory and use it as a reference picture for inter prediction. The above-described in-loop filtering procedure may be further applied to the reconstructed picture.
  • the video / video decoding procedure based on inter prediction may schematically include, for example, the following.
  • FIG. 5 shows an example of a video / video decoding method based on inter prediction.
  • the decoding apparatus may perform an operation corresponding to an operation performed in the encoding apparatus.
  • the decoding apparatus may perform prediction on the current block based on the received prediction information and derive prediction samples.
  • the decoding apparatus may determine a prediction mode for the current block based on the received prediction information (S500).
  • the decoding apparatus may determine which inter prediction mode is applied to the current block based on prediction mode information in the prediction information.
  • inter prediction mode candidates may include skip mode, merge mode, and / or (A) MVP mode, or various inter prediction modes described below.
  • the decoding device derives motion information of the current block based on the determined inter prediction mode (S510). For example, when a skip mode or a merge mode is applied to the current block, the decoding apparatus configures a merge candidate list, which will be described later, and selects one merge candidate among merge candidates included in the merge candidate list. The selection may be performed based on the selection index (merge index) described above. Motion information of the current block may be derived using motion information of the selected merge candidate. Motion information of the selected merge candidate may be used as motion information of the current block.
  • the decoding apparatus configures the (A) MVP candidate list to be described later, and among the mvp (motion vector predictor) candidates included in the (A) MVP candidate list
  • the motion vector of the selected mvp candidate can be used as the mvp of the current block.
  • the selection may be performed based on the selection information (mvp flag or mvp index) described above.
  • the MVD of the current block may be derived based on the information on the MVD
  • a motion vector of the current block may be derived based on the mvp of the current block and the MVD.
  • a reference picture index of the current block may be derived based on the reference picture index information.
  • a picture indicated by the reference picture index in a reference picture list for the current block may be derived as a reference picture referenced for inter prediction of the current block.
  • motion information of the current block may be derived without configuring a candidate list, and in this case, motion information of the current block may be derived according to a procedure disclosed in a prediction mode, which will be described later.
  • the candidate list configuration as described above may be omitted.
  • the decoding apparatus may generate prediction samples for the current block based on the motion information of the current block (S520).
  • the reference picture may be derived based on the reference picture index of the current block, and prediction samples of the current block may be derived using samples of the reference block indicated by the motion vector of the current block on the reference picture.
  • a prediction sample filtering procedure for all or part of the prediction samples of the current block may be further performed, as described below.
  • the inter prediction unit of the decoding apparatus may include a prediction mode determination unit, a motion information derivation unit, and a prediction sample derivation unit, and the prediction mode for the current block is based on the prediction mode information received from the prediction mode determination unit.
  • the decoding apparatus generates residual samples for the current block based on the received residual information (S530).
  • the decoding apparatus may generate reconstructed samples for the current block based on the predicted samples and the residual samples, and generate a reconstructed picture based on the reconstructed samples. (S540). As described above, an in-loop filtering procedure may be further applied to the reconstructed picture.
  • 6 exemplarily shows an inter prediction procedure.
  • the inter prediction procedure may include an inter prediction mode determination step, a motion information derivation step according to the determined prediction mode, and a prediction performance (predictive sample generation) step based on the derived motion information.
  • the inter prediction procedure may be performed in the encoding device and the decoding device as described above.
  • the coding device may include an encoding device and / or a decoding device.
  • the coding apparatus determines an inter prediction mode for the current block (S600).
  • Various inter prediction modes may be used for prediction of a current block in a picture.
  • various modes such as a merge mode, a skip mode, a motion vector prediction (MVP) mode, an affine mode, a sub-block merge mode, and a merge with MVD (MMVD) mode may be used.
  • Decoder side motion vector refinement (DMVR) mode, adaptive motion vector resolution (AMVR) mode, bi-prediction with CU-level weight (BCW), bi-directional optical flow (BDOF), etc. can be used as an additional or alternative method.
  • the affine mode may also be called aaffine motion prediction mode.
  • the MVP mode may also be called AMVP (advanced motion vector prediction) mode.
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • the motion information candidates derived by some modes and / or some modes may be included as one of the motion information related candidates of other modes.
  • HMVP candidates may be added as merge candidates in the merge / skip mode, or may be added as mvp candidates in the MVP mode.
  • the HMVP candidate may be called an HMVP merge candidate.
  • Prediction mode information indicating an inter prediction mode of a current block may be signaled from an encoding device to a decoding device.
  • the prediction mode information may be included in a bitstream and received by a decoding device.
  • the prediction mode information may include index information indicating one of a plurality of candidate modes.
  • the inter prediction mode may be indicated through hierarchical signaling of flag information.
  • the prediction mode information may include one or more flags.
  • the skip flag is signaled to indicate whether the skip mode is applied, and when the skip mode is not applied, the merge flag is signaled to indicate whether the merge mode is applied, and if the merge mode is not applied, the MVP mode is indicated to be applied.
  • a flag for further classification may be further signaled.
  • the affine mode may be signaled in an independent mode, or may be signaled in a mode dependent on a merge mode or an MVP mode.
  • the affine mode may include affine merge mode and affine MVP mode.
  • the coding device derives motion information for the current block (S610).
  • the motion information may be derived based on the inter prediction mode.
  • the coding apparatus may perform inter prediction using motion information of a current block.
  • the encoding apparatus may derive the optimal motion information for the current block through a motion estimation procedure. For example, the encoding apparatus may search similar reference blocks having high correlation by using the original blocks in the original picture for the current block in fractional pixel units within a predetermined search range in the reference picture, thereby deriving motion information. You can.
  • the similarity of the block can be derived based on the difference between phase-based sample values. For example, the similarity of a block may be calculated based on the SAD between the current block (or the template of the current block) and the reference block (or the template of the reference block). In this case, motion information may be derived based on a reference block having the smallest SAD in the search area.
  • the derived motion information may be signaled to the decoding apparatus according to various methods based on the inter prediction mode.
  • the coding device performs inter prediction based on motion information for the current block (S620).
  • the coding device may derive prediction sample (s) for the current block based on the motion information.
  • the current block including the prediction samples may be called a predicted block.
  • the neighboring blocks used to derive the motion information candidates of the current block may include a block around the lower left corner of the current block, a block around the left corner, a block around the upper right corner, a block around the upper block, and a block around the upper left corner.
  • FIG. 7 exemplarily shows spatial peripheral blocks used for deriving motion information candidates in the conventional merge or AMVP mode.
  • the spatial peripheral block has been limited to a block that is in direct contact with the current block. This was to increase the hardware implementation, because the issue such as an increase in the line buffer occurs to induce information of a block far from the current block.
  • a history based motion vector prediction (HMVP) method may be used to use motion information of non-adjacent blocks without increasing the line buffer.
  • HMVP may refer to History based Motion Vector Prediction or History based Motion Vector Predictor. According to this document, inter prediction can be efficiently performed using HMVP, and parallel processing can be supported.
  • parallel processing may be supported based on this.
  • supporting parallel processing does not mean that parallel processing is essential, and the coding device may or may not perform parallel processing in consideration of hardware performance or service type.
  • the coding device may process some of the slices, bricks, and / or tiles in parallel.
  • the coding device may perform sequential processing while reducing computation and memory burden.
  • the HMVP candidate according to the above-described HMVP method may include motion information of a previously coded block. For example, motion information of a previously coded block according to a block coding order in a current picture is not considered as motion information of the current block if the previously coded block is not adjacent to the current block.
  • the HMVP candidate may be considered as a motion information candidate (eg, merge candidate or MVP candidate) of the current block without considering whether the previously coded block is adjacent to the current block.
  • a plurality of HMVP candidates may be stored in the buffer.
  • an HMVP candidate (HMVP merge candidate) may be added to the merge candidate list.
  • the HMVP candidate may be added after spatial merge candidates and temporal merge candidates included in the merge candidate list.
  • motion information of previously coded blocks may be stored in a table format, and may be used as motion information candidates (eg, merge candidates) of the current block.
  • a table (or buffer, list) including a plurality of HMVP candidates may be maintained during the encoding / decoding procedure.
  • the table (or buffer, list) may be referred to as an HMVP table (or buffer, list).
  • the table (or buffer, list) may be initialized when a new slice is encountered.
  • the table (or buffer, list) may be initialized when a new CTU row is encountered.
  • the number of HMVP candidates included in the table may be set to 0.
  • the size of the table can be fixed to a specific value (ex. 5, etc.). For example, if there is an inter-coded block, associated motion information may be added as a new HMVP candidate as the last entry in the table.
  • the (HMVP) table may be called a (HMVP) buffer or a (HMVP) list.
  • the HMVP candidate-based decoding procedure may include an HMVP candidate-based inter prediction procedure.
  • the decoding apparatus loads an HMVP table including HMVP candidate (s) and decodes a block based on at least one of the HMVP candidate (s).
  • the decoding apparatus may derive motion information of the current block based on at least one of the HMVP candidate (s), and perform inter prediction on the current block based on the motion information to predict Blocks (including predictive samples) can be derived.
  • Blocks including predictive samples
  • a reconstructed block may be generated based on the predicted block.
  • the derived motion information of the current block may be updated in the table. In this case, the motion information may be added as a new HMVP candidate as the last entry in the table. If the number of HMVP candidates previously included in the table is equal to the size of the table, the candidate that first entered the table is deleted, and the derived motion information is added as a new HMVP candidate as the last entry of the table. Can be.
  • FIG. 9 exemplarily shows an HMVP table update according to the FIFO rule
  • FIG. 10 exemplarily shows an HMVP table update according to the restricted FIFO rule.
  • First-in-first-out (FIFO) rules may be applied to the table. For example, if the table size S is 16, this indicates that 16 HMVP candidates can be included in the table. If more than 16 HMVP candidates are generated from previously coded blocks, FIFO rules may be applied, and through this, the table may include up to 16 most recently coded motion information candidates. In this case, as shown in FIG. 9, the FIFO rule is applied to remove the oldest HMVP candidate, and a new HMVP candidate can be added.
  • a limited FIFO rule may be applied as illustrated in FIG. 10.
  • a redundancy check may be applied first. Through this, it is possible to determine whether an HMVP candidate having the same motion information already exists in the table. If there are HMVP candidates having the same motion information in the table, the HMVP candidates having the same motion information are removed from the table, and the HMVP candidates after the removed HMVP candidates move by one space (ie, each Indices -1), a new HMVP candidate can then be inserted.
  • HMVP candidates can be used in the merge candidate list construction procedure.
  • all HMVP candidates that can be inserted from the last entry to the first entry in the table may be inserted after spatial merge candidates and temporal merge candidates.
  • a pruning check may be applied to HMVP candidates.
  • the maximum number of merge candidates allowed may be signaled, and when the total number of available merge candidates reaches the maximum number of merge candidates, the merge candidate list construction procedure may end.
  • HMVP candidates may be used in the (A) MVP candidate list construction procedure.
  • motion vectors of the last k HMVP candidates in the HMVP table may be added after the TMVP candidate constituting the MVP candidate list.
  • an HMVP candidate having the same reference picture as the MVP target reference picture may be used to construct the MVP candidate list.
  • the MVP target reference picture may indicate a reference picture for inter prediction of a current block to which the MVP mode is applied.
  • a pruning check may be applied to HMVP candidates.
  • the k may be, for example, 4. However, as an example, the k may have various values such as 1, 2, 3, 4, and the like.
  • a truncated unary plus fixed length (with 3 bits) binarization method may be applied for merge index coding as shown in Table 1 below.
  • Wavefront Parallel Processing exemplarily shows one of the techniques for parallel processing, Wavefront Parallel Processing (WPP).
  • WPP Wavefront Parallel Processing
  • WPP when WPP is applied, parallelization processing may be performed on a CTU row basis.
  • initialization of the CABAC probability table may be performed in slice units, and in order to perform parallelization processing including entropy encoding / decoding, CABAC probability tables (or context information) in units of CTU rows. ) Should be initialized.
  • WPP can be considered as a proposed technique to determine an efficient initialization location.
  • each LCT row may be called a substream, and parallel processing may be supported when the coding device has multiple processing cores. For example, when WPP is applied, if three processing cores process decoding in parallel, the first processing core decodes substream 0, the second processing core decodes substream 1, The third processing core can decode substream 2.
  • WPP is applied, after coding is performed for the n-th (n is an integer) sub-stream, coding for the second CTU or LCU of the n-th sub-stream is completed, and then coding for the n + 1 th sub-stream is performed. Can proceed.
  • the first LCU of the n + 1th substream is based on the context information for the second LCU of the n-th substream. It can be entropy coded.
  • the number of substreams in the slice may be the same as the number of LCU rows.
  • the number of substreams in a slice may be the same as the number of entry points.
  • the number of entry points may be specified by the number of entry point offsets. For example, the number of entry points may have a value greater than the number of entry point offsets.
  • Information on the number of entry point offsets and / or information on the values of offsets may be included in the above-described video / video information and encoded, and signaled to a decoding device through a bitstream.
  • the coding apparatus includes one processing core, coding processing is performed in one substream unit, thereby reducing memory load and coding dependency.
  • HMVP table motion information derived from a coding procedure of each block is stored as a candidate by a predetermined buffer (HMVP table) size.
  • the candidates may be filled as many as the number of buffers as disclosed in FIG. 9 without additional conditions, or the candidates may be filled so as not to be duplicated by overlapping the newly added candidates with candidates existing in the buffer (HMVP table).
  • HMVP table a predetermined buffer
  • various candidates can be formed.
  • it is impossible to implement a parallel processing without applying WPP or WPP because it is not generally known when the HMVP candidates are filled in the buffer.
  • coding encoding / decoding
  • HMVP buffer history management buffer
  • HMVP buffer history management buffer
  • an HMVP buffer may be initialized for each first CTU in a CTU row. That is, when coding the first CTU in the CTU row, the HMVP buffer may be initialized so that the number of HMVP candidates included in the HMVP buffer is 0.
  • HMVP candidates derived from the coding process of CTUs located in the left direction of the current block can be used without limitation even when parallel processing is supported.
  • the current CU which is the current block
  • the current CU corresponds to the first CU of the first CTU
  • the number of HMVP candidates included in the HMVP buffer is 0.
  • an HMVP candidate is derived based on motion information of the previously coded CU and may be included in the HMVP buffer.
  • the HMVP buffer may be initialized in slice units, and it may be determined whether CTUs (current CTUs) to be coded are the first CTUs in each CTU row for CTUs in a slice.
  • CTUs current CTUs
  • Num means the number of CTUs in each CTU row.
  • ctu_idx_in_brick% BrickWidth it may be determined that it is the first CTU in the CTU row (within the corresponding brick).
  • ctu_idx_in_brick indicates the index of the corresponding CTU in the brick
  • BrickWidth indicates the width of the corresponding brick in CTU units. That is, BrickWidth may indicate the number of CTU columns in the brick.
  • the motion information of the target block (current block) derived in the inter prediction process based on the merge mode or the MVP mode is stored (updated) as a new HMVP candidate in the HMVP buffer.
  • the above-described overlapping check process may be further performed. Thereafter, the above-described procedure may be repeated for CU and CTU.
  • the CM unit dependency may be removed by initializing the HMVP buffer every CTU.
  • 15 exemplarily shows another HMVP buffer management method according to another embodiment.
  • HMVP buffer initialization may be performed for each CTU without determining whether the current CTU is the first CTU in each CTU row.
  • HMVP buffer since the HMVP buffer is initialized in CTU units, motion information of blocks existing in the CTU is stored in the HMVP table.
  • HMVP candidates can be derived based on motion information of blocks (ex. CUs) in the same CTU, and HMVP buffer initialization is possible without determining whether the current CTU is the first CTU in each CTU row as follows.
  • the HMVP buffer can be initialized in slice units, and it is possible to use motion vectors of blocks spatially separated from the current block.
  • a method of initializing the buffer in CTU rows or CTU units is proposed. That is, according to embodiments of the present document, the HMVP buffer may be initialized in units of slices, and may be initialized in units of CTU rows in slices.
  • the picture when coding (encoding / decoding) a picture, the picture may be divided into slice units, and / or the picture may be divided into tile units. For example, the picture may be divided into slice units in consideration of error resilience, or the picture may be divided into tiles in order to encode / decode some regions within the picture.
  • initialization is performed in units of CTU rows in the picture, that is, initializing the HMVP buffer in the first CTU of each CTU line in a picture is a picture It is not suitable in a tile structure for encoding / decoding a part.
  • 16 exemplarily shows an HMVP buffer initialization method in a tile structure.
  • the HMVP buffer may be initialized in CTU units. It is natural that this can be applied without distinguishing tiles, slices, and the like.
  • the HMVP buffer may be initialized for the first CTU of each tile.
  • FIG. 17 shows an example of an HMVP buffer initialization method for a first CTU of a tile according to another embodiment.
  • the HMVP buffer is initialized. That is, when coding tile 0, HMVP buffer 0 is initialized and used, and when coding tile 1, HMVP buffer 1 is initialized and used.
  • the HMVP buffer may be initialized for the first CTU in the CTU row in each tile.
  • FIG. 18 shows an example of an HMVP management buffer initialization method for a first CTU in a CTU row in each tile according to another embodiment.
  • an HMVP buffer may be initialized for each CTU row of each tile.
  • the HMVP buffer is initialized in the first CTU in the first CTU row of tile n
  • the HMVP buffer is initialized in the first CTU in the second CTU row in tile n
  • the HVMP buffer is initialized in the first CTU in the third CTU row in tile n.
  • the coding device if the coding device has a multi-core processor, the coding device initializes and uses the HMVP buffer 0 for the first CTU row of tile n, initializes and uses the HVMP buffer 1 for the second CTU row of tile n, and uses the tile.
  • the coding device may initialize and reuse the HVMP buffer in the first CTU of each CTU row in each tile according to the coding order.
  • a tile and a slice may exist simultaneously in one picture.
  • FIG. 19 shows an example of a structure in which a tile and a slice exist simultaneously.
  • FIG. 19 exemplarily shows a case where one picture is divided into four tiles, and two slices exist in each tile. As shown in FIG. 19, there may be a case where both slices and tiles exist in one picture, and it is possible to initialize the HMVP buffer as follows.
  • the HMVP buffer may be initialized in CTU units. This method can be applied regardless of whether the CTU is located in a tile or a slice.
  • the HMVP buffer may be initialized for the first CTU in each tile.
  • FIG. 20 shows an example of a method of initializing the HMVP buffer for the first CTU in each tile.
  • the HMVP buffer may be initialized in the first CTU of each tile. Even if there are multiple slices in one tile, HMVP buffer initialization may be performed in the first CTU in the tile.
  • HMVP buffer initialization may be performed for each slice existing in a tile.
  • 21 shows an example of a method of initializing an HMVP buffer for each slice in a tile.
  • the HMVP buffer may be initialized at the first CTU of each slice in a tile. Therefore, when a plurality of slices exist in one tile, HMVP buffer initialization may be performed for each of the plurality of slices. In this case, the HMVP buffer initialization may be performed when processing the first CTU of each slice.
  • HMVP buffer initialization can be performed as follows.
  • the HMVP buffer may be initialized in units of each type group.
  • FIG. 22 shows an example of initializing the HMVP buffer for the first CTU of the first tile in a tile group.
  • each tile group (TileGroup0, TileGroup1) can be divided into several tiles, respectively.
  • the HMVP buffer may be initialized for the first CTU of the first tile in one tile group.
  • the HMVP buffer may be initialized in units of tiles in a tile group.
  • FIG. 23 shows an example of initializing the HMVP buffer for the first CTU of each tile in a tile group.
  • each tile group (TileGroup0, TileGroup1) may be divided into several tiles, respectively.
  • the HMVP buffer may be initialized for the first CTU of each tile in one tile group.
  • an HMVP buffer may be initialized for a CTU row of each tile in a tile group.
  • FIG. 24 shows an example of initializing an HMVP buffer for a CTU row of each tile in a tile group.
  • each tile group (TileGroup0, TileGroup1) may be divided into several tiles, respectively.
  • the HMVP buffer may be initialized in the first CTU of the CTU row of each tile in one tile group.
  • the HMVP management buffer may be initialized in CTU units. It is natural that this can be applied without distinguishing tiles, slices, tile groups, and the like.
  • FIG. 25 and 26 schematically show an example of a video / video encoding method and related components including an inter prediction method according to embodiment (s) of the present document.
  • the method disclosed in FIG. 25 may be performed by the encoding device disclosed in FIG. 2. Specifically, for example, S2500 to S2530 of FIG. 25 may be performed by the prediction unit 220 of the encoding device, and S2540 of FIG. 25 may be performed by the residual processing unit 230 of the encoding device, , S2550 of FIG. 25 may be performed by the entropy encoding unit 240 of the encoding device.
  • the method disclosed in FIG. 25 may include the embodiments described above in this document.
  • the encoding device derives an HMVP buffer for the current block (S2500).
  • the encoding apparatus may perform the HMVP buffer management methods described above in the embodiments of this document.
  • the HMVP buffer may be initialized in units of slices, tiles, or tile groups.
  • / or the HMVP buffer may be initialized in units of CTU rows.
  • the HMVP buffer may be initialized in units of CTU rows in the slice, tile, or tile group.
  • the tile may represent a rectangular region of CTUs in a picture. Tiles may be specified based on specific tile rows and specific tile columns in the picture. For example, one or more tiles may be present in the current picture.
  • the HMVP buffer may be initialized in the first CTU of the CTU row including the current block in the current tile.
  • one or more slices may exist in the current picture.
  • the HMVP buffer may be initialized in the first CTU of the CTU row including the current block in the current slice.
  • one or more tile groups may exist in the current picture.
  • the HMVP buffer may be initialized in the first CTU of the CTU row including the current block in the current tile group.
  • the encoding apparatus may determine whether the current CTU is the first CTU in the CTU row.
  • the HMVP buffer may be initialized in the first CTU in the CTU row where the current CTU including the current block is located.
  • the HMVP buffer may be initialized when processing the first CTU of the CTU row in which the current CTU including the current block is located.
  • the HMVP buffer is derived based on motion information of a block processed before the current block in the current CTU.
  • the HMVP buffer is a block processed before the current block in the CTU row in the current tile. It may include the HMVP candidate derived based on the motion information of. In addition, for example, if the current CU, which is the current block, is located in the first CTU of the CTU row in the current tile, and the current CU corresponds to the first CU of the first CTU, the number of HMVP candidates included in the HMVP buffer is 0. to be.
  • a CU coded before the current CU in the CTU row in the current tile eg, a CU coded before the current CU in the current CTU and / or a CU in the CTU coded before the current CTU in the current CTU row
  • an HMVP candidate is derived based on motion information of the previously coded CU and may be included in the HMVP buffer.
  • the HMVP buffer may be initialized in units of CTU rows in each tile.
  • the HMVP buffer may be initialized in units of CTU rows in a tile or slice. For example, if a specific CTU of the CTU row is not the first CTU of the CTU row in the current picture and the specific CTU is the first CTU of the CTU row in the current tile or current slice, the HMVP buffer is It can be initialized in the specific CTU.
  • the number of HMVP candidates included in the HMVP buffer may be set to 0.
  • the encoding apparatus constructs a motion information candidate list based on the HMVP buffer (S2510).
  • the HMVP buffer may include an HMVP candidate, and the motion information candidate list including the HMVP candidate may be configured.
  • the motion information candidate list when a merge mode is applied to the current block, the motion information candidate list may be a merge candidate list.
  • the motion information candidate list when (A) MVP mode is applied to the current block, the motion information candidate list may be an MVP candidate list. If the merge mode is applied to the current block, the number of available merge candidates (including spatial merge candidates and temporal merge candidates) in the merge candidate list for the current block is greater than the predetermined maximum merge candidate number. In a small case, it can be added to the merge candidate list. In this case, the HMVP candidate may be inserted after the spatial candidates and temporal candidates in the merge candidate list. In other words, an index value larger than an index allocated to the spatial candidates and temporal candidates in the merge candidate list may be assigned to the HMVP candidate.
  • the number of available MVP candidates (derived based on spatial neighboring blocks and temporal neighboring blocks) in the MVP candidate list for the current block is 2 If it is smaller than a dog, it may be added to the MVP candidate list.
  • the encoding device may derive motion information of the current block based on the motion information candidate list (S2520).
  • the encoding device may derive motion information of the current block based on the motion information candidate list.
  • the HMVP candidate included in the HMVP buffer may be used as a merge candidate or MVP candidate.
  • the HMVP candidate included in the HMVP buffer is included as a candidate of a merge candidate list, and the HMVP among candidates included in the merge candidate list based on a merge index Candidates can be ordered.
  • the merge index may be included in video / video information described later as prediction related information.
  • the HMVP candidate may be assigned an index in the merge candidate list with a lower priority than spatial merge candidates and temporal merge candidates included in the merge candidate list.
  • an index value assigned to the HMVP candidate may be assigned a higher value than the index values of the spatial merge candidates and the temporal merge candidates.
  • the HMVP candidate included in the HMVP buffer is included as a candidate of the merge candidate list, and included in the MVP candidate list based on an MVP flag (or MVP index) Among the candidates, the HMVP candidate may be indicated.
  • the MVP flag (or MVP index) may be included in video / video information described later as prediction related information.
  • the encoding device generates prediction samples for the current block based on the derived motion information (S2530).
  • the encoding apparatus may perform inter prediction (motion compensation) based on the motion information to derive prediction samples using reference samples indicated by the motion information on a reference picture.
  • the encoding apparatus generates residual samples based on the prediction samples (S2540).
  • the encoding apparatus may generate residual samples based on original samples for the current block and prediction samples for the current block.
  • the encoding device derives information on residual samples based on the residual samples, and encodes video / video information including information on the residual samples (S2550).
  • the information about the residual samples may be called residual information, and may include information about quantized transform coefficients.
  • the encoding apparatus may derive quantized transform coefficients by performing a transform / quantization procedure on the residual samples.
  • the encoded video / video information can be output in the form of a bitstream.
  • the bitstream may be transmitted to a decoding device through a network or storage medium.
  • the video / video information may further include prediction-related information, and the prediction-related information may further include information on various prediction modes (eg, merge mode, MVP mode, etc.), MVD information, and the like.
  • FIG. 27 and 28 schematically show an example of an image decoding method and related components including an inter prediction method according to an embodiment of the present document.
  • the method disclosed in FIG. 27 may be performed by the decoding apparatus disclosed in FIG. 3. Specifically, for example, S2700 to S2730 of FIG. 27 may be performed by the prediction unit 330 of the decoding apparatus and S2740 by the adding unit 340 of the decoding apparatus.
  • the method disclosed in FIG. 27 may include the embodiments described above in this document.
  • the decoding apparatus derives an HMVP buffer for the current block (S2700).
  • the decoding apparatus may perform the HMVP buffer management methods described above in the embodiments of this document.
  • the HMVP buffer may be initialized in units of slices, tiles, or tile groups.
  • / or the HMVP buffer may be initialized in units of CTU rows.
  • the HMVP buffer may be initialized in units of CTU rows in the slice, tile, or tile group.
  • the tile may represent a rectangular region of CTUs in a picture. Tiles may be specified based on specific tile rows and specific tile columns in the picture. For example, one or more tiles may be present in the current picture.
  • the HMVP buffer may be initialized in the first CTU of the CTU row including the current block in the current tile.
  • one or more slices may exist in the current picture.
  • the HMVP buffer may be initialized in the first CTU of the CTU row including the current block in the current slice.
  • one or more tile groups may exist in the current picture.
  • the HMVP buffer may be initialized in the first CTU of the CTU row including the current block in the current tile group.
  • the decoding apparatus may determine whether the current CTU is the first CTU in the CTU row.
  • the HMVP buffer may be initialized in the first CTU in the CTU row where the current CTU including the current block is located.
  • the HMVP buffer may be initialized when processing the first CTU of the CTU row in which the current CTU including the current block is located.
  • the HMVP buffer is derived based on motion information of a block processed before the current block in the current CTU.
  • the HMVP buffer is a block processed before the current block in the CTU row in the current tile. It may include the HMVP candidate derived based on the motion information of. In addition, for example, if the current CU, which is the current block, is located in the first CTU of the CTU row in the current tile, and the current CU corresponds to the first CU of the first CTU, the number of HMVP candidates included in the HMVP buffer is 0. to be.
  • a CU coded before the current CU in the CTU row in the current tile eg, a CU coded before the current CU in the current CTU and / or a CU in the CTU coded before the current CTU in the current CTU row
  • an HMVP candidate is derived based on motion information of the previously coded CU and may be included in the HMVP buffer.
  • the HMVP buffer may be initialized in units of CTU rows in each tile.
  • the HMVP buffer may be initialized in units of CTU rows in a tile or slice. For example, if a specific CTU of the CTU row is not the first CTU of the CTU row in the current picture and the specific CTU is the first CTU of the CTU row in the current tile or current slice, the HMVP buffer is It can be initialized in the specific CTU.
  • the number of HMVP candidates included in the HMVP buffer may be set to 0.
  • the decoding apparatus constructs a motion information candidate list based on the HMVP buffer (S2710).
  • the HMVP buffer may include an HMVP candidate, and the motion information candidate list including the HMVP candidate may be configured.
  • the motion information candidate list when a merge mode is applied to the current block, the motion information candidate list may be a merge candidate list.
  • the motion information candidate list when (A) MVP mode is applied to the current block, the motion information candidate list may be an MVP candidate list. If the merge mode is applied to the current block, the number of available merge candidates (including spatial merge candidates and temporal merge candidates) in the merge candidate list for the current block is greater than the predetermined maximum merge candidate number. In a small case, it can be added to the merge candidate list. In this case, the HMVP candidate may be inserted after the spatial candidates and temporal candidates in the merge candidate list. In other words, an index value larger than an index allocated to the spatial candidates and temporal candidates in the merge candidate list may be assigned to the HMVP candidate.
  • the number of available MVP candidates (derived based on spatial neighboring blocks and temporal neighboring blocks) in the MVP candidate list for the current block is 2 If it is smaller than a dog, it may be added to the MVP candidate list.
  • the decoding apparatus may derive motion information of the current block based on the motion information candidate list (S2720).
  • the encoding device may derive motion information of the current block based on the motion information candidate list.
  • the HMVP candidate included in the HMVP buffer may be used as a merge candidate or MVP candidate.
  • the HMVP candidate included in the HMVP buffer is included as a candidate of the merge candidate list, and is included in the merge candidate list based on the merge index obtained from the bitstream.
  • the HMVP candidate may be indicated. In this case, the HMVP candidate may be assigned an index in the merge candidate list with a lower priority than spatial merge candidates and temporal merge candidates included in the merge candidate list.
  • an index value assigned to the HMVP candidate may be assigned a higher value than the index values of the spatial merge candidates and the temporal merge candidates.
  • the MVP mode when the MVP mode is applied to the current block, the HMVP candidate included in the HMVP buffer is included as a candidate of a merge candidate list, and the MVP is based on an MVP flag (or MVP index) obtained from a bitstream. Among the candidates included in the candidate list, the HMVP candidate may be indicated.
  • the decoding apparatus generates prediction samples for the current block based on the derived motion information (S2730).
  • the decoding apparatus may perform inter prediction (motion compensation) based on the motion information to derive prediction samples using reference samples indicated by the motion information on a reference picture.
  • the current block including the prediction samples may be called a predicted block.
  • the decoding apparatus generates reconstructed samples based on the predicted samples (S2740). As described above, a reconstruction block / picture may be generated based on the reconstruction samples.
  • the decoding apparatus may obtain residual information (including information on quantized transform coefficients) from the bitstream, derive residual samples from the residual information, and predict the samples and the residual samples It is as described above that the reconstructed samples may be generated based on the values. It is as described above that an in-loop filtering procedure such as deblocking filtering, SAO and / or ALF procedure can be applied to the reconstructed picture to improve subjective / objective image quality as needed.
  • the method according to the above-described embodiments of the present document may be implemented in the form of software, and the encoding device and / or the decoding device according to the present document may be an image of a TV, computer, smartphone, set-top box, display device, etc. It may be included in the apparatus for performing the processing.
  • the above-described method may be implemented as a module (process, function, etc.) performing the above-described function.
  • Modules are stored in memory and can be executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor, and may be connected to the processor by various well-known means.
  • the processor may include an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media and / or other storage devices. That is, the embodiments described in this document may be implemented and implemented on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units illustrated in each drawing may be implemented and implemented on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip. In this case, information for implementation (ex. Information on instructions) or an algorithm may be stored in a digital storage medium.
  • the decoding device and encoding device to which the embodiment (s) of the present document are applied include multimedia broadcast transmission / reception devices, mobile communication terminals, home cinema video devices, digital cinema video devices, surveillance cameras, video communication devices, and video communication.
  • the OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet-connected TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, and a digital video recorder (DVR).
  • the processing method to which the embodiment (s) of this document is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to embodiment (s) of this document may also be stored on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer-readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium includes, for example, Blu-ray Disc (BD), Universal Serial Bus (USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk and optical. It may include a data storage device.
  • the computer-readable recording medium includes media implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission via the Internet).
  • the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
  • embodiment (s) of this document may be implemented as a computer program product by program code, and the program code may be executed on a computer by the embodiment (s) of this document.
  • the program code can be stored on a computer readable carrier.
  • FIG 29 shows an example of a content streaming system to which the embodiments disclosed in this document can be applied.
  • a content streaming system to which embodiments of the present document are applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server serves to compress a content input from multimedia input devices such as a smartphone, a camera, and a camcorder into digital data to generate a bitstream and transmit it to the streaming server.
  • multimedia input devices such as a smart phone, a camera, and a camcorder directly generate a bitstream
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generation method to which embodiments of the present document are applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits multimedia data to a user device based on a user request through a web server, and the web server serves as an intermediary to inform the user of the service.
  • the web server delivers it to the streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, in which case the control server serves to control commands / responses between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media storage and / or encoding server. For example, when content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a terminal for digital broadcasting, a personal digital assistants (PDA), a portable multimedia player (PMP), navigation, a slate PC, Tablet PC, ultrabook, wearable device (e.g., smartwatch, smart glass, head mounted display (HMD)), digital TV, desktop Computers, digital signage, and the like.
  • PDA personal digital assistants
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC slate PC
  • Tablet PC tablet
  • ultrabook ultrabook
  • wearable device e.g., smartwatch, smart glass, head mounted display (HMD)
  • digital TV desktop Computers, digital signage, and the like.
  • Each server in the content streaming system can be operated as a distributed server, and in this case, data received from each server can be distributed.

Abstract

본 문서에서 개시된 실시예에 따르면 히스토리 기반으로 현재 블록에 대한 HMVP(history-based motion vector prediction) 버퍼를 도출하고, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 HMVP 후보를 기반으로 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있고, 이를 통하여 인터 예측 효율을 높일 수 있다.

Description

히스토리 기반 영상 코딩 방법 및 그 장치
본 기술은 영상 코딩에 관한 것으로서 보다 상세하게는 히스토리 기반 영상 코딩 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 4K 또는 8K 이상의 UHD(Ultra High Definition) 영상/비디오와 같은 고해상도, 고품질의 영상/비디오에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상/비디오 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상/비디오 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상/비디오 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
또한, 최근 VR(Virtual Reality), AR(Artificial Realtiy) 컨텐츠나 홀로그램 등의 실감 미디어(Immersive Media)에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있으며, 게임 영상과 같이 현실 영상과 다른 영상 특성을 갖는 영상/비디오에 대한 방송이 증가하고 있다.
이에 따라, 상기와 같은 다양한 특성을 갖는 고해상도 고품질의 영상/비디오의 정보를 효과적으로 압축하여 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상/비디오 압축 기술이 요구된다.
본 문서의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 다른 기술적 과제는 효율적인 인터 예측 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 또 다른 기술적 과제는 히스토리 기반 움직임 벡터 도출하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 또 다른 기술적 과제는 HMVP(history-based motion vector prediction) 후보를 효율적으로 도출하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 또 다른 기술적 과제는 HMVP 버퍼를 효율적으로 업데이트하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 또 다른 기술적 과제는 HMVP 버퍼를 효율적으로 초기화하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 현재 블록에 대한 HMVP(history-based motion vector prediction) 버퍼를 도출하는 단계, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 HMVP 후보를 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하는 단계, 상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하는 단계, 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 단계, 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성하되, 현재 픽처 내에는 하나 이상의 타일이 존재하고, 상기 HMVP 버퍼는 현재 타일 내의 상기 현재 블록을 포함하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 다른 일 실시예에 따르면, 영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는 현재 블록에 대한 HMVP(history-based motion vector prediction) 버퍼를 도출하고, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 HMVP 후보를 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하고, 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측부, 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성하는 가산부를 포함하고, 현재 픽처 내에는 하나 이상의 타일이 존재하고, 상기 HMVP 버퍼는 현재 타일 내의 상기 현재 블록을 포함하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록에 대한 HMVP(history-based motion vector prediction) 버퍼를 도출하는 단계, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 HMVP 후보를 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하는 단계, 상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하는 단계, 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 단계, 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계, 및 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되, 현재 픽처 내에는 하나 이상의 타일이 존재하고, 상기 HMVP 버퍼는 현재 타일 내의 상기 현재 블록을 포함하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 영상 인코딩을 수행하는 인코딩 장치가 제공된다. 상기 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 HMVP(history-based motion vector prediction) 버퍼를 도출하고, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 HMVP 후보를 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하고, 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측부, 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출하는 레지듀얼 처리부, 및 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 엔트로피 인코딩부를 포함하되, 현재 픽처 내에는 하나 이상의 타일이 존재하고, 상기 HMVP 버퍼는 현재 타일 내의 상기 현재 블록을 포함하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행된 영상 인코딩 방법에 따라 생성된 인코딩된 영상 정보가 포함된 영상 데이터가 저장된 디지털 저장 매체를 제공한다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 상기 영상 디코딩 방법을 수행하도록 야기하는 인코딩된 영상 정보가 포함된 영상 데이터가 저장된 디지털 저장 매체를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면 효율적인 인터 예측을 통하여 레지듀얼 처리에 필요한 전송되는 데이터량을 줄일 수 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면 효율적으로 HMVP 버퍼를 관리할 수 잇다.
본 문서의 일 실시예에 따르면 효율적인 HMVP 버퍼 관리를 통하여 병렬 처리를 지원할 수 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면 인터 예측을 위한 움직임 벡터를 효율적으로 도출할 수 있다.
도 1은 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법의 예를 나타낸다.
도 5는 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법의 예를 나타낸다.
도 6은 인터 예측 절차를 예시적으로 나타낸다.
도 7은 종래의 머지 또는 AMVP 모드에서 움직임 정보 후보 도출을 위하여 사용되었던 공간적 주변 블록들을 예시적으로 나타낸다.
도 8은 HMVP 후보 기반 디코딩 절차의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 9는 FIFO 규칙에 따른 HMVP 테이블 업데이트를 예시적으로 나타낸다.
도 10은 제한된 FIFO 규칙에 따른 HMVP 테이블 업데이트를 예시적으로 나타낸다.
도 11은 병렬 처리를 위한 기법 중 하나인 WPP(Wavefront Parallel Processing)를 예시적으로 나타낸다.
도 12는 병렬 처리를 고려하여 일반 HMVP 방법을 적용할 때의 문제점을 예시적으로 나타낸다.
도 13은 본 문서의 일 실시예에 따른 히스토리 관리 버퍼(HMVP 버퍼)의 초기화 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 14는 일 실시예에 다른 HMVP 버퍼 관리 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 15는 다른 일 실시예에 다른 HMVP 버퍼 관리 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 16은 타일 구조에서의 HMVP 버퍼 초기화 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 17은 다른 일 실시예에 따른 타일의 첫번째 CTU를 대상으로 한 HMVP 버퍼 초기화 방법의 예를 나타낸다.
도 18은 또 다른 일 실시예에 따른 각 타일 내 CTU 행의 첫 번째 CTU을 대상으로 한 HMVP 관리 버퍼 초기화 방법의 예를 나타낸다.
도 19는 타일과 슬라이스가 동시에 존재하는 구조의 예를 나타낸다.
도 20은 각 타일 내 첫번째 CTU를 대상으로 HMVP 버퍼를 초기화하는 방법의 예를 나타낸다.
도 21은 타일 내 각 슬라이스를 대상으로 HMVP 버퍼를 초기화하는 방법의 예를 나타낸다.
도 22는 타일 그룹 내 첫번째 타일의 첫번째 CTU를 대상으로 하여 HMVP 버퍼를 초기화하는 예를 나타낸다.
도 23은 타일 그룹 내 각 타일의 첫번째 CTU를 대상으로 하여 HMVP 버퍼를 초기화하는 예를 나타낸다.
도 24는 타일 그룹내 각 타일의 CTU 행을 대상으로 HMVP 버퍼를 초기화하는 예를 나타낸다.
도 25 및 26은 본 문서의 실시예(들)에 따른 인터 예측 방법을 포함하는 비디오/영상 인코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 27 및 28은 본 문서의 실시예에 따른 인터 예측 방법을 포함하는 영상 디코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 29는 본 문서에서 개시된 실시예들이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
본 문서에서 제시된 방법은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 문서에서 제시된 방법의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, '적어도 하나의' 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 도는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 문서에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 문서에서 개시된 방법의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 문서의 개시범위에 포함된다.
이 문서는 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (versatile video coding) 표준에 개시되는 방법에 적용될 수 있다. 또한, 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 EVC (essential video coding) 표준, AV1 (AOMedia Video 1) 표준, AVS2 (2nd generation of audio video coding standard) 또는 차세대 비디오/영상 코딩 표준(ex. H.267 or H.268 등)에 개시되는 방법에 적용될 수 있다.
이 문서에서는 비디오/영상 코딩에 관한 다양한 실시예들을 제시하며, 다른 언급이 없는 한 상기 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다.
이 문서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)을 포함할 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일 그룹으로 구성될 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일들을 포함할 수 있다. 브릭은 픽처 내 타일 이내의 CTU 행들의 사각 영역을 나타낼 수 있다(a brick may represent a rectangular region of CTU rows within a tile in a picture). A tile may be partitioned into multiple bricks, each of which consisting of one or more CTU rows within the tile. A tile that is not partitioned into multiple bricks may be also referred to as a brick. A brick scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a brick, bricks within a tile are ordered consecutively in a raster scan of the bricks of the tile, and tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture. A tile is a rectangular region of CTUs within a particular tile column and a particular tile row in a picture. The tile column is a rectangular region of CTUs having a height equal to the height of the picture and a width specified by syntax elements in the picture parameter set. The tile row is a rectangular region of CTUs having a height specified by syntax elements in the picture parameter set and a width equal to the width of the picture. A tile scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a tile whereas tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture. A slice includes an integer number of bricks of a picture that may be exclusively contained in a single NAL unit. A slice may consists of either a number of complete tiles or only a consecutive sequence of complete bricks of one tile. 이 문서에서 타일 그룹과 슬라이스는 혼용될 수 있다. 예를 들어 본 문서에서 tile group/tile group header는 slice/slice header로 불리 수 있다.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나의 유닛은 하나의 루마 블록 및 두개의 크로마(ex. cb, cr) 블록을 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
이 문서에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석된다. 예를 들어, "A/B"는 "A 및/또는 B"로 해석되고, "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석된다. 추가적으로, "A/B/C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. 또한, "A, B, C"도 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. (In this document, the term "/" and "," should be interpreted to indicate "and/or." For instance, the expression "A/B" may mean "A and/or B." Further, "A, B" may mean "A and/or B." Further, "A/B/C" may mean "at least one of A, B, and/or C." Also, "A/B/C" may mean "at least one of A, B, and/or C.")
추가적으로, 본 문서에서 "또는"는 "및/또는"으로 해석된다. 예를 들어, "A 또는 B"은, 1) "A" 만을 의미하고, 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 문서의 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다. (Further, in the document, the term "or" should be interpreted to indicate "and/or." For instance, the expression "A or B" may comprise 1) only A, 2) only B, and/or 3) both A and B. In other words, the term "or" in this document should be interpreted to indicate "additionally or alternatively.")
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 문서의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략될 수 있다.
도 1은 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 비디오/영상 코딩 시스템은 제1 장치(소스 디바이스) 및 제2 장치(수신 디바이스)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오(video)/영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스, 인코딩 장치, 전송부를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부, 디코딩 장치 및 렌더러를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 수신/추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
도 2는 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 인코딩 장치라 함은 영상 인코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 인코딩 장치(200)는 영상 분할부(image partitioner, 210), 예측부(predictor, 220), 레지듀얼 처리부(residual processor, 230), 엔트로피 인코딩부(entropy encoder, 240), 가산부(adder, 250), 필터링부(filter, 260) 및 메모리(memory, 270)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(220)는 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 변환부(transformer, 232), 양자화부(quantizer 233), 역양자화부(dequantizer 234), 역변환부(inverse transformer, 235)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)은 감산부(subtractor, 231)를 더 포함할 수 있다. 가산부(250)는 복원부(reconstructor) 또는 복원 블록 생성부(recontructged block generator)로 불릴 수 있다. 상술한 영상 분할부(210), 예측부(220), 레지듀얼 처리부(230), 엔트로피 인코딩부(240), 가산부(250) 및 필터링부(260)는 실시예에 따라 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 인코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(270)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(270)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
영상 분할부(210)는 인코딩 장치(200)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조, 및/또는 터너리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 문서에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
인코딩 장치(200)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 인터 예측부(221) 또는 인트라 예측부(222)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(232)로 전송된다. 이 경우 도시된 바와 같이 인코더(200) 내에서 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 예측 신호(예측 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하는 유닛은 감산부(231)라고 불릴 수 있다. 예측부는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(222)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(222)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(221)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(221)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(221)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
예측부(220)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC) 예측 모드에 기반할 수도 있고 또는 팔레트 모드(palette mode)에 기반할 수도 있다. 상기 IBC 예측 모드 또는 팔레트 모드는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 팔레트 모드는 인트라 코딩 또는 인트라 예측의 일 예로 볼 수 있다. 팔레트 모드가 적용되는 경우 팔레트 테이블 및 팔레트 인덱스에 관한 정보를 기반으로 픽처 내 샘플 값을 시그널링할 수 있다.
상기 예측부 (인터 예측부(221) 및/또는 상기 인트라 예측부(222) 포함)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 변환부(232)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(233)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(233)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 본 문서에서 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 전달/시그널링되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 비디오/영상 정보에 포함될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(240)에 포함될 수도 있다.
양자화부(233)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(234) 및 역변환부(235)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다. 가산부(250)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(221) 또는 인트라 예측부(222)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(250)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편 픽처 인코딩 및/또는 복원 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(260)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(260)은 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(270), 구체적으로 메모리(270)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(260)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(270)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(221)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(200)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(270) DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(221)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(221)에 전달할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(222)에 전달할 수 있다.
도 3은 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoder, 310), 레지듀얼 처리부(residual processor, 320), 예측부(predictor, 330), 가산부(adder, 340), 필터링부(filter, 350) 및 메모리(memoery, 360)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(330)는 인터 예측부(331) 및 인트라 예측부(332)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 역양자화부(dequantizer, 321) 및 역변환부(inverse transformer, 321)를 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(310), 레지듀얼 처리부(320), 예측부(330), 가산부(340) 및 필터링부(350)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(360)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(360)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(300)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 블록 분할 관련 정보를 기반으로 유닛들/블록들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 코딩 유닛으로부터 하나 이상의 변환 유닛이 도출될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(300)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(310)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(310)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 더 기반으로 픽처를 디코딩할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩되어 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(310)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 레지듀얼 처리부(320)로 입력될 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플들, 레지듀얼 샘플 어레이)를 도출할 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(350)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(300)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(310)의 구성요소일 수도 있다. 한편, 본 문서에 따른 디코딩 장치는 비디오/영상/픽처 디코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)로 구분할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 상기 엔트로피 디코딩부(310)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 상기 역양자화부(321), 역변환부(322), 가산부(340), 필터링부(350), 메모리(360), 인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(321)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
역변환부(322)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(310)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
예측부(320)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC) 예측 모드에 기반할 수도 있고 또는 팔레트 모드(palette mode)에 기반할 수도 있다. 상기 IBC 예측 모드 또는 팔레트 모드는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 팔레트 모드는 인트라 코딩 또는 인트라 예측의 일 예로 볼 수 있다. 팔레트 모드가 적용되는 경우 팔레트 테이블 및 팔레트 인덱스에 관한 정보가 상기 비디오/영상 정보에 포함되어 시그널링될 수 있다.
인트라 예측부(331)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(331)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(332)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(332)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(340)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(332) 및/또는 인트라 예측부(331) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(340)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 출력될 수도 있고 또는 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(350)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(350)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(360), 구체적으로 메모리(360)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(360)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(332)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(331)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 인코딩 장치(100)의 필터링부(260), 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)에서 설명된 실시예들은 각각 디코딩 장치(300)의 필터링부(350), 인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다
상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치의 예측부는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들(e.g. 샘플값들, 또는 움직임 정보 등)에 의존적인 방법으로 도출되는 예측을 나타낼 수 있다(Inter prediction can be a prediction derived in a manner that is dependent on data elements (e.g., sample values or motion information) of picture(s) other than the current picture). 현재 블록에 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록(예측 샘플 어레이)을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측이 적용되는 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 선택(사용)되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 (노멀) 머지 모드의 경우에, 현재 블록의 움직임 정보는 선택된 주변 블록의 움직임 정보와 같을 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 선택된 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)은 시그널링될 수 있다. 이 경우 상기 움직임 벡터 예측자 및 움직임 벡터 차분의 합을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다
인터 예측에 기반한 비디오/영상 인코딩 절차는 개략적으로 예를 들어 다음을 포함할 수 있다.
도 4는 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법의 예를 나타낸다.
인코딩 장치는 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행한다(S400). 인코딩 장치는 현재 블록의 인터 예측 모드 및 움직임 정보를 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측 모드 결정, 움직임 정보 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 인코딩 장치의 인터 예측부는 예측 모드 결정부, 움직임 정보 도출부, 예측 샘플 도출부를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부에서 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부에서 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하고, 예측 샘플 도출부에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치의 인터 예측부는 움직임 추정(motion estimation)을 통하여 참조 픽처들의 일정 영역(서치 영역) 내에서 상기 현재 블록과 유사한 블록을 서치하고, 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이를 기반으로 상기 참조 블록이 위치하는 참조 픽처를 가리키는 참조 픽처 인덱스를 도출하고, 상기 참조 블록과 상기 현재 블록의 위치 차이를 기반으로 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 인코딩 장치는 다양한 예측 모드들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드를 결정할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 다양한 예측 모드들에 대한 RD cost를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 예측 모드를 결정할 수 있다.
예를 들어, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 가리키는 참조 블록들 중 상기 현재 블록과 중 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 도출된 참조 블록과 연관된 머지 후보가 선택되며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스 정보가 생성되어 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다.
다른 예로, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 상술한 움직임 추정에 의하여 도출된 참조 블록을 가리키는 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 움직임 벡터로 이용될 수 있으며, 상기 mvp 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 벡터와의 차이가 가장 작은 움직임 벡터를 갖는 mvp 후보가 상기 선택된 mvp 후보가 될 있다. 상기 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 mvp를 뺀 차분인 MVD(motion vector difference)가 도출될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보가 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 또한, (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 참조 픽처 인덱스의 값은 참조 픽처 인덱스 정보 구성되어 별도로 상기 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S410). 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들의 비교를 통하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩한다(S420). 인코딩 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로 예측 모드 정보(ex. skip flag, merge flag or mode index 등) 및 움직임 정보에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보에 관한 정보는 움직임 벡터를 도출하기 위한 정보인 후보 선택 정보(ex. merge index, mvp flag or mvp index)를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 상술한 MVD에 관한 정보 및/또는 참조 픽처 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 L0 예측, L1 예측, 또는 쌍(bi) 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
출력된 비트스트림은 (디지털) 저장매체에 저장되어 디코딩 장치로 전달될 수 있고, 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 인코딩 장치는 상기 참조 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이는 디코딩 장치에서 수행되는 것과 동일한 예측 결과를 인코딩 장치에서 도출하기 위함이며, 이를 통하여 코딩 효율을 높일 수 있기 때문이다. 따라서, 인코딩 장치는 복원 픽처(또는 복원 샘플들, 복원 블록)을 메모리에 저장하고, 인터 예측을 위한 참조 픽처로 활용할 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
인터 예측에 기반한 비디오/영상 디코딩 절차는 개략적으로 예를 들어 다음을 포함할 수 있다.
도 5는 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법의 예를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 디코딩 장치는 상기 인코딩 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 디코딩 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
구체적으로 디코딩 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다(S500). 디코딩 장치는 상기 예측 정보 내의 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 어떤 인터 예측 모드가 적용되는지 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 merge flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 머지 모드가 적용되는지 또는 (A)MVP 모드가 결정되는지 여부를 결정할 수 있다. 또는 상기 mode index를 기반으로 다양한 인터 예측 모드 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 상기 인터 예측 모드 후보들은 스킵 모드, 머지 모드 및/또는 (A)MVP 모드를 포함할 수 있고, 또는 후술하는 다양한 인터 예측 모드들을 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 결정된 인터 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출한다(S510). 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(merge index)를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다.
다른 예로, 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(mvp flag or mvp index)를 기반으로 수행될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 MVD를 도출할 수 있으며, 상기 현재 블록의 mvp와 상기 MVD를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 또한, 상기 참조 픽처 인덱스 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 상기 현재 블록에 관한 참조 픽처 리스트 내에서 상기 참조 픽처 인덱스가 가리키는 픽처가 상기 현재 블록의 인터 예측을 위하여 참조되는 참조 픽처로 도출될 수 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 후보 리스트 구성 없이 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있으며, 이 경우 후술하는 예측 모드에서 개시된 절차에 따라 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있다. 이 경우 상술한 바와 같은 후보 리스트 구성은 생략될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S520). 이 경우 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 상기 참조 픽처를 도출하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 상기 참조 픽처 상에서 가리키는 참조 블록의 샘플들을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 이 경우 후술하는 바와 같이 경우에 따라 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 전부 또는 일부에 대한 예측 샘플 필터링 절차가 더 수행될 수 있다.
예를 들어, 디코딩 장치의 인터 예측부는 예측 모드 결정부, 움직임 정보 도출부, 예측 샘플 도출부를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부에서 수신된 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부에서 수신된 움직임 정보에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보(움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스 등)를 도출하고, 예측 샘플 도출부에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성한다(S530). 디코딩 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. (S540). 이후 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
도 6은 인터 예측 절차를 예시적으로 나타낸다.
도 6을 참조하면, 상술한 바와 같이 인터 예측 절차는 인터 예측 모드 결정 단계, 결정된 예측 모드에 따른 움직임 정보 도출 단계, 도출된 움직임 정보에 기반한 예측 수행(예측 샘플 생성) 단계를 포함할 수 있다. 상기 인터 예측 절차는 상술한 바와 같이 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 수행될 수 있다. 본 문서에서 코딩 장치라 함은 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 코딩 장치는 현재 블록에 대한 인터 예측 모드를 결정한다(S600). 픽처 내 현재 블록의 예측을 위하여 다양한 인터 예측 모드가 사용될 수 있다. 예를 들어, 머지 모드, 스킵 모드, MVP(motion vector prediction) 모드, 어파인(Affine) 모드, 서브블록 머지 모드, MMVD (merge with MVD) 모드 등 다양한 모드가 사용될 수 있다. DMVR (Decoder side motion vector refinement) 모드, AMVR(adaptive motion vector resolution) 모드, Bi-prediction with CU-level weight (BCW), Bi-directional optical flow (BDOF) 등이 부수적인 모드로 더 혹은 대신 사용될 수 있다. 어파인 모드는 어파인 움직임 예측(affine motion prediction) 모드라고 불릴 수도 있다. MVP 모드는 AMVP(advanced motion vector prediction) 모드라고 불릴 수도 있다. 본 문서에서 일부 모드 및/또는 일부 모드에 의하여 도출된 움직임 정보 후보는 다른 모드의 움직임 정보 관련 후보들 중 하나로 포함될 수도 있다. 예를 들어, HMVP 후보는 상기 머지/스킵 모드의 머지 후보로 추가될 수 있고, 또는 상기 MVP 모드의 mvp 후보로 추가될 수도 있다. 상기 HMVP 후보가 상기 머지 모드 또는 스킵 모드의 움직임 정보 후보로 사용되는 경우, 상기 HMVP 후보는 HMVP 머지 후보라고 불릴 수 있다.
현재 블록의 인터 예측 모드를 가리키는 예측 모드 정보가 인코딩 장치로부터 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 예측 모드 정보는 비트스트림에 포함되어 디코딩 장치에 수신될 수 있다. 상기 예측 모드 정보는 다수의 후보 모드들 중 하나를 지시하는 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 또는, 플래그 정보의 계층적 시그널링을 통하여 인터 예측 모드를 지시할 수도 있다. 이 경우 상기 예측 모드 정보는 하나 이상의 플래그들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스킵 플래그를 시그널링하여 스킵 모드 적용 여부를 지시하고, 스킵 모드가 적용 안되는 경우에 머지 플래그를 시그널링하여 머지 모드 적용 여부를 지시하고, 머지 모드가 적용 안되는 경우에 MVP 모드 적용되는 것으로 지시하거나 추가적인 구분을 위한 플래그를 더 시그널링할 수도 있다. 어파인 모드는 독립적인 모드로 시그널링될 수도 있고, 또는 머지 모드 또는 MVP 모드 등에 종속적인 모드로 시그널링될 수도 있다. 예를 들어, 어파인 모드는 어파인 머지 모드 및 어파인 MVP 모드를 포함할 수 있다.
코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보를 도출한다(S610). 상기 움직임 정보 도출을 상기 인터 예측 모드를 기반으로 도출될 수 있다.
코딩 장치는 현재 블록의 움직임 정보를 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다. 인코딩 장치는 움직임 추정(motion estimation) 절차를 통하여 현재 블록에 대한 최적의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 원본 픽처 내 원본 블록을 이용하여 상관성이 높은 유사한 참조 블록을 참조 픽처 내의 정해진 탐색 범위 내에서 분수 픽셀 단위로 탐색할 수 있고, 이를 통하여 움직임 정보를 도출할 수 있다. 블록의 유사성은 위상(phase) 기반 샘플 값들의 차를 기반으로 도출할 수 있다. 예를 들어, 블록의 유사성은 현재 블록(or 현재 블록의 템플릿)과 참조 블록(or 참조 블록의 템플릿) 간 SAD를 기반으로 계산될 수 있다. 이 경우 탐색 영역 내 SAD가 가장 작은 참조 블록을 기반으로 움직임 정보를 도출할 수 있다. 도출된 움직임 정보는 인터 예측 모드 기반으로 여러 방법에 따라 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보를 기반으로 인터 예측을 수행한다(S620). 코딩 장치는 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플(들)을 도출할 수 있다. 상기 예측 샘플들을 포함하는 현재 블록은 예측된 블록이라고 불릴 수 있다.
한편, 인터 예측에 있어 종래의 머지 또는 AMVP 모드에 따르면, 현재 블록의 공간적/시간적으로 인접한 블록의 움직임 벡터를 움직임 정보 후보로 사용함으로써 움직임 정보량을 줄이는 방법이 사용되어 왔다. 예를 들어, 현재 블록의 움직임 정보 후보들을 도출하기 위하여 사용되는 주변 블록들은 현재 블록의 좌하측 코너 주변 블록, 좌측 주변 블록, 우상측 코너 주변 블록, 상측 주변 블록, 좌상측 코너 주변 블록을 포함할 수 있었다.
도 7은 종래의 머지 또는 AMVP 모드에서 움직임 정보 후보 도출을 위하여 사용되었던 공간적 주변 블록들을 예시적으로 나타낸다.
기본적으로 상기 공간적 주변 블록은 현재 블록과 바로 맞닿아 있는 블록으로 제한되어 왔다. 이는 하드웨어 구현성을 높이기 위한 것으로 현재 블록과 멀리 떨어져 있는 블록의 정보를 유도하기 위하여는 라인버퍼 증가 등의 이슈가 발생되기 때문이었다. 그러나, 현재 블록의 움직임 정보 후보를 도출하기 위하여 인접하지 않은 블록의 움직임 정보 사용하는 것은 다양한 후보를 구성할 수 있으므로 성능 향상을 가져올 수 있다. 라인버퍼 증가 없이 인접하지 않은 블록의 움직임 정보를 사용하기 위해 HMVP(History based Motion Vector Prediction) 방법이 사용될 수 있다. 본 문서에서 HMVP는 History based Motion Vector Prediction 또는 History based Motion Vector Predictor를 나타낼 수 있다. 본 문서에 따르면 HMVP를 이용하여 효율적으로 인터 예측을 수행할 수 있으며, 병렬 프로세싱을 지원할 수 있다. 예를 들어, 본 문서의 실시예에서는 병렬화 프로세싱을 위해 히스토리 버퍼를 관리하는 다양한 방법을 제안하고 있으며, 이를 기반으로 병렬 프로세싱이 지원될 수 있다. 다만, 병렬 프로세싱을 지원한다 함은 병렬 프로세싱이 필수적으로 수행되어야 한다는 의미는 아니며, 하드웨어 성능이나 서비스 형태를 고려하여 코딩 장치가 병렬 프로세싱을 수행할 수도 있고, 수행하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 코딩 장치가 멀티 코어 프로세서를 구비한 경우 코딩 장치는 슬라이스들, 브릭들 및/또는 타일들 중 일부를 병렬 처리할 수 있다. 한편, 코딩 장치가 싱글 코어 프로세서를 구비한 경우이거나 혹은 멀티 코어 프로세서를 구비한 경우에도 코딩 장치는 연산 및 메모리 부담을 줄이면서 순차적 프로세싱을 수행할 수도 있다.
상술한 HMVP 방법에 따른 HMVP 후보는 이전에 코딩된 블록의 움직임 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 현재 픽처 내 블록 코딩 순서에 따라 이전에 코딩된 블록의 움직임 정보는 만약 상기 이전에 코딩된 블록이 현재 블록에 인접하지 않으면 상기 현재 블록의 움직임 정보로 고려되지 않았다. 그러나, HMVP 후보는 상기 이전에 코딩된 블록이 현재 블록에 인접한지 여부를 고려하지 않고 현재 블록의 움직임 정보 후보(ex. 머지 후보 또는 MVP 후보)로 고려될 수 있다. 이 경우, 복수개의 HMVP 후보가 버퍼에 저장될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, HMVP 후보(HMVP 머지 후보)가 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 이 경우, 상기 HMVP 후보는 머지 후보 리스트에 포함되는 공간적 머지 후보들 및 시간적 머지 후보 다음에 추가될 수 있다.
HMVP 방법에 따르면 이전에 코딩된 블록의 움직임 정보가 테이블 형태로 저장될 수 있으며, 현재 블록의 움직임 정보 후보(ex. 머지 후보)로 사용될 수 있다. 복수의 HMVP 후보들을 포함하는 테이블(or 버퍼, 리스트)이 인코딩/디코딩 절차 동안 유지될 수 있다. 상기 테이블(or 버퍼, 리스트)은 HMVP 테이블(or 버퍼, 리스트)이라고 불릴 수 있다. 본 문서의 일 실시예에 따르면 상기 테이블(or 버퍼, 리스트)은 새로운 슬라이스를 접하는(encounter) 경우 초기화될 수 있다. 또는 본 문서의 일 실시예에 따르면 상기 테이블(or 버퍼, 리스트)은 새로운 CTU 행을 접하는 경우 초기화될 수 있다. 상기 테이블이 초기화되는 경우 상기 테이블에 포함된 HMVP 후보들의 개수는 0으로 설정될 수 있다. 상기 테이블(or 버퍼, 리스트)의 사이즈는 특정 값(ex. 5 등)으로 고정될 수 있다. 예를 들어, 인터 코딩된 블록이 있는 경우, 연관된 움직임 정보가 상기 테이블의 마지막 엔트리로 새로운 HMVP 후보로써 추가될 수 있다. 상기 (HMVP) 테이블은 (HMVP) 버퍼 또는 (HMVP) 리스트로 불릴 수 있다.
도 8은 HMVP 후보 기반 디코딩 절차의 예를 개략적으로 나타낸다. 여기서, HMVP 후보 기반 디코딩 절차는 HMVP 후보 기반 인터 예측 절차를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 디코딩 장치는 HMVP 후보(들)을 포함하는 HMVP 테이블을 로드하고, 상기 HMVP 후보(들) 중 적어도 하나를 기반으로 블록을 디코딩한다. 구체적으로 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 HMVP 후보(들) 중 적어도 하나를 기반으로 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있으며, 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행하여, 예측된 블록(예측 샘플 포함)을 도출할 수 있다. 상기 예측된 블록을 기반으로 복원 블록이 생성될 수 있음은 상술한 바와 같다. 상기 현재 블록의 도출된 움직임 정보는 상기 테이블에 업데이트될 수 있다. 이 경우 상기 움직임 정보가 상기 테이블의 마지막 엔트리로 새로운 HMVP 후보로써 추가될 수 있다. 만약, 상기 테이블에 기존에 포함된 HMVP 후보들의 개수가 상기 테이블의 사이즈와 같은 경우, 상기 테이블에 처음으로 들어온 후보가 삭제되고, 상기 도출된 움직임 정보가 상기 테이블의 마지막 엔트리로 새로운 HMVP 후보로써 추가될 수 있다.
도 9는 FIFO 규칙에 따른 HMVP 테이블 업데이트를 예시적으로 나타내고, 도 10은 제한된 FIFO 규칙에 따른 HMVP 테이블 업데이트를 예시적으로 나타낸다.
상기 테이블에는 FIFO(first-in-first-out) 규칙이 적용될 수 있다. 예를 들어, 만약 테이블 사이즈 S가 16인 경우, 이는 16개의 HMVP 후보들이 상기 테이블에 포함될 수 있음을 나타낸다. 만약 이전에 코딩된 블록들로부터 16개보다 많은 HMVP 후보들이 발생하는 경우, FIFO 규칙이 적용될 수 있으며, 이를 통하여 상기 테이블은 가장 최근 코딩된 최대 16개의 움직임 정보 후보들을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 도 9에 도시되 바와 같이, FIFO 규칙이 적용되어 가장 오래된 HMVP 후보가 제거되고, 새로운 HMVP 후보가 추가될 수 있다.
한편, 코딩 효율을 더 향상시키기 위하여, 도 10에 도시된 바와 같이 제한된 FIFO 규칙이 적용될 수도 있다. 도 10을 참조하면, HMVP 후보를 테이블에 삽입할 때, 먼저 중복 체크(redundancy check)가 먼저 적용될 수 있다. 이를 통하여 동일한 움직임 정보를 갖는 HMVP 후보가 이미 상기 테이블에 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 상기 테이블에 동일한 움직임 정보를 갖는 HMVP 후보가 존재하는 경우, 상기 동일한 움직임 정보를 갖는 HMVP 후보는 상기 테이블에서 제거되고, 상기 제거되는 HMVP 후보 이후의 HMVP 후보들은 한칸씩 움직이며(즉, 각 인덱스들 -1), 이후 새로운 HMVP 후보가 삽입될 수 있다.
상술한 바와 같이 HMVP 후보들은 머지 후보 리스트 구성 절차에서 사용될 수 있다. 이 경우 예를 들어, 상기 테이블 내의 마지막 엔트리부터 처음 엔트리까지 삽입 가능한 모든 HMVP 후보들은 공간적 머지 후보들 및 시간적 머지 후보 다음에 삽입될 수 있다. 이 경우 프루닝 체크가 HMVP 후보들에 대하여 적용될 수 있다. 허용되는 최대 머지 후보의 개수는 시그널링될 수 있으며, 가용 머지 후보의 전체 개수가 최대 머지 후보의 개수에 도달하는 경우, 상기 머지 후보 리스트 구성 절차는 종료될 수 있다.
유사하게, HMVP 후보들은 (A)MVP 후보 리스트 구성 절차에서 사용될 수도 있다. 이 경우, HMVP 테이블 내 마지막 k개의 HMVP 후보들의 움직임 벡터들이 MVP 후보 리스트를 구성하는 TMVP 후보 다음에 추가될 수 있다. 이 경우, 예를 들어, MVP 타겟 참조 픽처와 동일한 참조 픽처를 갖는 HMVP 후보가 상기 MVP 후보 리스트 구성을 위하여 사용될 수 있다. 여기서 MVP 타겟 참조 픽처는 상기 MVP 모드가 적용된 현재 블록의 인터 예측을 위한 참조 픽처를 나타낼 수 있다. 이 경우 프루닝 체크가 HMVP 후보들에 대하여 적용될 수 있다. 상기 k는 예를 들어 4일 수 있다. 다만 이는 예시로서 상기 k는 1, 2, 3, 4 등 다양한 값을 가질 수 있다.
한편, 전체 머지 후보의 개수가 15와 같거나 더 큰 경우, 다음 표 1과 같이 truncated unary plus fixed length (with 3 bits) 이진화(binarization) 방법이 머지 인덱스 코딩을 위하여 적용될 수 있다.
Figure PCTKR2019012991-appb-T000001
상기 표는 Nmrg=15인 경우를 가정하였고, Nmrg는 머지 후보들의 전체 개수를 나타낸다.
한편, 비디오 코덱을 적용한 솔루션 개발 시 구현 최적화를 위해 영상/비디오 코딩에 있어서 병렬 처리가 지원될 수도 있다.
도 11은 병렬 처리를 위한 기법 중 하나인 WPP(Wavefront Parallel Processing)를 예시적으로 나타낸다.
도 11을 참조하면, WPP가 적용되는 경우, CTU 행 단위로 병렬화 처리가 될 수 있다. 이 경우, X 표시된 블록들을 코딩(인코딩/디코딩)하는 경우에 화살표가 가리키는 위치와 디펜던시가 존재하게 된다. 따라서 현재 코딩하고자 하는 블록의 우상측 CTU가 코딩 완료되는 것을 기다려야 한다. 또한, WPP가 적용되는 경우, CABAC 확률 테이블(또는 컨택스트 정보)의 초기화는 슬라이스 단위로 이뤄질 수 있으며, 엔트로피 인코딩/디코딩을 포함하여 병렬화 처리하기 위해서는 CTU 행 단위로 CABAC 확률 테이블(또는 컨택스트 정보)이 초기화 되어야 한다. WPP는 효율적인 초기화 위치를 정하기 위해 제안된 기술이라고 볼 수 있다. WPP가 적용되는 경우, 각 LCT 행들은 서브스트림이라고 불릴 수 있으며, 코딩 장치가 다수의 프로세싱 코어를 구비한 경우 병렬 처리가 지원될 수 있다. 예를 들어, WPP가 적용되는 경우, 3개의 프로세싱 코어(core)가 디코딩을 병렬적으로 처리한다면, 첫 번째 프로세싱 코어는 서브스트림 0을 디코딩하고, 두 번째 프로세싱 코어는 서브스트림 1을 디코딩하며, 세 번째 프로세싱 코어는 서브스트림 2를 디코딩할 수 있다. WPP가 적용되는 경우에는 n 번째(n은 정수) 서브스트림에 대하여 코딩이 진행된 후, n 번째 째 서브스트림의 두 번째 CTU 혹은 LCU에 대한 코딩이 완료된 후, n+1 번째 서브스트림에 대한 코딩이 진행될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 코딩의 경우, n번째 서브스트림의 2 번째 LCU에 대한 엔트로피 코딩이 완료되면, n+1번째 서브스트림의 1 번째 LCU는, n번째 서브스트림의 2번째 LCU에 대한 콘텍스트 정보를 기반으로 엔트로피 코딩될 수 있다. 이때, 슬라이스 내에서 서브스트림들의 개수는 LCU행들의 개수와 동일할 수 있다. 또한, 슬라이스 내에서 서브스트림들의 개수는 엔트리 포인트들의 개수와 동일할 수 있다. 이때, 엔트리 포인트들의 개수는 엔트리 포인트 오프셋들의 개수에 의해 특정될 수 있다. 예컨대, 엔트리 포인트들의 개수는 엔트리 포인트 오프셋들의 개수보다 1 큰 값을 가질 수 있다. 엔트리 포인트 오프셋들의 개수에 관한 정보 및/또는 오프셋들의 값에 대한 정보가 상술한 비디오/영상 정보에 포함되어 인코딩될 수 있고, 비트스트림을 통하여 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 한편, 코딩 장치가 하나의 프로세싱 코어를 구비한 경우 하나의 서브스트림 단위로 코딩 처리를 수행하며, 이를 통하여 메모리 부하 및 코딩 디펜던시를 줄일 수 있다.
상술한 HMVP 방법은 미리 정해진 버퍼(HMVP 테이블) 크기만큼 각 블록의 코딩 절차에서 도출된 움직임 정보를 후보로 저장한다. 이 경우 도 9에서 부가 조건 없이 개시한 것처럼 버퍼 수만큼 후보를 채울 수 있고, 또는 새롭게 추가되는 후보와 버퍼(HMVP 테이블) 내에 존재하는 후보와의 중복 체크를 통하여 중복되지 않도록 후보를 채울 수도 이다. 이를 통하여 다양한 후보를 구성할 수 있다. 그러나, 비디오 코덱을 적용한 솔루션 개발 시 HMVP 후보들이 버퍼에 채워지는 시점을 일반적으로 알 수 없기 때문에 WPP를 적용하거나 WPP 을 적용하지 않더라도 병렬 처리가 가능하도록 구현하는 것이 불가능하다.
도 12는 병렬 처리를 고려하여 일반 HMVP 방법을 적용할 때의 문제점을 예시적으로 나타낸다.
도 12를 참조하면, WPP와 같이 각 CTU 행 단위로 병렬화 하는 경우, HMVP 버퍼의 디펜던시 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, N(N>=1)번째 CTU 행에서의 첫번째 CTU를 위한 HMVP 버퍼는 N-1번째 CTU 행에 존재하는 블록, 예를들어, N-1번째 CTU 행의 마지막 CTU내 블록의 코딩(인코딩/디코딩)이 완료되어야 채워질 수 있기 때문이다. 즉, 현재 구조 하에서 병렬 처리가 적용되는 경우에는 디코딩 장치는 현재 HMVP 버퍼에 저장된 HMVP 후보들이 현재 (대상) 블록의 디코딩을 위하여 사용되는 HMVP 버퍼가 맞는지 여부를 알 수 없다. 이는 순차적 처리를 적용하는 경우에 현재 블록의 코딩 시점에서 도출되는 HMVP 버퍼와 병렬 처리를 적용하는 경우에 현재 블록의 코딩 시점에서 도출되는 HMVP 버퍼에 차이가 발생할 수 있기 때문이다.
본 문서의 일 실시예에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, HMVP를 적용할 때, 히스토리 관리 버퍼(HMVP 버퍼)를 초기화 해줌으로써 병렬 처리가 지원될 수 있도록 한다.
도 13은 본 문서의 일 실시예에 따른 히스토리 관리 버퍼(HMVP 버퍼)의 초기화 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 13을 참조하면, CTU 행의 첫 CTU마다 HMVP 버퍼가 초기화될 수 있다. 즉, CTU 행의 첫 CTU를 코딩하는 경우, HMVP 버퍼를 초기화하여 HMVP 버퍼에 포함된 HMVP 후보들의 개수가 0이 되도록 할 수 있다. 상기와 같이 CTU 행마다 HMVP 버퍼를 초기화함으로써, 병렬 처리가 지원되는 경우에도 제약 없이 현재 블록의 좌측 방향에 위치하는 CTU들의 코딩 과정에서 도출된 HMVP 후보들을 사용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 현재 블록인 현재 CU가 CTU 행의 첫번째 CTU에 위치하고, 현재 CU가 상기 첫번째 CTU의 첫번째 CU에 해당하는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 HMVP 후보들의 개수가 0이다. 또한, 예를 들어 상기 CTU 행에서 현재 CU보다 앞서 코딩된 CU가 인터 모드로 코딩되면, 상기 앞서 코딩된 CU의 움직임 정보를 기반으로 HMVP 후보가 도출되어 상기 HMVP 버퍼에 포함될 수 있다.
도 14는 일 실시예에 다른 HMVP 버퍼 관리 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 14를 참조하면, 슬라이스 단위로 HMVP 버퍼를 초기화할 수 있으며, 슬라이스 내 CTU들에 대해서도 코딩 대상 CTU(현재 CTU)가 각 CTU 행의 첫번째 CTU 인지 여부를 판단할 수 있다. 도 14에서는 예시로서 (ctu_idx % Num)이 0이면, 첫번째 CTU로 판단되는 것으로 기술하였다. 이 때, Num은 각 CTU 행에서의 CTU개수를 의미한다. 다른 예로, 상술한 브릭 개념을 이용하는 경우, ctu_idx_in_brick % BrickWidth)가 0이면, (해당 브릭 내) CTU 행의 첫번째 CTU인 것으로 판단할 수 있다. 여기서, ctu_idx_in_brick은 상기 브릭 내 해당 CTU의 인덱스를 나타내고, BrickWidth는 해당 브릭의 너비를 CTU 단위로 나타낸다. 즉, BrickWidth는 해당 브릭 내 CTU 열의 개수를 나타낼 수 잇다. 현재 CTU가 CTU 행의 첫번째 CTU인 경우에는 HMVP 버퍼를 초기화(즉, HMVP 버퍼 내 후보들의 개수를 0으로 설정)하고, 그렇지 않은 경우에는 HMVP 버퍼를 유지한다. 이후 해당 CTU 내 각 CU별 예측 과정(ex. 머지 or MVP 모드 기반)을 거치며, 이 때 HMVP 버퍼에 저장된 후보가 머지 모드 또는 MVP 모드의 움직임 정보 후보(ex. 머지 후보 or MVP 후보)로 포함될 수 있다. 머지 모드 또는 MVP 모드 등에 기반한 인터 예측 과정에서 도출된 대상 블록(현재 블록)의 움직임 정보는 HMVP 버퍼에 새로운 HMVP 후보로 저장(업데이트)된다. 이 경우 상술한 중복 체크 과정이 더 수행될 수 있다. 이후 CU 및 CTU에 대하여도 상술한 절차가 반복될 수 있다.
다른 예로, HMVP를 적용할 때, 매 CTU 마다 HMVP 버퍼를 초기화 함으로써 CTU 단위의 디펜던시를 제거할 수도 있다.
도 15는 다른 일 실시예에 다른 HMVP 버퍼 관리 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 15를 참조하면, 현재 CTU가 각 CTU 행의 첫번째 CTU 인지 여부 판단없이 CTU 마다 HMVP 버퍼 초기화를 수행할 수 있다. 이 경우, CTU 단위로 HMVP 버퍼가 초기화 되므로 CTU 내에 존재하는 블록들의 움직임 정보가 HMVP 테이블에 저장된다. 이 경우, 동일 CTU 내에 있는 블록(ex. CU)들의 움직임 정보를 기반으로 HMVP 후보를 도출할 수 있으며, 다음과 같이 현재 CTU가 각 CTU 행의 첫번째 CTU 인지 여부 판단없이 HMVP 버퍼 초기화가 가능해진다.
상술한 바와 같이 HMVP 버퍼를 슬라이스 단위로 초기화할 수 있으며, 이를 통하여 현재 블록과 공간적으로 떨어져 있는 블록의 움직임 벡터를 사용하는 것이 가능하다. 하지만 이 경우에 슬라이스 내에서는 병렬 처리 지원이 불가능하므로 상술한 실시예들에서는 CTU 행이나 CTU 단위로 버퍼를 초기화하는 방법을 제안하였다. 즉, 본 문서의 실시예들에 따르면 HMVP 버퍼는 슬라이스 단위로 초기화될 수 있고, 슬라이스 내에서는 CTU 행 단위로 초기화될 수 있다.
한편, 한 픽처를 코딩(인코딩/디코딩)할 때 해당 픽처를 슬라이스 단위로 분할할 수도 있고, 및/또는 해당 픽처를 타일 단위로 분할할 수도 있다. 예를 들어, 에러 내성(error resilience)를 고려하여 해당 픽처를 슬라이스 단위로 분할할 수도 있고, 또는 해당 픽처 내의 일부 영역을 인코딩/디코딩하기 위하여 해당 픽처를 타일 단위로 분할할 수도 있다. 한 픽처가 여러 개의 타일로 분할 될 때, HMVP 관리 버퍼를 적용할 경우, 해당 픽처 내의 CTU 행 단위로 초기화를 수행, 즉, 픽처 내 각 CTU 행의 첫 번째 CTU에서 HMVP 버퍼를 초기화하는 것은 픽처의 일부분을 부호화/복호화하기 위한 타일 구조에서는 적합하지 않다.
도 16은 타일 구조에서의 HMVP 버퍼 초기화 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 16과 같이 타일1, 타일3의 경우 각 타일 단위로 HMVP 관리 버퍼가 초기화 되지 않으므로 각각 타일0, 타일2와의 (HMVP) 의존성(dependency)가 발생한다. 따라서, 타일이 존재할 때 다음과 같은 방법으로 HMVP 버퍼를 초기화 하는 것이 가능하다.
일 예로, CTU 단위로 HMVP 버퍼를 초기화 할 수 있다. 이는 타일, 슬라이스 등을 구분하지 않고 적용될 수 있음은 당연하다.
다른 예로, 각 타일의 첫번째 CTU를 대상으로 HMVP 버퍼를 초기화 할 수 있다.
도 17은 다른 일 실시예에 따른 타일의 첫번째 CTU를 대상으로 한 HMVP 버퍼 초기화 방법의 예를 나타낸다.
도 17을 참조하면, 각 타일의 첫번째 CTU를 코딩함에 있어서, HMVP 버퍼가 초기화된다. 즉, 타일0을 코딩할 때 HMVP 버퍼0이 초기화되어 사용되고, 타일1을 코딩할 때 HMVP 버퍼1이 초기화되어 사용될 수 있다.
또 다른 예로, 각 타일 내 CTU 행의 첫번째 CTU를 대상으로 HMVP 버퍼를 초기화할 수 있다.
도 18은 또 다른 일 실시예에 따른 각 타일 내 CTU 행의 첫 번째 CTU을 대상으로 한 HMVP 관리 버퍼 초기화 방법의 예를 나타낸다.
도 18을 참조하면, 각 타일의 CTU 행마다 HMVP 버퍼가 초기화될 수 있다. 예를 들어, 타일n의 첫번째 CTU 행의 첫번째 CTU에서 HMVP 버퍼가 초기화되고, 타일n의 두번째 CTU 행의 첫번째 CTU에서 HMVP 버퍼가 초기화되고, 타일 n의 세번째 CTU 행의 첫번째 CTU에서 HVMP 버퍼가 초기화될 수 있다. 이 경우 만약 코딩 장치에 다중 코어 프로세서가 있다면, 코딩 장치는 타일n의 첫번째 CTU 행을 위한 HMVP 버퍼0을 초기화해서 사용하고, 타일 n의 두번째 CTU 행을 위한 HVMP 버퍼1을 초기화해서 사용하고, 타일 n의 세번째 CTU 행을 위한 HMVP 버퍼2를 초기화해서 사용할 수 있고, 이를 통하여 병렬 처리를 지원할 수 있다. 한편, 만약 코딩 장치가 단일 코어 프로세서를 구비한 경우, 코딩 장치는 코딩 순서에 따라 HVMP 버퍼를 각 타일 내 각 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화하여 재사용할 수 있다.
한편, 타일 분할 구조 및 슬라이스 분할 구조에 따라, 하나의 픽처 내에 타일과 슬라이스가 동시에 존재할 수도 있다.
도 19는 타일과 슬라이스가 동시에 존재하는 구조의 예를 나타낸다.
도 19는 하나의 픽처가 4개의 타일로 분할되고, 각 타일내에 2개의 슬라이스가 존재하는 경우를 예시적으로 나타낸다. 도 19와 같이 하나의 픽처 내에 슬라이스 및 타일이 둘 다 존재하는 경우가 존재할 수 있으며, 다음과 같이 HMVP 버퍼를 초기화 하는 것이 가능하다.
일 예로, CTU 단위로 HMVP 버퍼를 초기화할 수 있다. 이러한 방법은 CTU가 타일에 위치하는지 슬라이스에 위치하는지를 구분하지 않고 적용될 수 있다.
다른 예로, 각 타일 내 첫번째 CTU를 대상으로 HMVP 버퍼를 초기화할 수 있다.
도 20은 각 타일 내 첫번째 CTU를 대상으로 HMVP 버퍼를 초기화하는 방법의 예를 나타낸다.
도 20을 참조하면, 각 타일의 첫번째 CTU에서 HMVP 버퍼가 초기화될 수 있다. 하나의 타일 내 복수의 슬라이스가 존재하는 경우에도, 타일 내 첫번째 CTU에서 HMVP 버퍼 초기화가 수행될 수 있다.
또 다른 예로, 타일 내에 존재하는 각 슬라이스를 대상으로 HMVP 버퍼 초기화를 수행할 수도 있다.
도 21은 타일 내 각 슬라이스를 대상으로 HMVP 버퍼를 초기화하는 방법의 예를 나타낸다.
도 21을 참조하면, 타일 내 각 슬라이스의 첫번째 CTU에서 HMVP 버퍼를 초기화할 수 있다. 따라서, 하나의 타일 내에 복수의 슬라이스가 존재하는 경우에는, 상기 복수의 슬라이스 각각마다 HMVP 버퍼 초기화가 수행될 수 있다. 이 경우, 각 슬라이스의 첫번째 CTU를 처리하는 경우에 상기 HMVP 버퍼 초기화가 수행될 수 있다.
한편, 하나의 픽처 내에 슬라이스 없이 복수의 타일이 존재할 수 있다. 또는 하나의 슬라이스 내에 복수의 타일이 존재할 수도 있다. 이러한 경우에는 다음과 같이 HMVP 버퍼 초기화를 수행할 수 있다.
일 예로, 각 타입 그룹 단위로 HMVP 버퍼가 초기화될 수 있다.
도 22는 타일 그룹 내 첫번째 타일의 첫번째 CTU를 대상으로 하여 HMVP 버퍼를 초기화하는 예를 나타낸다.
도 22를 참조하면, 하나의 픽처가 2개의 타일 그룹으로 나뉘고, 각 타일 그룹(TileGroup0, TileGroup1)이 각각 여러 개의 타일로 분할될 수 있다. 이 경우, 하나의 타일 그룹내에서 첫번째 타일의 첫번째 CTU를 대상으로 하여 HMVP 버퍼를 초기화할 수 있다.
다른 예로, 타일 그룹 내 타일 단위로 HMVP 버퍼가 초기화될 수 있다.
도 23은 타일 그룹 내 각 타일의 첫번째 CTU를 대상으로 하여 HMVP 버퍼를 초기화하는 예를 나타낸다.
도 23을 참조하면, 하나의 픽처가 2개의 타일 그룹으로 나뉘고, 각 타일 그룹(TileGroup0, TileGroup1)이 각각 여러 개의 타일로 분할될 수 있다. 이 경우, 하나의 타일 그룹내에서 각 타일의 첫번째 CTU를 대상으로 하여 HMVP 버퍼를 초기화할 수 있다.
또 다른 예로, 타일 그룹내 각 타일의 CTU 행을 대상으로 HMVP 버퍼를 초기화할 수 있다.
도 24는 타일 그룹내 각 타일의 CTU 행을 대상으로 HMVP 버퍼를 초기화하는 예를 나타낸다.
도 24를 참조하면, 하나의 픽처가 2개의 타일 그룹으로 나뉘고, 각 타일 그룹(TileGroup0, TileGroup1)이 각각 여러 개의 타일로 분할될 수 있다. 이 경우, 하나의 타일 그룹내에서 각 타일의 CTU 행의 첫번째 CTU에서 HMVP 버퍼를 초기화할 수 있다.
또는 이 경우에도 CTU 단위로 HMVP 관리 버퍼를 초기화할 수도 있다. 이는 타일, 슬라이스, 타일 그룹 등을 구분하지 않고 적용될 수 있음은 당연하다.
도 25 및 26은 본 문서의 실시예(들)에 따른 인터 예측 방법을 포함하는 비디오/영상 인코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다. 도 25에서 개시된 방법은 도 2에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 25의 S2500 내지 S2530은 상기 인코딩 장치의 예측부(220)에 의하여 수행될 수 있고, 도 25의 S2540은 상기 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부(230)에 의하여 수행될 수 있고, 도 25의 S2550은 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 수행될 수 있다. 도 25에서 개시된 방법은 본 문서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다.
도 25를 참조하면, 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 HMVP 버퍼를 도출한다(S2500). 인코딩 장치는 본 문서의 실시예들에서 상술한 HMVP 버퍼 관리 방법들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 HMVP 버퍼는 슬라이스, 타일 또는 타일 그룹 단위로 초기화될 수 있다. 및/또는 상기 HMVP 버퍼는 CTU 행 단위로 초기화될 수 있다. 이 경우 상기 HMVP 버퍼는 상기 슬라이스, 타일 또는 타일 그룹 내의 CTU 행 단위로 초기화될 수 있다. 여기서 타일은 픽처 내 CTU들의 사각 영역(rectangular region)을 나타낼 수 있다. 타일은 상기 픽처 내 특정 타일 행 및 특정 타일 열을 기반으로 명시될 수 있다. 예를 들어, 현재 픽처 내에는 하나 이상의 타일이 존재할 수 있다. 이 경우 상기 HMVP 버퍼는 현재 타일 내의 상기 현재 블록을 포함하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화될 수 있다. 또는 상기 현재 픽처 내에는 하나 이상의 슬라이스가 존재할 수 있다. 이 경우 상기 HMVP 버퍼는 현재 슬라이스 내의 상기 현재 블록을 포함하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화될 수 있다. 또는 상기 현재 픽처 내에는 하나 이상의 타일 그룹이 존재할 수 있다. 이 경우 상기 HMVP 버퍼는 현재 타일 그룹 내의 상기 현재 블록을 포함하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 현재 CTU가 상기 CTU 행의 상기 첫번째 CTU인지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우 상기 HMVP 버퍼는 상기 현재 블록을 포함하는 현재 CTU가 위치하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화될 수 있다. 다시 말하면, 상기 HMVP 버퍼는 상기 현재 블록을 포함하는 현재 CTU가 위치하는 CTU 행의 첫번째 CTU를 처리하는 경우 초기화될 수 있다. 상기 현재 블록을 포함하는 현재 CTU가 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행의 상기 첫번째 CTU인 것으로 판단된 경우, 상기 HMVP 버퍼는 상기 현재 CTU 내에서 상기 현재 블록보다 먼저 처리된 블록의 움직임 정보를 기반으로 도출된 HMVP 후보를 포함하고, 상기 현재 CTU가 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행의 상기 첫번째 CTU가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 HMVP 버퍼는 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행 내에서 상기 현재 블록보다 먼저 처리된 블록의 움직임 정보를 기반으로 도출된 HMVP 후보를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어 현재 블록인 현재 CU가 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행의 첫번째 CTU에 위치하고, 현재 CU가 상기 첫번째 CTU의 첫번째 CU에 해당하는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 HMVP 후보들의 개수가 0이다. 또한, 예를 들어 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행에서 현재 CU보다 앞서 코딩된 CU(ex, 현재 CTU에서 현재 CU보다 먼저 코딩된 CU 및/또는 현재 CTU 행에서 현재 CTU보다 먼저 코딩된 CTU 내 CU)가 인터 모드로 코딩되면, 상기 앞서 코딩된 CU의 움직임 정보를 기반으로 HMVP 후보가 도출되어 상기 HMVP 버퍼에 포함될 수 있다.
상기 현재 픽처가 복수의 타일로 분할되는 경우, 상기 HMVP 버퍼는 각 타일 내의 CTU 행 단위로 초기화될 수 있다.
상기 HMVP 버퍼는 타일 또는 슬라이스 내의 CTU 행 단위로 초기화될 수 있다. 예를 들어, 상기 CTU 행의 특정 CTU가 상기 현재 픽처 내에서의 상기 CTU행의 첫번째 CTU가 아니고 상기 특정 CTU가 현재 타일 또는 현재 슬라이스 내에서의 상기 CTU 행의 첫번째 CTU인 경우, 상기 HMVP 버퍼는 상기 특정 CTU에서 초기화될 수 있다.
상기 HMVP 버퍼가 초기화되는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함되는 HMVP 후보들의 개수는 0으로 설정될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 HMVP 버퍼를 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성한다(S2510). 상기 HMVP 버퍼는 HMVP 후보를 포함할 수 있으며, 상기 HMVP 후보를 포함하는 상기 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있다.
일 예로, 상기 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 상기 움직임 정보 후보 리스트는 머지 후보 리스트일 수 있다. 다른 예로, 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 움직임 정보 후보 리스트는 MVP 후보 리스트일 수 있다. 만약 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 상기 HMVP 후보는 상기 현재 블록에 대한 머지 후보 리스트 내의 가용한 머지 후보들(ex. 공간적 머지 후보들 및 시간적 머지 후보 포함)의 개수가 미리 결정된 최대 머지 후보 개수보다 작은 경우에 상기 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 이 경우, 상기 HMVP 후보는 상기 머지 후보 리스트 내에서 상기 공간적 후보들 및 시간적 후보들 뒤에 삽입될 수 있다. 다시 말하면, 상기 HMVP 후보에는 상기 머지 후보 리스트 내에서 상기 공간적 후보들 및 시간적 후보들에 할당되는 인덱스보다 더 큰 인덱스 값이 할당될 수 있다. 만약 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 HMVP 후보는 상기 현재 블록에 대한 MVP 후보 리스트 내의 가용한 MVP 후보들(공간적 주변 블록들 및 시간적 주변 블록을 기반으로 도출되는)의 개수가 2개보다 작은 경우에 상기 MVP 후보 리스트에 추가될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다(S2520).
인코딩 장치는 상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록에 머지 모드 또는 MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 상기 HMVP 후보를 머지 후보 또는 MVP 후보로 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 상기 HMVP 후보는 머지 후보 리스트의 후보로 포함되고, 머지 인덱스를 기반으로 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보들 중에서 상기 HMVP 후보를 지시할 수 있다. 상기 머지 인덱스는 예측 관련 정보로서 후술하는 영상/비디오 정보에 포함될 수 있다. 이 경우 상기 HMVP 후보는 상기 머지 후보 리스트에 포함되는 공간적 머지 후보들 및 시간적 머지 후보보다 더 낮은 우선순위로 상기 머지 후보 리스트 내에서 인덱스가 할당될 수 있다. 즉, 상기 HMVP 후보에 할당되는 인덱스 값은 상기 공간적 머지 후보들 및 시간적 머지 후보의 인덱스 값들보다 더 높은 값이 할당될 수 있다. 다른 예로, 상기 현재 블록에 MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 상기 HMVP 후보는 머지 후보 리스트의 후보로 포함되고, MVP 플래그(또는 MVP 인덱스)를 기반으로 상기 MVP 후보 리스트에 포함된 후보들 중에서 상기 HMVP 후보를 지시할 수 있다. 상기 MVP 플래그(또는 MVP 인덱스)는 예측 관련 정보로서 후술하는 영상/비디오 정보에 포함될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 도출된 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성한다(S2530). 인코딩 장치는 상기 움직임 정보를 기반으로 인터 예측(움직임 보상)을 수행하여 상기 움직임 정보가 참조 픽처 상에서 가리키는 참조 샘플들을 이용하여 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 생성한다(S2540). 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 원본 샘플들과 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 도출하고, 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 영상/비디오 정보를 인코딩한다(S2550). 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보는 레지듀얼 정보라고 불리 수 있으며, 양자화된 변환 계수들에 대한 정보를 포함할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들에 변환/양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다.
인코딩된 영상/비디오 정보는 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크 또는 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송될 수 있다. 영상/비디오 정보는 예측 관련 정보를 더 포함할 수 있으며, 상기 예측 관련 정보는 다양한 예측 모드(ex. 머지 모드, MVP 모드 등)에 대한 정보, MVD 정보 등을 더 포함할 수 있다.
도 27 및 28은 본 문서의 실시예에 따른 인터 예측 방법을 포함하는 영상 디코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다. 도 27에서 개시된 방법은 도 3에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 27의 S2700 내지 S2730은 상기 디코딩 장치의 예측부(330), S2740은 상기 디코딩 장치의 가산부(340)에 의하여 수행될 수 있다. 도 27에서 개시된 방법은 본 문서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다.
도 27을 참조하면, 디코딩 장치는 현재 블록에 대한 HMVP 버퍼를 도출한다(S2700). 디코딩 장치는 본 문서의 실시예들에서 상술한 HMVP 버퍼 관리 방법들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 HMVP 버퍼는 슬라이스, 타일 또는 타일 그룹 단위로 초기화될 수 있다. 및/또는 상기 HMVP 버퍼는 CTU 행 단위로 초기화될 수 있다. 이 경우 상기 HMVP 버퍼는 상기 슬라이스, 타일 또는 타일 그룹 내의 CTU 행 단위로 초기화될 수 있다. 여기서 타일은 픽처 내 CTU들의 사각 영역(rectangular region)을 나타낼 수 있다. 타일은 상기 픽처 내 특정 타일 행 및 특정 타일 열을 기반으로 명시될 수 있다. 예를 들어, 현재 픽처 내에는 하나 이상의 타일이 존재할 수 있다. 이 경우 상기 HMVP 버퍼는 현재 타일 내의 상기 현재 블록을 포함하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화될 수 있다. 또는 상기 현재 픽처 내에는 하나 이상의 슬라이스가 존재할 수 있다. 이 경우 상기 HMVP 버퍼는 현재 슬라이스 내의 상기 현재 블록을 포함하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화될 수 있다. 또는 상기 현재 픽처 내에는 하나 이상의 타일 그룹이 존재할 수 있다. 이 경우 상기 HMVP 버퍼는 현재 타일 그룹 내의 상기 현재 블록을 포함하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 현재 CTU가 상기 CTU 행의 상기 첫번째 CTU인지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우 상기 HMVP 버퍼는 상기 현재 블록을 포함하는 현재 CTU가 위치하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화될 수 있다. 다시 말하면, 상기 HMVP 버퍼는 상기 현재 블록을 포함하는 현재 CTU가 위치하는 CTU 행의 첫번째 CTU를 처리하는 경우 초기화될 수 있다. 상기 현재 블록을 포함하는 현재 CTU가 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행의 상기 첫번째 CTU인 것으로 판단된 경우, 상기 HMVP 버퍼는 상기 현재 CTU 내에서 상기 현재 블록보다 먼저 처리된 블록의 움직임 정보를 기반으로 도출된 HMVP 후보를 포함하고, 상기 현재 CTU가 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행의 상기 첫번째 CTU가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 HMVP 버퍼는 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행 내에서 상기 현재 블록보다 먼저 처리된 블록의 움직임 정보를 기반으로 도출된 HMVP 후보를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어 현재 블록인 현재 CU가 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행의 첫번째 CTU에 위치하고, 현재 CU가 상기 첫번째 CTU의 첫번째 CU에 해당하는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 HMVP 후보들의 개수가 0이다. 또한, 예를 들어 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행에서 현재 CU보다 앞서 코딩된 CU(ex, 현재 CTU에서 현재 CU보다 먼저 코딩된 CU 및/또는 현재 CTU 행에서 현재 CTU보다 먼저 코딩된 CTU 내 CU)가 인터 모드로 코딩되면, 상기 앞서 코딩된 CU의 움직임 정보를 기반으로 HMVP 후보가 도출되어 상기 HMVP 버퍼에 포함될 수 있다.
상기 현재 픽처가 복수의 타일로 분할되는 경우, 상기 HMVP 버퍼는 각 타일 내의 CTU 행 단위로 초기화될 수 있다.
상기 HMVP 버퍼는 타일 또는 슬라이스 내의 CTU 행 단위로 초기화될 수 있다. 예를 들어, 상기 CTU 행의 특정 CTU가 상기 현재 픽처 내에서의 상기 CTU행의 첫번째 CTU가 아니고 상기 특정 CTU가 현재 타일 또는 현재 슬라이스 내에서의 상기 CTU 행의 첫번째 CTU인 경우, 상기 HMVP 버퍼는 상기 특정 CTU에서 초기화될 수 있다.
상기 HMVP 버퍼가 초기화되는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함되는 HMVP 후보들의 개수는 0으로 설정될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 HMVP 버퍼를 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성한다(S2710). 상기 HMVP 버퍼는 HMVP 후보를 포함할 수 있으며, 상기 HMVP 후보를 포함하는 상기 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있다.
일 예로, 상기 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 상기 움직임 정보 후보 리스트는 머지 후보 리스트일 수 있다. 다른 예로, 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 움직임 정보 후보 리스트는 MVP 후보 리스트일 수 있다. 만약 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 상기 HMVP 후보는 상기 현재 블록에 대한 머지 후보 리스트 내의 가용한 머지 후보들(ex. 공간적 머지 후보들 및 시간적 머지 후보 포함)의 개수가 미리 결정된 최대 머지 후보 개수보다 작은 경우에 상기 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 이 경우, 상기 HMVP 후보는 상기 머지 후보 리스트 내에서 상기 공간적 후보들 및 시간적 후보들 뒤에 삽입될 수 있다. 다시 말하면, 상기 HMVP 후보에는 상기 머지 후보 리스트 내에서 상기 공간적 후보들 및 시간적 후보들에 할당되는 인덱스보다 더 큰 인덱스 값이 할당될 수 있다. 만약 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 HMVP 후보는 상기 현재 블록에 대한 MVP 후보 리스트 내의 가용한 MVP 후보들(공간적 주변 블록들 및 시간적 주변 블록을 기반으로 도출되는)의 개수가 2개보다 작은 경우에 상기 MVP 후보 리스트에 추가될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다(S2720).
인코딩 장치는 상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록에 머지 모드 또는 MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 상기 HMVP 후보를 머지 후보 또는 MVP 후보로 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 상기 HMVP 후보는 머지 후보 리스트의 후보로 포함되고, 비트스트림으로부터 획득된 머지 인덱스를 기반으로 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보들 중에서 상기 HMVP 후보가 지시될 수 있다. 이 경우 상기 HMVP 후보는 상기 머지 후보 리스트에 포함되는 공간적 머지 후보들 및 시간적 머지 후보보다 더 낮은 우선순위로 상기 머지 후보 리스트 내에서 인덱스가 할당될 수 있다. 즉, 상기 HMVP 후보에 할당되는 인덱스 값은 상기 공간적 머지 후보들 및 시간적 머지 후보의 인덱스 값들보다 더 높은 값이 할당될 수 있다. 다른 예로, 상기 현재 블록에 MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 상기 HMVP 후보는 머지 후보 리스트의 후보로 포함되고, 비트스트림으로부터 획득한 MVP 플래그(또는 MVP 인덱스)를 기반으로 상기 MVP 후보 리스트에 포함된 후보들 중에서 상기 HMVP 후보가 지시될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 도출된 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성한다(S2730). 디코딩 장치는 상기 움직임 정보를 기반으로 인터 예측(움직임 보상)을 수행하여 상기 움직임 정보가 참조 픽처 상에서 가리키는 참조 샘플들을 이용하여 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 상기 예측 샘플들을 포함하는 현재 블록을 예측된 블록이라 부를 수 있다.
디코딩 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성한다(S2740). 상기 복원 샘플들을 기반으로 복원 블록/픽처가 생성될 수 있음은 상술한 바와 같다. 디코딩 장치는 상기 비트스트림으로부터 레지듀얼 정보(양자화된 변환 계수들에 관한 정보 포함)를 획득할 수 있으며, 상기 레지듀얼 정보를 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있고, 상기 예측 샘플들과 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 복원 샘플들이 생성될 수 있음은 상술한 바와 같다. 이후 필요에 따라 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위하여 디블록킹 필터링, SAO 및/또는 ALF 절차와 같은 인루프 필터링 절차가 상기 복원 픽처에 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 해당 실시예는 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 문서의 실시예들의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 문서의 실시예들에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 문서에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
본 문서에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 즉, 본 문서에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 이 경우 구현을 위한 정보(ex. information on instructions) 또는 알고리즘이 디지털 저장 매체에 저장될 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예(들)이 적용되는 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, VR(virtual reality) 장치, AR(argumente reality) 장치, 화상 전화 비디오 장치, 운송 수단 단말 (ex. 차량(자율주행차량 포함) 단말, 비행기 단말, 선박 단말 등) 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recorder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예(들)이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 문서의 실시예(들)에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예(들)는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 문서의 실시예(들)에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
도 29는 본 문서에서 개시된 실시예들이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
도 29를 참조하면, 본 문서의 실시예들이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 문서의 실시예들이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.

Claims (15)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    현재 블록에 대한 HMVP(history-based motion vector prediction) 버퍼를 도출하는 단계;
    상기 HMVP 버퍼에 포함된 HMVP 후보를 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하는 단계;
    상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하는 단계;
    상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 단계; 및
    상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성하는 단계를 포함하되,
    현재 픽처 내에는 하나 이상의 타일이 존재하고,
    상기 HMVP 버퍼는 현재 타일 내의 상기 현재 블록을 포함하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 HMVP 버퍼가 초기화되는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함되는 HMVP 후보들의 개수는 0으로 설정되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 현재 픽처가 복수의 타일로 분할되는 경우, 상기 HMVP 버퍼는 각 타일 내의 CTU 행 단위로 초기화되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 CTU 행의 특정 CTU가 상기 현재 픽처 내에서의 상기 CTU 행의 첫번째 CTU가 아니고 상기 특정 CTU가 상기 타일 내에서의 상기 CTU 행의 첫번째 CTU인 경우, 상기 HMVP 버퍼는 상기 특정 CTU에서 초기화되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록을 포함하는 현재 CTU가 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행의 상기 첫번째 CTU인 것으로 판단된 경우, 상기 HMVP 버퍼는 상기 현재 CTU 내에서 상기 현재 블록보다 먼저 처리된 블록의 움직임 정보를 기반으로 도출된 HMVP 후보를 포함하고,
    상기 현재 CTU가 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행의 상기 첫번째 CTU가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 HMVP 버퍼는 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행 내에서 상기 현재 블록보다 먼저 처리된 블록의 움직임 정보를 기반으로 도출된 HMVP 후보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 머지 모드 또는 MVP(motion vector prediction) 모드가 적용되는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 상기 HMVP 후보를 기반으로 상기 움직임 정보 후보 리스트가 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 상기 움직임 정보 후보 리스트는 머지 후보 리스트이고, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 상기 HMVP 후보는 상기 머지 후보 리스트의 후보로 포함되고,
    비트스트림으로부터 획득된 머지 인덱스를 기반으로 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보들 중에서 상기 HMVP 후보가 지시되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  8. 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
    현재 블록에 대한 HMVP(history-based motion vector prediction) 버퍼를 도출하는 단계;
    상기 HMVP 버퍼에 포함된 HMVP 후보를 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하는 단계;
    상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하는 단계;
    상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 단계; 및
    상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계; 및
    상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되,
    현재 픽처 내에서 하나 이상의 타일이 존재하고,
    상기 HMVP 버퍼는 현재 타일 내의 상기 현재 블록을 포함하는 CTU 행의 첫번째 CTU에서 초기화되는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 HMVP 버퍼가 초기화되는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함되는 HMVP 후보들의 개수는 0으로 설정되는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 현재 픽처가 복수의 타일로 분할되는 경우, 상기 HMVP 버퍼는 각 타일 내의 CTU 행 단위로 초기화되는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 CTU 행의 특정 CTU가 상기 현재 픽처 내에서의 상기 CTU행의 첫번째 CTU가 아니고 상기 특정 CTU가 상기 타일 내에서의 상기 CTU 행의 첫번째 CTU인 경우, 상기 HMVP 버퍼는 상기 특정 CTU에서 초기화되는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 현재 블록을 포함하는 현재 CTU가 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행의 상기 첫번째 CTU인 것으로 판단된 경우, 상기 HMVP 버퍼는 상기 현재 CTU 내에서 상기 현재 블록보다 먼저 처리된 블록의 움직임 정보를 기반으로 도출된 HMVP 후보를 포함하고,
    상기 현재 CTU가 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행의 상기 첫번째 CTU가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 HMVP 버퍼는 상기 현재 타일 내의 상기 CTU 행 내에서 상기 현재 블록보다 먼저 처리된 블록의 움직임 정보를 기반으로 도출된 HMVP 후보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 현재 블록에 머지 모드 또는 MVP(motion vector prediction) 모드가 적용되는 경우, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 상기 HMVP 후보를 기반으로 상기 움직임 정보 후보 리스트가 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 상기 움직임 정보 후보 리스트는 머지 후보 리스트이고, 상기 HMVP 버퍼에 포함된 상기 HMVP 후보는 상기 머지 후보 리스트의 후보로 포함되고,
    상기 영상 정보에 포함되는 머지 인덱스는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보들 중에서 상기 HMVP 후보를 지시하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  15. 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체에 있어서, 청구항 제1항에 기재된 영상 디코딩 방법을 디코딩 장치가 수행하도록 야기하는 인코딩된 정보가 저장된 디지털 저장 매체.
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