WO2020141912A1 - 인터 예측을 기반으로 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

인터 예측을 기반으로 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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WO2020141912A1
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김승환
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Definitions

  • An aspect of an embodiment of the present disclosure includes a method of processing a video signal based on inter prediction, comprising: constructing a first merge candidate list of the current block using a spatial merge candidate and a temporal merge candidate of the current block; Constructing a second merge candidate list by adding a history-based merge candidate representing motion information of a block coded before the current block to the first merge candidate list; Obtaining a merge index indicating a merge candidate applied to the current block in the second merge candidate list; Generating a prediction block of the current block using motion information of a merge candidate indicated by the merge index; And updating a history-based candidate list based on the motion information of the merge candidate, wherein the history-based merge candidate is a motion that does not overlap with a predefined merge candidate among merge candidates included in the first merge candidate list. If it has information, it may be added to the first merge candidate list.
  • the step of configuring the second merge candidate list further includes adding a history-based space-time merge candidate, and the history-based spatial time candidate includes two of the history-based merge candidates and the time merge candidate. It can be derived using.
  • the prediction block of the current block is generated, and a history-based candidate list is updated based on the motion information of the merge candidate, wherein the history-based merge candidate is Among motion candidates included in the first merge candidate list, motion information that does not overlap with a predefined merge candidate may be added to the first merge candidate list.
  • the motion vector of the history-based spatial time candidate may be derived from an average value of the motion vectors of the two history-based merge candidates and an average value of the motion vectors of the time merge candidates.
  • FIG. 1 shows an example of a functional configuration of an encoder as an example of a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows a schematic block diagram of a decoding apparatus in which decoding of a video/image signal is performed.
  • 3 is an embodiment to which the present invention can be applied, and is a view showing an example of a multi-type tree structure.
  • FIG. 5 is an embodiment to which the present invention can be applied, and is a diagram illustrating a method of dividing a CTU into multiple CUs based on a quadtree and nested multi-type tree structure.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams illustrating an inter prediction-based video/video encoding method according to an embodiment of the present invention and an inter prediction unit in an encoding device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams illustrating an inter prediction based video/image decoding method according to an embodiment of the present invention and an inter prediction unit in a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of constructing a merge candidate list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG 17 shows an example of a motion vector for each sub-block of a block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining a method of generating a merge candidate list using a neighboring affine coding block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 illustrates an example of a neighboring block used for affine motion prediction in affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
  • 25 and 26 are diagrams illustrating a method of deriving a motion vector candidate using motion information of neighboring blocks in affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 illustrates an example of a method of deriving an affine motion vector field in sub-block units according to an embodiment of the present invention.
  • 29 is a diagram illustrating a method of performing motion compensation based on a motion vector of a control point according to an embodiment of the present invention.
  • 39 is a flowchart illustrating a method of storing HMVP according to an embodiment of the present specification.
  • 41 is a diagram for describing an HMVP table operating in a limited FIFO method according to an embodiment of the present specification.
  • HMVP LUT is a diagram illustrating an HMVP LUT and a long term HMVP LUT according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 43 is a diagram illustrating an example of a method of updating an HMVP LUT according to an embodiment of the present specification.
  • 45 is a diagram illustrating an example of a method of performing a pruning check according to an embodiment of the present specification.
  • 46 is a diagram for explaining a method for deriving an H-STMVP candidate using motion vectors referring to different reference pictures according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 48 is a diagram illustrating an affine merge list or affine AMVP list according to an embodiment of the present specification.
  • 49 is a diagram for describing a method of performing affine prediction based on affine HMVP according to an embodiment of the present specification.
  • 50 is a flowchart illustrating a method of processing a video signal based on inter prediction according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 52 shows a video coding system to which the present invention is applied.
  • 53 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows a structure diagram of a content streaming system.
  • 54 is a diagram schematically showing an example of a service system including a digital device.
  • 55 is a configuration block diagram illustrating an embodiment of a digital device.
  • 57 is a configuration block diagram illustrating another embodiment of a digital device.
  • 57 is a block diagram illustrating another embodiment of a digital device.
  • a pixel or a pel may mean a minimum unit constituting one picture (or image). Also, as a term corresponding to a pixel,'sample' may be used.
  • 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.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as a block or area in some cases.
  • the MxN block may represent samples (or arrays) of M columns and N rows or transform coefficients.
  • the'processing unit' refers to a unit in which encoding/decoding processing such as prediction, transformation, and/or quantization is performed.
  • the processing unit may be referred to as a'processing block' or a'block'.
  • the processing unit may be interpreted to include a unit for a luminance component and a unit for a chroma component.
  • the processing unit may correspond to a coding tree unit (CTU), a coding unit (CU), a prediction unit (PU), or a transform unit (TU).
  • CTU coding tree unit
  • CU coding unit
  • PU prediction unit
  • TU transform unit
  • a pixel or a pixel is referred to as a sample in the present specification.
  • using a sample may mean using a pixel value or a pixel value.
  • the residual processing unit may further include a subtraction unit 115.
  • the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, the intra prediction unit 185, and the entropy encoding unit 190 may be configured by one hardware component (for example, an encoder or processor).
  • the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB), or may be configured by a digital storage medium.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image division unit 110 may divide the input image (or picture, frame) input to the encoding apparatus 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit may be recursively divided according to a quad-tree binary-tree (QTBT) structure from a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU).
  • QTBT quad-tree binary-tree
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure and/or a binary tree structure.
  • a quad tree structure may be applied first, and a binary tree structure may be applied later.
  • a binary tree structure may be applied first.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as a block or area in some cases.
  • 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 100 subtracts a prediction signal (a predicted block, a prediction sample array) output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 from the input image signal (original block, original sample array)
  • a signal residual signal, residual block, residual sample array
  • a unit that subtracts a prediction signal (a prediction block, a prediction sample array) from an input video signal (original block, original sample array) in the encoder 100 may be referred to as a subtraction unit 115.
  • 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 intra prediction unit 185 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 185 may determine a prediction mode applied to the current block using a prediction mode applied to neighboring blocks.
  • 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 180 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 180 may use motion information of neighboring blocks as motion information of the current block.
  • the residual signal may not be transmitted.
  • the motion vector of the current block is obtained by using the motion vector of the neighboring block as a motion vector predictor and signaling a motion vector difference. I can order.
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • a transform technique For example, at least one of a DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), KLT (Karhunen-Loeve Transform), GBT (Graph-Based Transform), or CNT (Conditionally Non-linear Transform) It can contain.
  • GBT means 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 prediction 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 quantized transform coefficients output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the residual signal may be reconstructed by applying inverse quantization and inverse transformation to the quantized transform coefficients through the inverse quantization unit 140 and the inverse transformation unit 150 in the loop.
  • the adder 155 adds the reconstructed residual signal to the predicted signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185, so that the reconstructed 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 155 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, or may be used for inter prediction of a next picture through filtering as described below.
  • the filtering unit 160 may apply subjective/objective filtering to improve the subjective/objective image quality.
  • the filtering unit 160 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 170, specifically the memory 170. 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 160 may generate various information regarding filtering as described later in the description of each filtering method and transmit it to the entropy encoding unit 190.
  • the filtering information may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 170 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the inter prediction is applied through the encoding apparatus, prediction mismatch between the encoding apparatus 100 and the decoding apparatus can be avoided, and encoding efficiency can be improved.
  • the memory 170 DPB may store the modified reconstructed picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the memory 170 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 180 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 170 may store reconstructed samples of blocks reconstructed in the current picture, and may transmit the reconstructed samples to the intra prediction unit 185.
  • the decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse conversion unit 230, an addition unit 235, a filtering unit 240, a memory 250, and an inter It may be configured to include a prediction unit 260 and the intra prediction unit 265.
  • the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be collectively called a prediction unit. That is, the prediction unit may include an inter prediction unit 180 and an intra prediction unit 185.
  • the inverse quantization unit 220 and the inverse transformation unit 230 may be collectively called a residual processing unit. That is, the residual processing unit may include an inverse quantization unit 220 and an inverse conversion unit 230.
  • the entropy decoding unit 210, the inverse quantization unit 220, the inverse transform unit 230, the addition unit 235, the filtering unit 240, the inter prediction unit 260, and the intra prediction unit 265 described above are exemplary embodiments. It may be configured by one hardware component (for example, a decoder or processor).
  • the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB), or may be configured by a digital storage medium.
  • DPB decoded picture buffer
  • the decoding apparatus 200 may restore an image in response to a process in which the video/image information is processed in the encoding apparatus of FIG. 1.
  • the decoding apparatus 200 may perform decoding using a processing unit applied in the encoding apparatus. Therefore, the processing unit of decoding may be, for example, a coding unit, and the coding unit may be divided along a quad tree structure and/or a binary tree structure from a coding tree unit or a largest coding unit. Then, the decoded video signal decoded and output through the decoding device 200 may be reproduced through the reproduction device.
  • the decoding apparatus 200 may receive the signal output from the encoding apparatus of FIG. 1 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream to derive information (eg, video/image information) necessary for image reconstruction (or picture reconstruction).
  • the entropy decoding unit 210 decodes information in a bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, and quantizes a value of a syntax element necessary for image reconstruction and a transform coefficient for residual.
  • the CABAC entropy decoding method receives bins corresponding to each syntax element in a bitstream, and decodes syntax element information to be decoded and decoding information of neighboring and decoding target blocks or symbol/bin information 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.
  • the entropy decoding unit 210 performs entropy decoding.
  • the dual value that is, quantized transform coefficients and related parameter information may be input to the inverse quantization unit 220.
  • information related to filtering among information decoded by the entropy decoding unit 210 may be provided to the filtering unit 240.
  • a receiving unit (not shown) receiving a signal output from the encoding device may be further configured as an internal/external element of the decoding device 200, or the receiving unit may be a component of the entropy decoding unit 210.
  • the inverse quantization unit 220 may inverse quantize the quantized transform coefficients to output transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 220 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 220 may perform inverse quantization on the quantized transform coefficients by 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 230 inversely transforms the transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on information about the prediction output from the entropy decoding unit 210, and may determine a specific intra/inter prediction mode.
  • the intra prediction unit 265 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart 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 265 may determine a prediction mode applied to the current block using a prediction mode applied to neighboring blocks.
  • the inter prediction unit 260 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 present in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the inter prediction unit 260 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks, and derive a motion vector and/or 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 adding unit 235 adds the obtained residual signal to the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the inter prediction unit 260 or the intra prediction unit 265, thereby restoring signals (restored pictures, reconstructed blocks). , A reconstructed sample array). If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the adding unit 235 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, or may be used for inter prediction of a next picture through filtering as described below.
  • the filtering unit 240 may improve subjective/objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 240 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be a DPB of the memory 250, specifically, the memory 250 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 block partitioning procedure according to the present document is performed by the image segmentation unit 110 of the above-described encoding device, so that the partitioning-related information is processed (encoded) by the entropy encoding unit 190 and transmitted to the decoding device in the form of a bitstream.
  • the entropy decoding unit 210 of the decoding device derives a block partitioning structure of the current picture based on the partitioning-related information obtained from the bitstream, and based on this, a series of procedures for decoding an image (ex. prediction, residual Processing, block reconstruction, in-loop filtering, etc.).
  • Pictures may be divided into a sequence of coding tree units (CTUs).
  • the CTU may correspond to a coding tree block (CTB).
  • CTU may include a coding tree block of luma samples and two coding tree blocks of corresponding chroma samples.
  • the CTU may include two NxN blocks of luma samples and two corresponding blocks of chroma samples.
  • the maximum allowable size of the CTU for coding and prediction may be different from the maximum allowable size of the CTU for transformation.
  • the maximum allowable size of the luma block in the CTU may be 128x128.
  • 3 is an embodiment to which the present invention can be applied, and is a view showing an example of a multi-type tree structure.
  • the CTU is treated as the root of the quadtree, and is first partitioned into a quadtree structure.
  • Each quadtree leaf node can then be further partitioned into a multitype tree structure.
  • a first flag (ex. mtt_split_cu_flag) is signaled to indicate whether the corresponding node is additionally partitioned.
  • a second flag (a second flag, ex. mtt_split_cu_verticla_flag) may be signaled to indicate a splitting direction.
  • a third flag (a third flag, ex.
  • mtt_split_cu_binary_flag may be signaled to indicate whether the partition type is binary partition or ternary partition. For example, based on the mtt_split_cu_vertical_flag and the mtt_split_cu_binary_flag, a multi-type tree splitting mode (MttSplitMode) of a CU may be derived as shown in Table 1 below.
  • MttSplitMode multi-type tree splitting mode
  • FIG. 5 is an embodiment to which the present invention can be applied, and is a diagram illustrating a method of dividing a CTU into multiple CUs based on a quadtree and nested multi-type tree structure.
  • the CU may correspond to a coding block (CB).
  • the CU may include a coding block of luma samples and two coding blocks of corresponding chroma samples.
  • the size of the CU may be as large as the CTU, or may be cut by 4x4 in luma sample units. For example, in the case of a 4:2:0 color format (or chroma format), the maximum chroma CB size may be 64x64 and the minimum chroma CB size may be 2x2.
  • the maximum allowed luma TB size may be 64x64 and the maximum allowed chroma TB size may be 32x32. If the width or height of the CB divided according to the tree structure is greater than the maximum conversion width or height, the CB may be automatically (or implicitly) partitioned until the horizontal and vertical TB size limitations are satisfied.
  • the following parameters may be defined and identified as SPS syntax elements.
  • -CTU size the root node size of a quaternary tree
  • the CTU size can be set to 64x64 blocks of 128x128 luma samples and two corresponding chroma samples (in 4:2:0 chroma format).
  • MinOTSize is set to 16x16
  • MaxBtSize is set to 128x1208
  • MaxTtSzie is set to 64x64
  • MinBtSize and MinTtSize (for both width and height) can be set to 4x4
  • MaxMttDepth can be set to 4.
  • Quarttree partitioning can be applied to CTU to generate quadtree leaf nodes.
  • the quadtree leaf node may be referred to as a leaf QT node.
  • MaxMttdepth (ex. 4)
  • further partitioning may not be considered. If the width of the multi-type tree node is equal to MinBtSize and less than or equal to 2xMinTtSize, additional horizontal partitioning may no longer be considered. If the height of the multitype tree node is equal to MinBtSize and less than or equal to 2xMinTtSize, additional vertical splitting may no longer be considered.
  • FIG. 6 is an embodiment to which the present invention can be applied, and is a diagram illustrating a method for limiting ternary-tree partitioning.
  • TT partitioning may be limited in certain cases to allow for a 64x64 luma block and 32x32 chroma pipeline design in a hardware decoder. For example, when the width or height of the luma coding block is greater than a predetermined specific value (eg, 32, 64), as illustrated in FIG. 6, TT segmentation may be limited.
  • a predetermined specific value eg, 32, 64
  • the coding tree scheme can support luma and chroma blocks having a separate block tree structure.
  • luma and chroma CTBs in one CTU can be restricted to have the same coding tree structure.
  • luma and chroma blocks may have a separate block tree structure from each other. If the individual block tree mode is applied, the luma CTB may be divided into CUs based on a specific coding tree structure, and the chroma CTB may be divided into chroma CUs based on another coding tree structure. This may mean that a CU in an I slice is composed of a coding block of luma components or coding blocks of two chroma components, and a CU of a P or B slice can be composed of blocks of three color components.
  • a quadtree coding tree structure with a multi-type tree has been described, but the structure in which the CU is divided is not limited thereto.
  • the BT structure and the TT structure may be interpreted as a concept included in a multiple partitioning tree (MPT) structure, and a CU may be divided through a QT structure and an MPT structure.
  • MPT multiple partitioning tree
  • a syntax element for example, MPT_split_type
  • MPT_split_mode a syntax element including information about which direction is divided between and horizontal.
  • the CU may be divided in a different way from the QT structure, BT structure or TT structure. That is, according to the QT structure, the CU of the lower depth is divided into 1/4 the size of the CU of the upper depth, or the CU of the lower depth is divided into 1/2 the size of the CU of the upper depth according to the BT structure, or according to the TT structure Unlike the CU of the lower depth, which is divided into 1/4 or 1/2 the size of the CU of the upper depth, the CU of the lower depth may be 1/5, 1/3, 3/8, 3 of the CU of the upper depth depending on the case. It may be divided into /5, 2/3, or 5/8 size, and the method in which the CU is divided is not limited thereto.
  • the tree node block ensures that all samples of all coded CUs are located within the picture boundaries. Can be limited. In this case, for example, the following division rule may be applied.
  • the block is forced to be split with QT split mode.
  • the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode
  • the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_HOR mode.
  • the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode.
  • the block is forced to be split with QT split mode.
  • the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_VER mode.
  • the above-described quadtree coding block structure with a multi-type tree can provide a very flexible block partitioning structure. Due to the division types supported in the multitype tree, different division patterns can potentially result in the same coding block structure in some cases. By limiting the occurrence of such redundant partition patterns, the data amount of partitioning information can be reduced. It will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 7 is an embodiment to which the present invention can be applied, and is a diagram illustrating redundant splitting patterns that may occur in binary tree splitting and ternary tree splitting.
  • two levels of consecutive binary splits in one direction have the same coding block structure as binary partitions for the center partition after ternary splitting.
  • the binary tree partition for the center partition of the ternary tree partition may be limited. This limitation can be applied to CUs of all pictures. When such a specific partition is limited, signaling of corresponding syntax elements can be modified to reflect this limited case, thereby reducing the number of bits signaled for partitioning. For example, as in the example shown in FIG.
  • the mtt_split_cu_binary_flag syntax element indicating whether the partition is a binary partition or a ternary partition is not signaled, and its value is It can be inferred by the decoder to zero.
  • a decoded portion of the current picture or other pictures including the current processing unit may be used.
  • Predict a picture (slice) that uses only the current picture for reconstruction i.e., a picture (slice) that performs only intra-picture prediction, an intra picture or an I picture (slice), and up to one motion vector and a reference index to predict each unit
  • a picture (slice) using a picture (predictive picture) or a P picture (slice), up to two motion vectors and a reference index may be referred to as a bi-predictive picture or a B picture (slice).
  • Intra prediction refers to a prediction method that derives a current processing block from data elements (eg, sample values, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, it means a method of predicting the pixel value of the current processing block by referring to the reconstructed regions in the current picture.
  • data elements eg, sample values, etc.
  • Inter prediction (or inter-screen prediction)
  • Inter-prediction refers to a prediction method that derives a current processing block based on a data element (eg, a sample value or a motion vector) of a picture other than the current picture. That is, it means a method of predicting a pixel value of a current processing block by referring to reconstructed regions in another reconstructed picture other than the current picture.
  • a data element eg, a sample value or a motion vector
  • the embodiments of the present specification describe detailed techniques of the inter prediction method described above with reference to FIGS. 1 and 2, and in the case of a decoder, the inter prediction based video/image decoding method of FIG. 10 and the inter prediction unit in the decoding apparatus of FIG. Can be represented.
  • the encoder may be represented by the inter prediction based video/video encoding method of FIG. 8 and the inter prediction unit in the encoding apparatus of FIG. 9 described later.
  • the data encoded by FIGS. 8 and 9 can be stored in the form of a bitstream.
  • 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.
  • 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.
  • a motion vector of the current block may be derived using the sum of the motion vector predictor and the motion vector difference.
  • S801 may be performed by the inter prediction unit 180 of the encoding device, and S802 may be performed by the residual processing unit of the encoding device. Specifically, S802 may be performed by the subtraction unit 115 of the encoding device.
  • the prediction information is derived by the inter prediction unit 180 and may be encoded by the entropy encoding unit 190.
  • the residual information is derived by the residual processing unit and may be encoded by the entropy encoding unit 190.
  • the residual information is information about the residual samples.
  • the residual information may include information about quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the residual samples may be derived as transform coefficients through the transform unit 120 of the encoding apparatus, and the transform coefficients may be derived as transform coefficients quantized through the quantization unit 130.
  • Information about the quantized transform coefficients may be encoded in the entropy encoding unit 190 through a residual coding procedure.
  • the encoding device performs inter prediction on the current block (S801).
  • 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 simultaneously, or one procedure may be performed before the other procedure.
  • the inter prediction unit 180 of the encoding apparatus may include a prediction mode determination unit 181, a motion information derivation unit 182, and a prediction sample derivation unit 183, and the prediction mode determination unit 181 In the prediction mode for the current block is determined, motion information of the current block is derived from the motion information derivation unit 182, and motion samples of the current block are derived from the prediction sample derivation unit 183.
  • the inter prediction unit 180 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 a difference from the current block A reference block that is less than or equal to a minimum or constant criterion can be derived. Based on this, a reference picture index indicating a reference picture in which the reference block is located may be derived, and a motion vector may be derived based on a position difference between the reference block and the current block.
  • the encoding apparatus may determine a mode applied to the current block among various prediction modes. The encoding apparatus may compare RD costs for the various prediction modes and determine an optimal prediction mode for the current block.
  • the encoding apparatus configures a merge candidate list, which will be described later, and among the reference blocks indicated by the merge candidates included in the merge candidate list.
  • a reference block in which a difference from the current block is less than or equal to a predetermined criterion can 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 merge candidate list may use, for example, five merge candidate blocks. For example, four spatial merge candidates and one temporal merge candidate can be used. As a specific example, in the case of a spatial merge candidate, blocks shown in FIG. 12 may be used as a spatial merge candidate.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of constructing a merge candidate list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the coding apparatus may end the configuration of the merge candidate list.
  • the encoder may select an optimal merge candidate among merge candidates constituting the merge candidate list based on a rate-distortion (RD) cost, and signal selection information (ex. merge index) indicating the selected merge candidate to a decoder. can do.
  • the decoder may select the optimal merge candidate based on the merge candidate list and the selection information.
  • the motion information of the selected merge candidate may be used as motion information of the current block, and prediction samples of the current block may be derived based on the motion information of the current block.
  • the encoder may derive residual samples of the current block based on the prediction samples, and may signal residual information about the residual samples to a decoder.
  • the decoder may generate reconstruction samples based on residual samples derived based on the restrained dual information and the prediction samples, and may generate a reconstruction picture based on the residual samples.
  • the motion vector and/or the temporal neighboring block (or Col block) of the restored spatial neighboring block (for example, it may be the neighboring block described with reference to FIG. 12) is applied.
  • a motion vector a motion vector predictor (mvp) candidate list may be generated. That is, the motion vector of the reconstructed spatial neighboring block and/or the motion vector corresponding to the temporal neighboring block may be used as a motion vector predictor candidate.
  • motion vectors of 2 to 4 control points may be used to express motion vectors in each pixel unit or sub-block unit of a block, and a prediction technique using motion vectors of a plurality of control points is affine motion prediction (affine motion) prediction), affine prediction, and the like.
  • affine motion prediction affine motion prediction
  • the affine motion model may represent four motion models as illustrated in FIG. 15.
  • the affine motion model expressing three motion (translation, scale, rotate) dmf among motions that can be expressed by the Affine motion model is referred to as a similarity (or simplified) affine motion model, and in describing embodiments of the present specification, For convenience, a similarity (or simplified) affine motion model will be described, but the present invention is not limited thereto.
  • w represents the width of the current block 1300.
  • the motion vector in units of sub-blocks (or pixels) may be derived using Equation 1 above. In one embodiment, motion vector precision may be rounded to 1/16 precision.
  • an affine motion vector field is determined in units of pixels, a motion vector is obtained based on each pixel value, and in a block unit, a motion vector of a corresponding block can be obtained based on a central pixel value of a block.
  • the affine motion vector field (MVF) is determined in 4*4 block units as shown in FIG. 17.
  • FIG. 17 shows an example of a case in which the coding block is composed of 16*16 samples and the affine motion vector field (MVF) is determined in units of blocks of 4*4 size.
  • Affine motion prediction may include affine merge mode (AF_MERGE) and affine inter mode (affine inter mode or AF_INTER).
  • the AF_INTER mode may include an AF_4_INTER mode using four parameter-based motion models and an AF_6_INTER mode using six parameter-based motion models.
  • AF_MERGE is an affine motion prediction and determines a control point motion vector (CPMV) according to the affine motion model of the coded neighboring block.
  • the affine coded neighboring blocks in the search order can be used for AF_MERGE.
  • the current block can be coded as AF_MERGE.
  • CPMVs of the current block may be derived using CPMVs of the neighboring blocks.
  • CPMVs of the neighboring block may be used as CPMVs of the current block as it is, or CPMVs of the neighboring block may be modified based on the size of the neighboring block and the size of the current block, etc., and used as CPMVs of the current block.
  • Step-1 The neighboring blocks A to E (1810, 1820, 1830, 1840, 1850) of the current coding block 1800 are scanned in alphabetical order, and encoded in the first affine prediction mode based on the scanning order Determine the block as a candidate block for Affine Merge (AF_MERGE)
  • Step-2 Determine the affine motion model using the determined control point motion vector (CPMV) of the candidate block
  • Step-3 The control point motion vector (CPMV) of the current block 1800 is determined according to the affine motion model of the candidate block, and the MVF of the current block 1800 is determined
  • FIG. 19 shows an example of a block in which affine motion prediction is performed using a neighboring block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
  • control point motion vectors of block A 1920 after determining block A 1920 as a candidate block
  • the control point motion vector (CPMV) v0 and v1 of the current block 1900 may be determined after deriving an affine motion model using (eg, v2 and v3).
  • the affine motion vector field MVF of the current block 1900 is determined based on the control point motion vector (CPMV) of the current block 1900, and encoding may be performed.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining a method of generating a merge candidate list using a neighboring affine coding block according to an embodiment of the present invention.
  • a candidate as shown in FIG. 20 may be used.
  • the scan order of the candidate list is set to A, B, C, D, and E.
  • the present invention is not limited to this, and may be preset in various orders.
  • candidate selection information such as an index indicating a selected candidate in the candidate list may be signaled.
  • the selection information may be flag or index information, and may be referred to as AF_MERGE_flag, AF_merge_idx, and the like.
  • motion compensation for a current block may be performed based on the size of a sub-block.
  • the sub-block size of the affine block ie, the current block
  • the sub-block size of the affine block is derived. If both the width and height of the sub-block are greater than 4 luma samples, a motion vector for each sub-block is derived, and DCT-IF-based motion compensation (1/16 pel for luminance and 1/32 for chrominance) It can be performed on this sub-block. Otherwise, enhanced bi-linear interpolation filter based motion compensation can be performed for the entire affine block.
  • the affine flag at the CU level is used if the affine merge mode is used. It is signaled through a bitstream indicating.
  • the merge candidate index with the maximum value '5' is signaled to specify that the motion information candidate is used for the CU in the affine merge candidate list.
  • the model-based affine candidate means that the candidate is derived from valid surrounding reconstructed blocks coded in affine mode. As shown in FIG. 21, the scan order for candidate blocks is left (A), upper (b), upper right (C), and lower left (D) from upper left (E).
  • motion vectors (v_4, v_5) of the upper left corner and the upper right corner of the CU including the block (A) are obtained.
  • the motion vectors (v_0, v_1) of the upper left corner on the current block are calculated according to the motion vectors (v_4, v_5) by the 4-parameter affine model.
  • a control point-based candidate means that a candidate is configured by combining motion information of each control point.
  • the motion information of each control point is obtained according to the next priority.
  • the checking priority is E ⁇ D.
  • the checking priority is G ⁇ F.
  • the motion vectors of the two control points are needed to calculate the transformation parameters in the 4-parameter affine model.
  • Two control points are selected from one of the following six combinations ( ⁇ CP_1, CP_4 ⁇ , ⁇ CP_2, CP_3 ⁇ , ⁇ CP_1, CP_2 ⁇ , ⁇ CP_2, CP_4 ⁇ , ⁇ CP_1, CP_3 ⁇ , ⁇ CP_3, CP_4 ⁇ ) Can be.
  • CP_1 and CP_2 control points to construct a 4-parameter affine motion model is denoted “Affine (CP_1, CP_2)”.
  • the motion vectors of the three control points are needed to calculate the transformation parameters in the 6-parameter affine model.
  • the three control points can be selected from one of the following four combinations ( ⁇ CP_1, CP_2, CP_4 ⁇ , ⁇ CP_1, CP_2, CP_3 ⁇ , ⁇ CP_2, CP_3, CP_4 ⁇ , ⁇ CP_1, CP_3, CP_4 ⁇ ).
  • CP_1, CP_2 and CPv3 control points to construct a 6-parameter affine motion model is denoted “Affine (CP_1, CP_2, CP_3)”.
  • FIG. 23 illustrates an example of a neighboring block used for affine motion prediction in affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
  • affine motion prediction may include affine merge mode (AF_MERGE) and affine inter mode (AF_INTER).
  • AF_INTER affine inter mode
  • CCMVP control point motion vector prediction
  • CPMVD control point motion vector difference
  • a specific process of encoding an affine inter mode (AF_INTER) may be as follows.
  • Step-1.1 Up to 12 CPMVP candidate combination decisions (see Equation 2 below)
  • v_0 is the motion vector (CPMV0) at the upper left control point 2310 of the current block 2300
  • v_1 is the motion vector (CPMV1) at the upper right control point 2311 of the current block 2300
  • v_2 Is a motion vector (CPMV2) at the lower left control point 2312 of the current block 2300
  • v_A is a motion vector of the peripheral block A 2320 adjacent to the upper left side of the upper left control point 2310 of the current block 2300.
  • v_B is a motion vector of the neighboring block B 2322 adjacent to the upper left control point 2310 of the current block 2300
  • vC is a neighboring block C adjacent to the left of the upper left control point 2310 of the current block 2300
  • Motion vector of (2324) v_D is the motion vector of the neighboring block D (2326) adjacent to the upper side of the upper right control point (2311) of the current block (2300)
  • v_E is the right side of the control point (2311) of the current block (2300)
  • v_F is the motion vector of the neighboring block F 2330 adjacent to the left of the lower left control point 2312 of the current block 2300
  • v_G is the motion vector of the current block 2300.
  • the motion vector of the neighboring block G 2322 adjacent to the left side of the lower left control point 2312 is shown.
  • Step-1.2 Use the top two candidates by sorting by the difference value (DV) among the CPMVP candidate combinations (see Equation 3 below)
  • v_0x is the x-axis element of the motion vector (V0 or CPMV0) of the upper left control point 2310 of the current block 2300
  • v_1x is the motion vector (V1 or CPMV1) of the right upper control point 2311 of the current block 2300
  • v_2x is the x-axis element of the motion vector (V_2 or CPMV_2) of the lower left control point 2312 of the current block 2300
  • v_0y is the motion vector (V_0) of the upper left control point 2310 of the current block 2300
  • v_1y is the y-axis element of the motion vector (V_1 or CPMV_1) of the right upper control point 2311 of the current block 2300
  • v_2y is the lower left control point of the current block 2300 2312
  • the y-axis element of the motion vector (V_2 or CPMV_2), w is the x
  • Step-2 If the control point motion vector predictor (CPMVP) pair candidate is less than 2, use the AMVP candidate list
  • Step-3 Determine the control point motion vector predictor (CPMVP) for each of the two candidates and compare the RD cost to optimally select the candidate and CPMV having a small value
  • Step-4 Transmission of the index and control point motion vector difference (CPMVD) corresponding to the optimal candidate
  • AF_INTER a configuration process of CPMVP candidates is provided.
  • the number of candidates is 2, and an index indicating the position of the candidate list is signaled.
  • composition process of the CPMVP candidate list is as follows.
  • the motion vector field (MVF) of the block is described by Equation 1 described above.
  • an advanced motion vector prediction (AMVP) mode is needed to signal the motion vector prediction (MVP) index and motion vector differences (MVDs).
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • the affine_flag is signaled to indicate whether affine prediction is used.
  • the syntax of inter_dir, ref_idx, mvp_index, and two MVDs is signaled.
  • a candidate MVP pair list is generated including two MVP pairs. The signaled mvp_index is used to select one of them.
  • Affine MVP pairs are generated by two types of affine MVP candidates.
  • One is a spatial inherited affine candidate, and the other is a corner derived affine candidate. If the neighboring CUs are coded in the affine mode, spatial succession affine candidates can be generated.
  • the affine motion model of the surrounding affine coded block is used to generate motion vectors of a two-control-point MVP pair.
  • the MVs of the two-control point MVP pair of the candidate for spatial succession are derived by using the following equations.
  • V_B0, V_B1, and V_B2 can be replaced with the upper left MV, right upper MV, and lower left MV of any reference/peripheral CU
  • (posCurCU_X, posCurCU_Y) is the upper left of the current CU for the upper left sample of the frame.
  • the position of the sample, (posRefCU_X, posRefCU_Y) is the position of the upper left sample of the reference/peripheral CU with respect to the upper left sample of the frame.
  • FIG. 24 illustrates an example of a neighboring block used for affine motion prediction in affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
  • an affine candidate derived from a corner is used.
  • Peripheral motion vectors are used to derive affine MVP pairs as shown in FIG. 24.
  • the first available MV in set A (A0, A1 and A2) and the first available MV in set B (B0 and B1) are used to construct the first MVP pair .
  • the first available MV in set A and the first available MV in set C (C0 and C1) are used to calculate the MV of the upper right control point.
  • the first available MV in set A and the computed right upper control point MV are the second MVP pairs.
  • two candidate sets including two (3) candidates ⁇ mv_0, mv_1 ⁇ ( ⁇ mv_0, mv_1, mv_2) predict two (3) control points of the affine motion model Used to Given motion vector differences (mvd_0, mvd_1, mvd_2) and control points are calculated by using the following equations.
  • 25 and 26 are diagrams illustrating a method of deriving a motion vector candidate using motion information of neighboring blocks in affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
  • the affine candidate list extends affine motion from spatial neighboring blocks (extrapolated affine candidates) and is appended by a combination of motion vectors from spatial neighboring blocks (virtual affine candidates).
  • the candidate sets are set as follows:
  • Adjacent blocks A0, A1, B0, B1, and B2 are identified as shown in FIG. If the adjacent block is encoded by the affine motion model and the reference frame is the same as the reference frame of the current block, two or (for the 4-parameter affine model) of the current block (for the 6-parameter affine model) ) Three control points are derived from the affine model of adjacent blocks.
  • FIG. 29 shows adjacent blocks used to generate a virtual affine candidate set.
  • mv_0 is the first MV that refers to the same reference picture as the current block in S0.
  • mv_2 is the first MV that refers to the same reference picture as the current block in S1.
  • mv_2 can be derived by Equation 9 below.
  • mv_1 can be derived by Equation 10 below.
  • affine inter prediction may be performed according to the following sequence.
  • AF_4_INTER mode similar to the affine merge mode, extrapolated motion vector pairs are generated from adjacent blocks coded by the affine affine mode and first inserted into the candidate list.
  • v_0 is selected from motion vectors of blocks A, B, and C.
  • the motion vector from the neighboring block is scaled according to the relationship between the reference list and the POC of the reference to the current CU and the current CU of the reference to the neighboring block.
  • the approach of selecting v_1 from adjacent blocks D and E is similar. If the candidate list is greater than 4, the candidates are sorted preferentially according to the consistency of adjacent motion vectors (similar to the 2 motion vectors in the candidate pair) and the first 4 candidates are preserved.
  • the list is padded by a pair of motion vectors by duplicating each AMVP candidate.
  • AF_6_INTER mode similar to the affine merge mode, extrapolated motion vector triples are generated from adjacent blocks coded in the affine affine mode and preferentially inserted into the candidate list.
  • v_0 is selected from motion vectors of blocks A, B, or C.
  • the motion vector from the neighboring block is scaled according to the relationship between the reference list and the POC of the reference to the neighboring block, the POC of the reference to the current CU, and the POC of the current CU.
  • the sub-block size MxN is derived from Equation 13 below, and MvPre is motion vector partial accuracy (1/16).
  • AF_6_INTER mode is confirmed only when AF_MERGE or AF_4_INTER mode is determined as the optimal mode in the previous mode selection stage.
  • the ATMVP/STMVP sub-block size can always be set to 4.
  • ATMVP can be derived using the following two steps.
  • the first MV candidate from N0 spatial candidates can be used to determine (by adding displacement according to MV) a location to fetch the same position picture and motion for each subblock. If N0 is 0, the co-location picture signaled in the slice header and the co-location with zero motion may be used to fetch motion for each sub-block.
  • Co-located pictures of different CUs for ATMVP may not always be the same when multiple reference pictures are used.
  • having different co-located pictures for ATMVP derivation means that motion fields of multiple reference pictures need to be fetched, which is undesirable due to an increase in memory bandwidth .
  • a simplified design is proposed that uses the same co-located picture as the co-located picture for ATMVP derivation as in HEVC signaled in the slice header.
  • the MV of block A is scaled using the HEVC temporal MV scaling method, and the scaled MV of block A is assigned to ATMVP. Can be used.
  • HMVP History-based Motion Vector Prediction
  • HMVP history-based motion vector prediction
  • the HMVP may be added to a merge list (or merge candidate list) or an AMVP list (or AMVP candidate list).
  • the decoder may maintain a LUT in which motion information of progressively decoded non-affine candidates is stored.
  • the size of the LUT can be limited to S predefined candidates.
  • the LUT may be reset at the beginning of a slice, the beginning of a CTU row, or the beginning of a CTU.
  • the decoder checks whether the current PU is a block coded in a non-affine mode (S3902). To facilitate the use of HMVP candidates, if the current PU is a block coded in affine mode, the decoder does not store the motion information of the current PU in a table.
  • the HMVP table may be updated in two ways, i) a non-constrained FIFO (FIFO) ii) a constrained FIFO (FIFO) method.
  • FIFO non-constrained FIFO
  • FIFO constrained FIFO
  • candidates added to the table are added to the end (right) of the table.
  • candidates discharged from the table according to the FIFO method are located at the front end (left, oldest candidate) of the table.
  • 41 is a diagram for describing an HMVP table operating in a limited FIFO method according to an embodiment of the present specification.
  • pruning is performed when adding a new candidate causes some duplication.
  • the duplicate candidate in the table may be removed and motion information of the current candidate may be added.
  • HMVP candidates in many cases, the most recent history MVs may overlap motion information of a spatial candidate (or spatial neighbor candidate). Therefore, in the embodiment of the present specification, when adding the HMVP candidate to the AMVP or merge list, a method of setting the additional order of candidates different from the HMVP LUT index order is proposed.
  • HMVP candidates added to the merge list or the AMVP list may not be limited by the index in the HMVP list.
  • Table 2 illustrates a method of changing the order of adding HMVP candidates to an AMVP or merge list.
  • the HMVP candidate starting from the n-th candidate in the list may be added to the merge list or the AMVP list.
  • Table 3 below illustrates the modified order of adding candidates to the AMVP or merge list.
  • HMVP candidates may be added to the merge list or the AMVP list.
  • information regarding the additional order of HMVP candidates in a table may be signaled from an encoder to a decoder.
  • order information may be transmitted through high level syntax (HLS).
  • HLS high level syntax
  • the higher level syntax is, for example, a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a coding tree unit, and a coding unit. And/or other suitable syntax data header.
  • set_HMVP_order_flag is 1 indicates that set_HMVP_order_flag is present in the slice header in non-IDR (non-IDR) pictures in CVS.
  • set_HMVP_order_flag is 0 indicates that set_HMVP_order_flag is not present in slice headers and adaptive HMVP is not used in the VCS.
  • Table 5 illustrates a slice segment header syntax structure to which the method proposed in this specification can be applied.
  • slice_HMVP_idx means an index for the order of candidates used. For example, when slice_HMVP_idx is 0, basic HMVP sequences such as 0, 1, 2, 3, etc. can be represented. Similarly, an index value of 1 can be used to represent HMVP order of 3, 2, 1, 0.
  • HMVP LUT After decoding the first CTU in the CTU row, one or more historical MVs of the subsequent CTU may be added to the long term HMVP LUT. This long term HMVP LUT may or may not be used until the next CTU row.
  • HMVP LUT can be used to initialize the normal HMVP LUT. The reason is that the HMVP candidates of the CTU at the start of the CTU row can be more co-relate than the historical MV at the end of the previous CTU row.
  • HMVP LUT is a diagram illustrating an HMVP LUT and a long term HMVP LUT according to an embodiment of the present specification.
  • HMVP LUT regular HMVP LUT, short term HMVP LUT
  • long term HMVP LUT When HMVP candidates are all added to the merge or AMVP list, they can be added from the HMVP LUT or the long term LUT as shown in FIG. 42.
  • the syntax element may include a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a coding tree unit, a coding unit, and/or Other suitable syntax data headers may be present.
  • An encoder/decoder may consider a decision on one or more characteristics of a PU (or CU).
  • the encoder/decoder may consider the following when adding HMVP candidates to the table.
  • the encoder/decoder can be added as a candidate by considering characteristics such as the mode of the PU (eg, merge mode, affine mode, AMVP mode, etc.) and/or block size individually or in combination. In one embodiment, other characteristics may also be considered.
  • a merge type eg, spatial candidate or temporal candidate
  • the selection criteria described above may be determined to reduce duplication with previous history (or previous HMVP). For example, when the PU is coded in the merge mode and the merge type is a spatial merge, the decoder may not update the motion information of the corresponding PU to the HMVP LUT.
  • FIG. 43 is a diagram illustrating an example of a method of updating an HMVP LUT according to an embodiment of the present specification.
  • the encoder/decoder acquires motion information of a coded candidate (S4301).
  • the encoder/decoder evaluates whether to update the motion information of the candidate to the LUT according to a predefined decision criterion (S4302).
  • the determination criteria may include characteristics regarding at least one of the candidate mode (eg, merge mode, affine mode, AMVP mode, etc.), the candidate block size, and/or the candidate merge type.
  • the encoder/decoder updates the LUT based on the determination criteria (S4303). That is, if the candidate satisfies a predefined decision criterion, the encoder/decoder may add motion information of the candidate to the LUT.
  • Redundancy check restrictions can be implemented in a number of different ways.
  • the encoder/decoder may limit the number of pruning checks for the first specific number of candidates in the merge list.
  • the encoder/decoder may limit the number of pruning checks for candidates from the first candidate to the specific number-th candidate in the merger list.
  • the encoder/decoder may perform a pruning process for candidates from the first candidate to a certain number of candidates in the merger list, and at this time, the HMVP candidates subject to pruning check are limited to a predefined number. Can be.
  • the encoder/decoder may limit the pruning check by performing a pruning check on a specific type of merge candidate in the merge list. For example, in adding an HMVP candidate, the encoder/decoder can perform a pruning check only on a spatial candidate of a merge list. Or, for example, in adding an HMVP candidate, the encoder/decoder may perform a pruning check on only a part of the spatial candidate of the merge list.
  • Some of the spatial candidates may be predefined. For example, a part of the predefined spatial candidate may be at least one of a left neighbor space candidate and/or an upper neighbor space candidate.
  • the embodiments of the present specification are not limited thereto, and other types may be combined to be limited to the subject of pruning check.
  • 44 is a diagram illustrating a method of limiting the number of HMVP candidates to be subjected to pruning check according to an embodiment of the present specification.
  • the number of HMVP candidates that are the subject of pruning check may be limited to M times.
  • the encoder/decoder can check whether motion information is duplicated between the first M candidates in the HMVP LUT and the merge candidates of the merge list.
  • the encoder/decoder may check whether there is redundancy between the first M candidates in the HMVP LUT and the motion information of the decoded PU, by adding the motion information of the currently decoded PU to the HMVP LUT.
  • 45 is a diagram illustrating an example of a method of performing a pruning check according to an embodiment of the present specification.
  • the encoder/decoder acquires motion information of a decoded candidate and determines (or decodes) the number of pruning checks (S4501, S4502).
  • the encoder/decoder performs a pruning check based on the determined number of pruning checks (S4503).
  • information related to pruning check may be signaled through a higher level syntax in the same manner as in Tables 4 and 5 above.
  • the syntax element transmitted from the encoder to the decoder may be included in any header for indicating the number of pruning checks that need to be performed.
  • the higher level syntax is, for example, a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a coding tree unit, and a coding unit. And/or other suitable syntax data header.
  • the number of HMVP candidates may depend on existing merge candidates.
  • the number of HMVP candidates may depend on the number of spatial candidates present in the merge list.
  • the number of HMVP candidates may depend on the number of spatial and temporal candidates present in the merge list.
  • the number of HMVP candidates to perform the pruning check is reduced according to a specific criterion (or rule) based on the number of merge candidates and/or the number of HVMPs in the merge list. Can. This can reduce the number of duplicate checks in the worst case.
  • the merge list may include up to 5 spaces or other merge candidates.
  • 30 duplicate checks may be required to insert HMVP candidates from the 6 HMVP lists.
  • an average value may be obtained as follows.
  • the encoder/decoder may first average two candidates as shown in Equations 25 to 27, and finally average the result using the third candidate.
  • the encoder/decoder may assign a higher importance/weight to a candidate, that is, MV_L, by applying a shift operation by 2, as shown in Equation (28).
  • the average value can be derived without a division operation only by a shift operation.
  • n an arbitrary number (n) of space candidates instead of two history-based space candidates.
  • n candidates are not necessarily in a continuous decoding order. You can choose randomly or according to some rules.
  • Equation 24 described above may be expressed in a more general manner as shown in Equation 29 below.
  • the above-described object can be achieved by averaging the spatial candidates using Equation 30 below and then averaging the MV_TMVP using the results.
  • the weight may be determined empirically, may be determined in consideration of a time distance to a fixed reference frame, or may be determined by considering a position in the history table. As an example, a new candidate may have more weight than a previous candidate.
  • Equation 24 described above may be expressed as Equation 31 below.
  • the weights may have the same value or may have an unevenly distributed value.
  • 46 is a diagram for explaining a method for deriving an H-STMVP candidate using motion vectors referring to different reference pictures according to an embodiment of the present specification.
  • MV_L, MV_L-1, and MV_TMVP candidates refer to (or indicate) different reference pictures, respectively. That is, FIG. 46 shows that each candidate used to generate an H-STMVP candidate may have a different reference index and consequently a different reference frame.
  • a single fixed picture using high-level syntax which may be part of a sequence parameter set, picture parameter set, slice header, coding tree unit and/or other data header to achieve the above-described object.
  • the encoder may transmit information on to the decoder.
  • a high-level syntax structure such as the following Table 7 and/or Table 8 may be defined.
  • set_HSTMVP_ref_pic_flag if set_HSTMVP_ref_pic_flag is equal to 1, it indicates that set_HSTMVP_idx is present in the slice header of a non-IDR picture in CVS. If set_HSTMVP_ref_pic_flag is 0, it indicates that set_HSTMVP_idx does not exist in the slice header.
  • slice_HMVP_idx designates a reference index.
  • a reference index may be selected for list L0.
  • a method of indirectly using affine HMVP candidates using position and dimension information to calculate (or derive) CPMV of the current block is proposed.
  • the induced CPMV may be referred to as an inherited apparel HMVP candidate.
  • the inherited Affine HMVP candidate according to an embodiment of the present specification may be used in the above-described Affine merge list and/or Affine AMVP list generation process.
  • 47 is a diagram illustrating a location of a block for deriving an HMVP candidate that is an inherited apparel according to an embodiment of the present specification.
  • the CPMV of the current block 4701 may be derived in a manner similar to a method of deriving a general inherited CPMV from a neighboring block based on the location and dimension of an affine HMVP candidate. That is, the encoder/decoder may derive the motion vector of the control point of the current block 4701 based on the position and dimension (eg, width and height) information of the reference block 4702 that is an affine HMVP candidate.
  • the encoder/decoder may derive the motion vector of the control point of the current block 4701 based on the position and dimension (eg, width and height) information of the reference block 4702 that is an affine HMVP candidate.
  • the CPMV of the HMVP which is the inherited language of the current block, may be derived using Equations 32 and 33 below.
  • posCurCU_Y represents the vertical coordinate value of the upper left sample of the current block 4701
  • posRefCU_Y represents the vertical coordinate value of the upper left sample of the reference block 4702.
  • posCurCU_X represents the horizontal coordinate value of the upper left sample of the current block 4701
  • posRefCU_X represents the horizontal coordinate value of the upper left sample of the reference block 4702.
  • RefCU_height represents the height of the reference block 4702
  • RefCU_width represents the width of the reference block 4702.
  • affine HMVP candidate direct or inherited HMVP
  • restrictions are added to select affine HMVP candidates that can be used to generate affine merge or affine AMVP lists Can.
  • an affine HMVP candidate may be added to an affine merge or affine AMVP list only when the affine HMVP candidate is adjacent to the current block.
  • an affine HMVP candidate may be added to an affine merge or affine AMVP list only when the affine HMVP candidate is located (or exists) within a certain distance from the current block.
  • the specific distance may be a predefined pixel distance.
  • the encoder/decoder may determine (or determine) whether the affine HMVP candidate is located within a specific predefined distance to determine whether the affine HMVP candidate is available.
  • affine HMVP candidates may be added to affine merge or affine AMVP list only when they are located (or exist) at a specific location based on a current block. For example, when present in the specific location, it may be a case where the affine HMVP candidate is a left or upper neighboring block of the current block.
  • HMVP LUT For a HMVP LUT with N elements, the above-described verification process for all elements or the first M elements is performed until the merge or AMVP list is full, or until a certain predefined number of HMVP candidates is reached. Can.
  • the method of using the affine HMVP candidate to replace the existing inherited affine candidate in the affine merge list and/or the affine AMVP list is proposed.
  • FIG. 48 is a diagram illustrating an affine merge list or affine AMVP list according to an embodiment of the present specification.
  • an encoder/decoder may replace an inherited candidate existing in an existing affine merge list or affine AMVP list with an inherited affine HMVP candidate. That is, when the sub-block-based merge mode is applied to the current block, the encoder/decoder generates a sub-block-based merge candidate list using the inherited affine candidate and the constructed affine candidate, and derives the inherited affine HMVP candidate In this way, at least one inherited affine candidate included in the sub-block-based merge candidate list may be replaced with an inherited affine HMVP candidate.
  • affine HMVP lookup table may be initialized at the beginning of a slice, CTU row, or CTU. This can improve the performance of parallel processing.
  • 49 is a diagram for describing a method of performing affine prediction based on affine HMVP according to an embodiment of the present specification.
  • motion information of the current CU can be used to update the affine HMVP table. Similar to the regular table update process, when adding a new motion candidate to the table, limited FIFO rules can be used. At this time, the redundancy check may be applied first to find out whether the table has the same HMVP. When overlapping motion information is confirmed, the same upper HMVP is removed from the table and all subsequent upper HMVP candidates can move forward. That is, the duplicate HMVP candidates are removed from the table, and the indexes of the remaining HMVP candidates can be reduced by one. In one embodiment, the affine HMVP table size may be set to 5, which is the same as the size of the sub-block merge list. And, the table can be reset at the beginning of the CTU row.
  • the affine HMVP table may store at least one of the following motion information.
  • FIG. 51 shows an example of a block diagram of an apparatus for processing an image signal according to an embodiment of the present specification.
  • the video signal processing device of FIG. 51 may correspond to the encoding device 100 of FIG. 1 or the decoding device 200 of FIG. 2.
  • the image processing apparatus 5000 for processing the image signal includes a memory 5020 for storing the image signal, and a processor 5010 for processing the image signal while being combined with the memory.
  • the processor 5010 may be configured with at least one processing circuit for processing an image signal, and may process an image signal by executing instructions for encoding or decoding the image signal. That is, the processor 5010 may encode the original image data or decode the encoded image signal by executing the encoding or decoding methods described above.
  • FIG. 52 shows a video coding system to which the present invention is applied.
  • the video coding system may include a source device and a receiving device.
  • the source device may transmit the encoded video/video 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 apparatus, and a transmitter.
  • the receiving device may include a receiver, a decoding apparatus, and a renderer.
  • the encoding device may be referred to as a video/video encoding device, and the decoding device may be referred to as 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 smartphone, and may (electronically) generate a video/image.
  • a virtual video/image may be generated through a computer or the like, and in this case, a 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/image 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 extract the bitstream and transmit it to the 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.
  • 53 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows a structure diagram of a content streaming system.
  • a content streaming system to which the present invention is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server 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 the present invention is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • 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 PCs, ultrabooks, wearable devices, e.g., smartwatches, 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 PCs ultrabooks
  • wearable devices e.g., smartwatches, smart glass, head mounted display (HMD), digital TV, desktop Computers, digital signage, and the like.
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer-readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium 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.
  • the decoding device and the encoding device to which the present specification is applied may be included in a digital de-vice.
  • the term “digital device” includes all digital devices capable of performing at least one of transmission, reception, processing, and output, for example, of data, content, and services.
  • the processing of the data, content, service, etc. by the digital device includes an operation of encoding and/or decoding data, content, service, and the like.
  • These digital devices are paired or connected (hereinafter referred to as'pairing') with other digital devices, external servers, etc. through a wire/wireless network to transmit and receive data, Convert as needed.
  • the digital device is, for example, a fixed device (standing device) such as a network TV (network TV), HBBTV (Hybrid Broadcast Broadband TV), smart TV (Smart TV), IPTV (internet protocol television), PC (Personal Com-puter), etc. ), and PDAs (Personal Digital Assistants), smart phones (Smart Phones), tablet PCs (Tablet PCs), and mobile devices (mobile devices or handheld devices).
  • a network TV network TV
  • HBBTV Hybrid Broadcast Broadband TV
  • smart TV Smart TV
  • IPTV Internet protocol television
  • PC Personal Com-puter
  • PDAs Personal Digital Assistants
  • smart phones Smart Phones
  • Tablett PCs Tablett PCs
  • mobile devices mobile devices or handheld devices.
  • a digital TV is illustrated in Figure 33 to be described later for convenience, and a mobile device is illustrated and described in Figure 34 as an example of a digital device.
  • Wi-Fi Direct can be formed by a communication standard for wireless connection.
  • DVI Digital Visual Interface
  • HDMI High Definition Multimedia Interface
  • RGB High Definition Multimedia Interface
  • D-SUB and Bluetooth
  • RFID Radio Frequency Identification
  • IrDA Infrared Data Association
  • UWB Ultra Wideband
  • ZigBee Digital Living Network Alliance
  • DLNA Wireless LAN
  • Wi-Fi Wireless broadband
  • Wibro World Interoperability for Microwave (Wimax) Access
  • HSDPA High Speed Down-link Packet Access
  • LTE Long Term Evolution
  • Wi-Fi Direct can be formed by a communication standard for wireless connection.
  • a digital device in the case of merely referring to a digital device in the present specification, it may mean a fixed device or a mobile device or include both depending on context.
  • the digital device is an intelligent device that supports, for example, a broadcast reception function, a computer function or support, and at least one external input, e-mail, web browsing through a wired/wireless network described above ( It can support web browsing, banking, games, and applications.
  • the digital device may include an interface for supporting at least one input or control means (hereinafter referred to as an input means) such as a handwritten input device, a touch screen, and a space remote control.
  • the digital device can use a standardized general-purpose operating system (OS). For example, a digital device can add, delete, modify, and update various applications on a general-purpose OS kernel. You can configure and provide a user-friendly environment.
  • OS general-purpose operating system
  • the medium for broadcasting has become more diversified, and non-real time broadcasting is also activated in addition to real-time broadcasting, so the live channel is not only real-time broadcasting, but in some cases, non-real-time broadcasting. It may also be understood as a term meaning the entire channel.
  • a random channel is a channel randomly allocated by a receiver, and a channel number that is not basically overlapped with a channel number for expressing the broadcast channel is allocated.
  • the receiver receives a broadcast signal that transmits broadcast content and signaling information therefor through the tuned channel.
  • the receiver parses channel information from the signaling information, and configures a channel browser, an EPG, and the like based on the parsed channel information and provides it to the user.
  • the receiver responds accordingly.
  • the broadcast channel is a content previously promised between the transmitting and receiving terminals, when a random channel is repeatedly allocated with the broadcast channel, it may cause confusion or a confusion of the user. .
  • the random channel number is not duplicated with the broadcast channel number as described above, there is still a confusion in the channel surfing process of the user, and it is required to allocate the random channel number in consideration of this.
  • any channel according to the present specification can also be implemented to be accessed as a broadcast channel in the same manner in response to a user's request to switch a channel through an input means in the same way as a conventional broadcast channel.
  • the random channel number is a type in which characters are written in parallel, such as random channel-1, random channel-2, and the like, for a convenience of discrimination or identification between a user's random channel access and a broadcast channel number. It can be defined and marked as.
  • the display of an arbitrary channel number may be realized in the form of a character in parallel as in random channel-1, or in the form of a number in the receiver, as in the number of the broadcast channel.
  • an arbitrary channel number may be provided in a numeric form, such as a broadcast channel, and a channel number may be defined and displayed in various ways distinguishable from a broadcast channel, such as video channel-1, title-1, and video-1. have.
  • the digital device executes a web browser for a web service, and provides various types of web pages to the user.
  • the web page includes a web page including a video content
  • the video is processed separately or independently from the web page.
  • the separated video can be implemented by allocating an arbitrary channel number as described above, providing it through a service guide, etc., and outputting it according to a channel switching request in a process of viewing a service guide or a broadcast channel.
  • predetermined content, images, audio, items, etc. are separately processed from the broadcast content, games, and applications themselves, and for playback, processing, etc. Any channel number can be assigned and implemented as described above.
  • Service systems including digital devices include a content provider (CP) 5410, a service provider (SP) 5420, a network provider (NP) 5430, and a HNED (Home Network End User). ) (Customer) (5440).
  • the HNED 5440 is, for example, a client 5400, that is, a digital device.
  • the content provider 5410 produces and provides various content. As shown in FIG. 54 as such a content provider 5410, terrestrial broadcaster, cable SO (System Operator) or MSO (Multiple SO), satellite broadcaster (satellite broadcaster) , Various Internet broadcasters, and private content providers (Private CPs). Meanwhile, the content provider 5410 provides various applications in addition to broadcast content.
  • the service provider 5420 provides services to the client 300 in a uni-cast or multi-cast manner. Meanwhile, the service provider 5420 may transmit data to a plurality of pre-registered clients 5400 at a time, and for this, an Internet Group Management Protocol (IGMP) protocol may be used.
  • IGMP Internet Group Management Protocol
  • the above-described content provider 5410 and service provider 5420 may be the same entity (same or single entity).
  • the content provided by the content provider 5410 may be service packaged and provided to the HNED 5440 to perform the function of the service provider 5420 or vice versa.
  • the network provider 5430 provides a network for data exchange between the content provider 5410 or/and the service provider 5420 and the client 5400.
  • the client 5400 can establish a home network to transmit and receive data.
  • the content provider 5410 or/and the service provider 5420 in the service system may use conditional access or content protection means to protect transmitted content.
  • the client 300 may use processing means such as a CableCARD (POD: Point of De-ployment), DCAS (Downloadable CAS), etc. in response to the restriction reception or content protection.
  • CableCARD Point of De-ployment
  • DCAS Downloadable CAS
  • the client 5400 can also use a bidirectional service through a network (or communication network). In this case, rather, the client 5400 may perform the function of a content provider, and the existing service provider 5420 may receive it and transmit it back to another client.
  • FIG. 55 is a configuration block diagram illustrating an embodiment of a digital device.
  • FIG. 55 may correspond to, for example, the client 5400 of FIG. 54, and refers to the digital device described above.
  • the network interface unit 5501 receives or transmits IP packets (internet proto-col (IP) packets) through the network. That is, the network interface unit 5501 receives services, content, and the like from the service provider 5320 through a network.
  • IP Internet proto-col
  • the TCP/IP manager 5502 is configured to transmit packets between IP packets received by the digital device 5500 and IP packets transmitted by the digital device 5500, that is, between a source and a destination. Get involved. Then, the TCP/IP manager 5502 classifies the received packet(s) to correspond to an appropriate protocol, and the service delivery manager 5550, the service discovery manager 5510, the service control manager 5509, and the metadata manager 5512 ), and the like.
  • the service delivery manager 5503 is responsible for controlling received service data. For example, the service delivery manager 5503 may use RTP/RTCP when controlling real-time streaming data.
  • the service delivery manager 5503 parses the received data packet according to the RTP and transmits it to the demultiplexer 5550 or control of the service manager 5513 According to the SI & metadata database 5511. Then, the service delivery manager 5503 uses the RTCP to feed back the network reception information to a server providing a service.
  • the demultiplexer 5550 demultiplexes the received packets into audio, video, and system information (SI) data, and transmits them to the audio/video decoder 5506/5507 and the SI decoder 5550, respectively.
  • SI system information
  • the SI decoder 5504 decodes service information such as program specific information (PSI), program and system information protocol (PSIP), and digital video broadcasting-service information (DVB-SI).
  • PSI program specific information
  • PSIP program and system information protocol
  • DVB-SI digital video broadcasting-service information
  • the SI decoder 5504 stores the decoded service information in the SI & metadata database 5511, for example.
  • the service information stored in this way may be read and used by a corresponding configuration, for example, by a user's request.
  • the audio/video decoder 5506/5507 decodes each audio data and video data demultiplexed by the demultiplexer 5550.
  • the audio data and video data thus decoded are provided to the user through the display unit 5508.
  • the application manager may include, for example, a UI manager 5514 and a service manager 5513.
  • the application manager may manage the overall state of the digital device 5500, provide a user interface, and manage other managers.
  • the service manager 5513 controls a manager associated with a service, such as a service delivery manager 5503, a service discovery manager 5510, a service control manager 5509, and a metadata manager 5512.
  • the service manager 5513 creates a channel map and selects a channel using the channel map according to a key input received from the user interface manager 5514. Then, the service manager 5513 receives channel service information from the SI decoder 5504 and sets the audio/video PID (packet identifier) of the selected channel to the demultiplexer 5550.
  • the PID set in this way is used in the demultiplexing process described above. Therefore, the demultiplexer 5550 filters audio data, video data, and SI data using the PID.
  • the service control manager 5509 is responsible for selecting and controlling services.
  • the service control manager 5509 uses IGMP or RTSP or the like when a user selects a live broadcast-ing service such as an existing broadcasting method, and selects a service such as video on demand (VOD). If it does, the service is selected and controlled using RTSP.
  • the RTSP protocol may provide a trick mode for real-time streaming.
  • the service control manager 5509 may initialize and manage a session through the IMS gateway 5550 using an IP multimedia subsys-tem (IMS) and a session initiation protocol (SIP).
  • IMS IP multimedia subsys-tem
  • SIP session initiation protocol
  • the protocols are one embodiment, and other protocols may be used according to implementation examples.
  • the SI & metadata database 5511 may be implemented using non-volatile RAM (NVRAM), flash memory, or the like.
  • NVRAM non-volatile RAM
  • the IMS gateway 5550 is a gateway that collects functions necessary for accessing an IMS-based IPTV service.
  • the mobile device 5600 includes a wireless communication unit 5610, an audio/video (A/V) input unit 5620, a user input unit 5630, a sensing unit 5640, an output unit 5650, A memory 5660, an interface unit 5670, a control unit 5680, and a power supply unit 5590 may be included.
  • the components shown in FIG. 56 are not essential, so a mobile device with more or fewer components may be implemented.
  • the wireless communication unit 5610 may include one or more modules that enable wireless communication between the mobile device 5600 and the wireless communication system or between a mobile device and a network in which the mobile device is located.
  • the wireless communication unit 5610 may include a broadcast reception module 5611, a mobile communication module 5612, a wireless Internet module 5613, a short-range communication module 5614, a location information module 5615, and the like.
  • the broadcast related information may mean information related to a broadcast channel, broadcast program, or broadcast service provider. Broadcast-related information may also be provided through a mobile communication network. In this case, it may be received by the mobile communication module 5612.
  • the short-range communication module 5614 refers to a module for short-range communication.
  • Short-range communication Bluetooth
  • RFID radio frequency Identi-fication
  • infrared communication IrDA, infrared data association
  • UWB ultra wideband
  • ZigBee RS-232, RS-485, etc.
  • the A/V input unit 5620 is for inputting an audio or/and video signal, which may include a camera 5562 and a microphone 5562.
  • the camera 5562 processes image frames such as still images or moving pictures obtained by an image sensor in a video call mode or a shooting mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display portion 5651.
  • the image frames processed by the camera 5562 may be stored in the memory 5660 or transmitted to the outside through the wireless communication unit 5610. Two or more cameras 5562 may be provided according to the use environment.
  • the user input unit 5630 generates input data for the user to control the operation of the terminal.
  • the user input unit 5630 may include a key pad, a dome switch, a touch pad (static pressure/power outage), a jog wheel, a jog switch, and the like.
  • the sensing unit 5640 displays the current state of the mobile device 5600, such as the open/closed state of the mobile device 5600, the location of the mobile device 5600, the presence or absence of user contact, the orientation of the mobile device, and acceleration/deceleration of the mobile device. It senses and generates a sensing signal for controlling the operation of the mobile device 5600. For example, when the mobile device 5600 is moved or tilted, the position or tilt of the mobile device may be sensed. In addition, whether power is supplied to the power supply unit 5590 or whether external devices are coupled to the interface unit 5670 may be sensed. Meanwhile, the sensing unit 5640 may include a proximity sensor 5651 including near field communication (NFC).
  • NFC near field communication
  • the output unit 5650 is for generating output related to vision, hearing, or tactile sense, and may include a display unit 5651, an audio output module 5562, an alarm unit 5603, and a haptic module 5566 have.
  • the display unit 5651 displays (outputs) information processed by the mobile device 5600. For example, when the mobile device is in a call mode, a user interface (UI) or a graphic user interface (GUI) related to the call is displayed. When the mobile device 5600 is in a video call mode or a photographing mode, the photographed or/and received video or UI, GUI is displayed.
  • UI user interface
  • GUI graphic user interface
  • Some of these displays may be of a transparent type or a light transmissive type so that the outside can be seen through them. This may be called a transparent display, and a typical example of the transparent display is TOLED (transparent OLED).
  • the rear structure of the display portion 5651 may also be configured as a light transmissive structure. With this structure, the user can see an object located behind the terminal body through an area occupied by the display portion 5651 of the terminal body.
  • Two or more display units 5651 may be present according to the implementation form of the mobile device 5600.
  • a plurality of display units may be spaced apart from one surface or integrally disposed, or may be disposed on different surfaces.
  • the display unit 5651 and a sensor detecting a touch operation form a mutual layer structure (hereinafter referred to as a'touch screen')
  • the display unit 5651 inputs other than an output device. It can also be used as a device.
  • the touch sensor may have, for example, a form of a touch film, a touch sheet, or a touch pad.
  • the touch sensor may be configured to convert a change in pressure applied to a specific portion of the display portion 5651 or a capacitance generated in a specific portion of the display portion 5651 into an electrical input signal.
  • the touch sensor may be configured to detect not only the touched position and area, but also pressure at the time of touch.
  • the corresponding signal(s) is sent to the touch controller.
  • the touch controller processes the signal(s) and then transmits corresponding data to the control unit 5680. Accordingly, the control unit 5680 can know which area of the display unit 5651 is touched, and the like.
  • a proximity sensor 5651 may be disposed in an inner area of the mobile device surrounded by the touch screen or near the touch screen.
  • the proximity sensor refers to a sensor that detects the presence or absence of an object approaching a predetermined detection surface or an object in the vicinity using mechanical force or infrared light without mechanical contact.
  • Proximity sensors have a longer lifespan and higher utilization than contact sensors.
  • the proximity sensor examples include a transmission type photoelectric sensor, a direct reflection type photoelectric sensor, a mirror reflection type photoelectric sensor, a high frequency oscillation type proximity sensor, a capacitive type proximity sensor, a magnetic type proximity sensor, and an infrared proximity sensor.
  • the touch screen When the touch screen is capacitive, it is configured to detect the proximity of the pointer due to a change in the electric field according to the proximity of the pointer. In this case, the touch screen (touch sensor) may be classified as a proximity sensor.
  • the proximity sensor detects a proximity touch and a proximity touch pattern (eg, proximity touch distance, proximity touch direction, proximity touch speed, proximity touch time, proximity touch position, proximity touch movement state, etc.). Information corresponding to the sensed proximity touch operation and the proximity touch pattern may be output on the touch screen.
  • a proximity touch pattern eg, proximity touch distance, proximity touch direction, proximity touch speed, proximity touch time, proximity touch position, proximity touch movement state, etc.
  • the audio output module 5562 may output audio data received from the wireless communication unit 5610 or stored in the memory 5660 in a call signal reception, a call mode or a recording mode, a voice recognition mode, a broadcast reception mode, or the like.
  • the sound output module 5562 may also output sound signals related to functions (eg, call signal reception sound, message reception sound, etc.) performed on the mobile device 5600.
  • the sound output module 5562 may include a receiver, a speaker, and a buzzer.
  • the alarm unit 5603 outputs a signal for notifying the occurrence of the event of the mobile device 5600. Examples of events generated in the mobile device include call signal reception, message reception, key signal input, and touch input.
  • the alarm unit 5603 may also output a signal for notifying the occurrence of an event in a form other than a video signal or an audio signal, for example, vibration.
  • the video signal or the audio signal may also be output through the display unit 5651 or the audio output module 5562, so that the display unit and the audio output modules 5651 and 5562 may be classified as part of the alarm unit 5603.
  • the haptic module 5566 is a pin array that vertically moves with respect to the contact surface of the skin, the ejection force or inhalation force of the air through the injection port or the intake port, the stimulation of the skin surface, the contact of the electrode, the stimulation of the electrostatic force, etc.
  • Various tactile effects can be generated, such as the effect caused by and the effect of reproducing the feeling of cold and warm using an element capable of absorbing heat or generating heat.
  • the memory 5660 may store a program for the operation of the controller 5680, and may temporarily store input/output data (eg, a phone book, a message, a still image, a video, etc.).
  • the memory 5660 may store data related to various patterns of vibration and sound output when a touch is input on the touch screen.
  • the interface unit 5670 serves as a passage with all external devices connected to the mobile device 5600.
  • the interface unit 5670 receives data from an external device, receives power, and transmits it to each component inside the mobile device 5600, or allows data inside the mobile device 5600 to be transmitted to the external device.
  • wired/wireless headset port, external charger port, wired/wireless data port, memory card port, port for connecting devices equipped with an identification module, audio input/output (I/O) port, A video I/O port, an earphone port, and the like may be included in the interface unit 5670.
  • the identification module is a chip that stores various information for authenticating the usage rights of the mobile device 5600, a user identification module (UIM), a subscriber identification module (SIM), and a universal user authentication module ( universal subscriber identity module, USIM).
  • the device provided with the identification module (hereinafter referred to as an'identification device') may be manufactured in a smart card format. Therefore, the identification device may be connected to the terminal 5600 through a port.
  • the interface unit 5670 When the mobile terminal 5600 is connected to an external cradle, the interface unit 5670 becomes a passage through which power from the cradle is supplied to the mobile terminal 5600, or various command signals input from the cradle by the user. It can be a passage to the mobile terminal. Various command signals or power input from the cradle may be operated as signals for recognizing that the mobile terminal is correctly mounted on the cradle.
  • the control unit 5680 typically controls the overall operation of the mobile device. For example, it performs related control and processing for voice calls, data communication, video calls, and the like.
  • the control unit 5680 may include a multimedia module 5801 for multimedia playback.
  • the multimedia module 5801 may be implemented in the control unit 5680 or may be implemented separately from the control unit 5680.
  • the controller 5680, particularly the multimedia module 5801 may include the encoding device 100 and/or the decoding device 200 described above.
  • the control unit 5680 may perform pattern recognition processing capable of recognizing handwriting input or picture drawing input performed on a touch screen as characters and images, respectively.
  • the power supply unit 5590 receives external power and internal power under control of the control unit 5680 and supplies power required for the operation of each component.
  • the embodiments described herein include application spe-cific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devic-es (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and fields (FPGAs) It can be implemented using at least one of programmable gate arrays, processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing other functions. Examples may be implemented by the control unit 5680 itself.
  • ASICs application spe-cific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devic-es
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field
  • 57 is a block diagram illustrating another embodiment of a digital device.
  • the digital device 5700 include a broadcast receiving unit 5705, an external device interface unit 5715, a storage unit 5740, a user input interface unit 5750, a control unit 5700, a display unit 5780, audio It may include an output unit 5585, a power supply unit 5590 and a photographing unit (not shown).
  • the broadcast reception unit 5705 may include at least one tuner 5710, a demodulation unit 5720, and a network interface unit 5775. However, in some cases, the broadcast reception unit 5705 may include a tuner 5710 and a demodulation unit 5720, but may not include the network interface unit 5775, and vice versa.
  • a multiplexer is provided to multiplex the signal demodulated by the demodulator 5720 through the tuner 5710 and the signal received through the network interface 5775. It might be.
  • a demultiplexer may be provided to demultiplex the multiplexed signal or demultiplex the demodulated signal or the signal that has passed through the network interface unit 5775. have.
  • the tuner 5710 receives an RF broadcast signal by tuning a channel selected by a user or all pre-stored channels among radio frequency (RF) broadcast signals received through an antenna. In addition, the tuner 5710 converts the received RF broadcast signal into an intermediate fre-quency (IF) signal or a baseband signal.
  • RF radio frequency
  • the demodulator 5720 receives and demodulates the digital IF signal DIF converted by the tuner 5710. For example, when the digital IF signal output from the tuner 5710 is an ATSC method, the demodulator 5720 performs 8-vestigal side band (8-VSB) demodulation, for example. In addition, the demodulator 5720 may perform channel decoding. To this end, the demodulator 5720 includes a trellis decoder, a de-interleaver, a Reed-Solomon decoder, and the like, trellis decoding, deinterleaving, and Reed Soloman decoding can be performed.
  • 8-VSB 8-vestigal side band
  • the demodulator 5720 when the digital IF signal output from the tuner 5710 is a DVB method, the demodulator 5720 performs coded orthogonal frequency division modulation (COFDMA) demodulation, for example. Further, the demodulator 5720 may perform channel decoding. To this end, the demodulator 5720 may include a convolution decoder, a deinterleaver, and a read-soloman decoder, and perform convolutional decoding, deinterleaving, and read soloman decoding.
  • COFDMA coded orthogonal frequency division modulation
  • the demodulator 5720 may output a stream signal TS after demodulation and channel decoding.
  • the stream signal may be a signal in which a video signal, an audio signal or a data signal is multiplexed.
  • the stream signal may be an MPEG-2 transport stream (TS) in which an MPEG-2 standard video signal and a Dolby AC-3 standard audio signal are multiplexed.
  • the MPEG-2 TS may include a header of 4 bytes and a payload of 184 bytes.
  • the above-described demodulator 5720 can be provided separately according to the ATSC method and the DVB method. That is, the digital device may separately include an ATSC demodulator and a DVB demodulator.
  • the stream signal output from the demodulator 5720 may be input to the controller 5700.
  • the control unit 5700 may control demultiplexing, image/audio signal processing, and the like, and control an image output through the display unit 5780 and audio output through the audio output unit 5585.
  • the external device interface unit 5535 includes digital versatile disk (DVD), blu-ray, game devices, cameras, camcorders, computers (laptops, tablets), smartphones, Bluetooth devices, and cloud It can be connected to external devices such as (cloud) and wired/wirelessly.
  • the external device interface unit 5535 transmits a video, audio, or data (including image) signals input from the outside through the connected external device to the controller 5700 of the digital device.
  • the controller 5700 may control the processed video, audio, or data signal to be output to a connected external device.
  • the external device interface unit 5715 may further include an A/V input/output unit (not shown) or a wireless communication unit (not shown).
  • A/V input/output unit USB terminal, CVBS (composite video banking sync) terminal, component terminal, S-video terminal (analog), DVI ( digital visual interface (HDMI) terminal, a high definition multime-dia interface (HDMI) terminal, an RGB terminal, and a D-SUB terminal.
  • CVBS composite video banking sync
  • component terminal S-video terminal (analog)
  • DVI digital visual interface (HDMI) terminal
  • HDMI high definition multime-dia interface
  • RGB terminal a D-SUB terminal.
  • the external device interface unit 5535 may receive an application or a list of applications in an adjacent external device, and transmit the received information to the control unit 5700 or the storage unit 5740.
  • the network interface unit 5575 may select and receive a desired application from among applications that are open to the public through a network.
  • the storage unit 5740 may store programs for processing and controlling each signal in the control unit 5700, and may store signal-processed video, audio, or data signals.
  • the storage unit 5740 may perform a function for temporarily storing an image, audio, or data signal input from the external device interface unit 5735 or the network interface unit 5572.
  • the storage unit 5740 may store information regarding a predetermined broadcast channel through a channel storage function.
  • the storage unit 5740 may store an application or a list of applications input from the external device interface unit 5735 or the network interface unit 5475.
  • the storage unit 5740 may store various platforms described later.
  • the storage unit 5740 may include, for example, a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, or a card type memory (for example, SD or XD) Memory, etc.), RAM (RAM), and ROM (EEPROM, etc.).
  • the digital device 5700 may play and provide content files (video files, still image files, music files, document files, application files, etc.) stored in the storage unit 5740 to the user.
  • FIG. 57 illustrates an embodiment in which the storage unit 5740 is provided separately from the control unit 5700, but the scope of the present specification is not limited thereto. That is, the storage unit 5740 may be included in the control unit 5700.
  • the user input interface unit 5750 transmits a signal input by the user to the control unit 5700 or a signal from the control unit 5700 to the user.
  • the user input interface unit 5750 may transmit a control signal input from a local key (not shown) such as a power key, a channel key, a volume key, and a set value to the control unit 5700.
  • a local key such as a power key, a channel key, a volume key, and a set value
  • the user input interface unit 5750 transmits a control signal input from a sensing unit (not shown) that senses a user's gesture to the control unit 5700 or senses a signal from the control unit 5700 (Not shown).
  • the sensing unit may include a touch sensor, a voice sensor, a position sensor, and a motion sensor.
  • the control unit 5700 demultiplexes the stream input through the tuner 5710, the demodulator 5620, or the external device interface 557 or processes the demultiplexed signals to generate a signal for video or audio output. And output.
  • the control unit 5700 may include the above-described encoding device and/or decoding device.
  • the image signal processed by the control unit 5700 may be input to the display unit 5580 and displayed as an image corresponding to the corresponding image signal.
  • the image signal processed by the control unit 5700 may be input to an external output device through the external device interface unit 5735.
  • the audio signal processed by the control unit 5700 may be audio output to the audio output unit 5585. Also, the audio signal processed by the control unit 5700 may be input to an external output device through the external device interface unit 5735.
  • control unit 5700 may include a demultiplexing unit, an image processing unit, and the like.
  • the controller 5700 can control the overall operation of the digital device 5700.
  • the controller 5700 may control the tuner 5710 to tune an RF broadcast corresponding to a channel selected by a user or a pre-stored channel.
  • the controller 5700 may control the digital device 5700 by a user command input through the user input interface unit 5850 or an internal program. In particular, it is possible to access a network and download a desired application or application list into the digital device 5700.
  • control unit 5700 controls the tuner 5710 to input a signal of a selected channel according to a predetermined channel selection command received through the user input interface unit 5750. And it processes the video, audio or data signal of the selected channel.
  • the control unit 5700 allows the user to select the channel information selected by the user and output the processed image or audio signal through the display unit 5780 or the audio output unit 5585.
  • control unit 5700 may control the display unit 5580 to display an image.
  • It can be controlled to be displayed on the display portion 5780.
  • the image displayed on the display unit 5580 may be a still image or a video, and may be a 2D video or a 3D video.
  • control unit 5700 may control to play content.
  • the content at this time may be content stored in the digital device 5700, received broadcast content, or external input content input from the outside.
  • the content may be at least one of a broadcast image, an external input image, an audio file, a still image, a connected web screen, and a document file.
  • a channel browsing processing unit for generating a thumbnail image corresponding to a channel signal or an external input signal is further provided.
  • the display unit 5580 is configured as a touch screen and can be used as an input device in addition to an output device.
  • the control unit 5700 may detect a user's gesture by individually or in combination with an image captured by a photographing unit (not shown) or a signal sensed by a sensing unit (not shown).
  • the power supply unit 5590 supplies corresponding power to the entire digital device 5700.
  • control unit 5700 that can be implemented in the form of a system on chip (SOC), a display unit 5780 for image display, and an audio output unit 5585 for audio output.
  • SOC system on chip
  • display unit 5780 for image display
  • audio output unit 5585 for audio output.
  • the remote control device 5700 transmits a user input to the user input interface unit 5750.
  • Bluetooth blue
  • RF radio frequency
  • IR infrared
  • UWB Ultra Wideband
  • ZigBee ZigBee
  • the remote control device 5700 may receive an image, audio or data signal output from the user input interface unit 5750, display it on the remote control device 5700, or output voice or vibration.
  • the digital device 5700 described above may be a digital broadcast receiver capable of processing a fixed or mobile ATSC type or DVB type digital broadcast signal.
  • the digital device may omit some components or further include components not illustrated, as necessary.
  • the digital device does not have a tuner and a demodulator, and may receive and play content through a network interface unit or an external device interface unit.
  • FIGS. 55 to 57 are block diagrams illustrating a detailed configuration of the control unit of FIGS. 55 to 57 to illustrate one embodiment.
  • control unit is a demultiplexing unit 5810, an image processing unit 5820, an on-screen display (OSD) generating unit 5840, a mixer 5850, a frame rate converter, FRC ) 5855, and a formatter 5860.
  • control unit may further include a voice processing unit and a data processing unit.
  • the demultiplexing unit 5810 demultiplexes the input stream.
  • the demultiplexer 5810 may demultiplex the input MPEG-2 TS video, audio, and data signals.
  • the stream signal input to the demultiplexer 5810 may be a stream signal output from a tuner or demodulator or an external device interface.
  • the image processing unit 5820 performs image processing of the demultiplexed image signal.
  • the image processing unit 5820 may include an image decoder 5825 and a scaler 5835.
  • the video decoder 5825 decodes the demultiplexed video signal, and the scaler 5835 scales the resolution of the decoded video signal to be output from the display unit.
  • the video decoder 5825 may support various standards.
  • the video decoder 5825 performs the function of the MPEG-2 decoder when the video signal is encoded in the MPEG-2 standard, and the video signal is encoded in the digital multimedia broadcasting (DMB) method or the H.264 standard.
  • DMB digital multimedia broadcasting
  • H.264 decoder can be performed.
  • the video signal decoded by the video processing unit 5820 is input to the mixer 5850.
  • the OSD generation unit 5840 generates OSD data according to a user input or by itself. For example, the OSD generating unit 5840 generates data for displaying various data on a screen of the display unit 4180 in a graphic or text form based on a control signal of the user input interface unit.
  • the generated OSD data includes various data such as a user interface screen of a digital device, various menu screens, widgets, icons, and viewing rate information.
  • a frame rate converter (FRC) 5855 converts a frame rate of an input video.
  • the frame rate converter 5855 may convert the input 60Hz image frame rate to have a frame rate of, for example, 120Hz or 240Hz according to the output frequency of the display unit.
  • various methods may exist in the method for converting the frame rate. For example, when converting the frame rate from 60 Hz to 120 Hz, the frame rate conversion unit 5855 inserts the same first frame between the first frame and the second frame, or is predicted from the first frame and the second frame. It can be converted by inserting 3 frames.
  • the voice processing unit (not shown) in the control unit may perform voice processing of the demultiplexed voice signal.
  • the voice processing unit (not shown) may support various audio formats. For example, even when an audio signal is encoded in formats such as MPEG-2, MPEG-4, AAC, HE-AAC, AC-3, BSAC, a decoder corresponding thereto may be provided and processed.
  • the voice processing unit (not shown) in the control unit may process a base, treble, volume control, and the like.
  • the data processing unit (not shown) in the control unit may perform data processing of the demultiplexed data signal.
  • the data processing unit can decode the demultiplexed data signal even when it is encoded.
  • the encoded data signal may be EPG information including broadcast information such as a start time and an end time of a broadcast program broadcast on each channel.
  • each component may be integrated, added, or omitted according to specifications of a digital device that is actually implemented. That is, if necessary, two or more components may be combined into one component, or one component may be subdivided into two or more components.
  • the function performed in each block is for describing an embodiment of the present specification, and the specific operation or device does not limit the scope of rights of the present specification.
  • the main image 5910 is a broadcast image received through a broadcast channel
  • the auxiliary image 5920 may be information related to a broadcast image received through a network.
  • the information related to the broadcast image received through the network may be, for example, information obtained through a network-based search engine. More specifically, for example, information related to a character currently being displayed on the main image 5910 may be obtained through a network-based search engine.
  • the digital device may display the main image 5910 and the auxiliary image 5920 on the screen 5900 of the digital device based on the image information of the main image 5910 and information related to the auxiliary image 5920.
  • the decoding apparatus 200 of the digital device may decode image information of the main image 5910 and image information of the auxiliary image 5920. Based on the information decoded by the decoding apparatus 200, the renderer may process the main image 5910 and the auxiliary image 5920 together to be simultaneously displayed on the screen 5900 of a digital device.
  • the decoding of the first image may follow the decoding procedure in the decoding apparatus 200 according to FIG. 3 described above.
  • decoding the first image may include deriving prediction samples for the current block based on inter or intra prediction, and residual samples for the current block based on the received residual information. And generating reconstructed samples based on predictive samples and/or residual samples.
  • decoding the first image may include performing an in-loop filtering procedure on a reconstructed picture including reconstructed samples.

Abstract

본 발명에서는 비디오 신호를 처리하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 인터 예측을 기반으로 비디오 신호를 처리하는 방법에 있어서, 현재 블록의 공간 머지 후보 및 시간 머지 후보를 이용하여 상기 현재 블록의 제1 머지 후보 리스트를 구성하는 단계; 상기 현재 블록 이전에 코딩된 블록의 모션 정보를 나타내는 히스토리 기반 머지 후보를 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가함으로써 제2 머지 후보 리스트를 구성하는 단계; 상기 제2 머지 후보 리스트 내에서 상기 현재 블록에 적용되는 머지 후보를 지시하는 머지 인덱스를 획득하는 단계; 상기 머지 인덱스에 의해 지시되는 머지 후보의 모션 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계; 및 상기 머지 후보의 모션 정보에 기초하여 히스토리 기반 후보 리스트를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

인터 예측을 기반으로 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치
본 명세서의 실시예는 인터 예측(inter prediction)을 사용하여 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 히스토리 기반 모션 벡터 예측(history-based motion vector prediction)를 이용하여 인터 예측을 수행하기 위한 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.
본 명세서의 실시예의 목적은, HMVP 후보를 머지 리스트(또는 AMVP 리스트)에 추가하기 위한 중복성 체크에 대한 제한을 제안한다.
본 명세서의 실시예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 실시예의 일 양상은, 인터 예측을 기반으로 비디오 신호를 처리하는 방법에 있어서, 현재 블록의 공간 머지 후보 및 시간 머지 후보를 이용하여 상기 현재 블록의 제1 머지 후보 리스트를 구성하는 단계; 상기 현재 블록 이전에 코딩된 블록의 모션 정보를 나타내는 히스토리 기반 머지 후보를 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가함으로써 제2 머지 후보 리스트를 구성하는 단계; 상기 제2 머지 후보 리스트 내에서 상기 현재 블록에 적용되는 머지 후보를 지시하는 머지 인덱스를 획득하는 단계; 상기 머지 인덱스에 의해 지시되는 머지 후보의 모션 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계; 및 상기 머지 후보의 모션 정보에 기초하여 히스토리 기반 후보 리스트를 업데이트하는 단계를 포함하되, 상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 미리 정의된 머지 후보와 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다.
바람직하게, 상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 미리 정의된 특정 개수의 머지 후보들과 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다.
바람직하게, 상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 특정 공간 머지 후보와 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다.
바람직하게, 상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 히스토리 기반 머지 후보들을 저장하는 히스토리 기반 버퍼 내에서 미리 정의된 개수의 후보들로부터 유도될 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 머지 후보리스트를 구성하는 단계는, 히스토리 기반 공간-시간 머지 후보를 추가하는 단계를 더 포함하고, 상기 히스토리 기반 공간 시간 후보는 2개의 상기 히스토리 기반 머지 후보 및 상기 시간 머지 후보를 이용하여 유도될 수 있다.
바람직하게, 상기 히스토리 기반 공간 시간 후보의 모션 벡터는 상기 2개의 히스토리 기반 머지 후보의 모션 벡터를 평균한 값과 상기 시간 머지 후보의 모션 벡터를 평균한 값으로 유도될 수 있다.
본 명세서의 실시예의 다른 일 양상은, 인터 예측을 기반으로 비디오 신호를 처리하는 장치에 있어서, 상기 비디오 신호를 저장하는 메모리; 및 상기 메모리와 결합된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 현재 블록의 공간 머지 후보 및 시간 머지 후보를 이용하여 상기 현재 블록의 제1 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록 이전에 코딩된 블록의 모션 정보를 나타내는 히스토리 기반 머지 후보를 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가함으로써 제2 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 제2 머지 후보 리스트 내에서 상기 현재 블록에 적용되는 머지 후보를 지시하는 머지 인덱스를 획득하고, 상기 머지 인덱스에 의해 지시되는 머지 후보의 모션 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하고, 상기 머지 후보의 모션 정보에 기초하여 히스토리 기반 후보 리스트를 업데이트하되, 상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 미리 정의된 머지 후보와 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다.
바람직하게, 상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 미리 정의된 특정 개수의 머지 후보들과 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다.
바람직하게, 상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 특정 공간 머지 후보와 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다.
바람직하게, 상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 히스토리 기반 머지 후보들을 저장하는 히스토리 기반 버퍼 내에서 미리 정의된 개수의 후보들로부터 유도될 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는, 히스토리 기반 공간-시간 머지 후보를 추가하고, 상기 히스토리 기반 공간 시간 후보는 2개의 상기 히스토리 기반 머지 후보 및 상기 시간 머지 후보를 이용하여 유도될 수 있다.
바람직하게, 상기 히스토리 기반 공간 시간 후보의 모션 벡터는 상기 2개의 히스토리 기반 머지 후보의 모션 벡터를 평균한 값과 상기 시간 머지 후보의 모션 벡터를 평균한 값으로 유도될 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 머지 리스트(또는 AMVP 리스트)에 추가하기 위한 중복성 체크를 제한함으로써, 중복성 체크에 따르는 복잡도를 개선하고 효율을 높일 수 있다.
본 명세서의 실시예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 실시예의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비디오 신호 처리 장치의 일 예로서 인코더의 기능적 구성의 예를 도시한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 디코딩이 수행되는 디코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 쿼드트리 및 수반되는 멀티타입 트리(quadtree and nested multi-type tree) 구조를 기반으로 CTU를 다중 CU들로 분할하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 터너리 트리(ternary-tree) 분할을 제한하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 바이너리 트리 분할 및 터너리 트리 분할에서 발생할 수 있는 리던던트 분할 패턴들을 예시하는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 인코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 디코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 머지 모드 또는 스킵 모드에서 이용되는 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델들(motion models)의 예를 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측을 위한 제어점 모션 벡터의 예를 도시한다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측이 적용된 블록의 각 서브 블록 별 모션 벡터의 예를 도시한다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 머지 모드(affine merge mode)에서 어파인 모션 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측이 적용된 주변 블록을 사용하여 어파인 모션 예측이 수행되는 블록의 예를 도시한다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 주변 어파인 부호화 블록을 이용하여 머지 후보 리스트를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 어파인 예측으로 부호화된 주변 블록을 사용하여 어파인 머지 후보 리스트를 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에서 어파인 모션 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.
도 24는 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에서 어파인 모션 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.
도 25 및 도 26은 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에서 주변 블록의 모션 정보를 이용하여 모션 벡터 후보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 서브 블록 단위의 어파인 모션 벡터 필드를 유도하는 방법의 일 예를 도시한다.
도 28은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 모델을 적용한 인터 예측에서 예측 블록이 생성되는 방법 및 모션 벡터를 예시적으로 나타낸다.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 30은 본 발명의 실시예에 따른 비정방형 블록에서 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 31은 본 발명의 실시예에 따른 비정방형 블록에서 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 32 내지 도 38은 본 발명의 실시예에 따른 비정방형 블록에서 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 39는 본 명세서의 실시예에 따른 HMVP를 저장하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 40은 본 명세서의 실시예에 따른 비제한적 FIFO 방식으로 동작하는 HMVP 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 41은 본 명세서의 실시예에 따른 제한적 FIFO 방식으로 동작하는 HMVP 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 42는 본 명세서의 실시예에 따른 HMVP LUT 및 롱 텀 HMVP LUT를 예시하는 도면이다.
도 43은 본 명세서의 실시예에 따른 HMVP LUT를 업데이트하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 44는 본 명세서의 실시예에 따른 프루닝 체크의 대상이 되는 HMVP 후보의 수를 제한하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 45는 본 명세서의 실시예에 따른 프루닝 체크를 수행하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 46은 본 명세서의 일 실시예에 따른 서로 다른 참조 픽쳐를 참조하는 모션 벡터들을 이용하여 H-STMVP 후보를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 47은 본 명세서의 실시예에 따른 상속된 어파인 HMVP 후보를 유도하기 위한 블록의 위치를 예시하는 도면이다.
도 48은 본 명세서의 실시예에 따른 어파인 머지 리스트 또는 어파인 AMVP 리스트를 예시하는 도면이다.
도 49는 본 명세서의 실시예에 따른 어파인 HMVP에 기초하여 어파인 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 50은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 인터 예측을 기반으로 비디오 신호를 처리하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 51은 본 명세서의 실시예에 따른 영상 신호를 처리하기 위한 장치의 블록도의 예를 도시한다.
도 52는 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.
도 53은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
도 54는 디지털 기기를 포함한 서비스 시스템(service system)의 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 55는 디지털 기기의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.
도 57은 디지털 기기의 다른 실시예를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.
도 57은 디지털 기기의 또 다른 실시 예를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.
도 58은 도 55 내지 도 57의 제어부의 상세 구성의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.
도 59는 일 실시예에 따른 디지털 기기의 스크린이 메인 영상(main image)과 보조 영상(sub image)을 동시에 디스플레이 하는 일 예시를 도시하는 도면이다.
이하, 본 명세서의 실시예에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 명세서의 실시예의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서의 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 명세서의 실시예의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 명세서의 실시예의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 명세서의 실시예의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 명세서의 실시예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
이 문서는 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (versatile video coding) 표준 또는 차세대 비디오/이미지 코딩 표준에 개시된 방법에 적용될 수 있다.
이 문서에서 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 복수의 슬라이스/타일로 구성될 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. 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 집합(또는 어레이)을 나타낼 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 본 명세서에서 '처리 유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 처리 과정이 수행되는 단위를 의미한다. 이하, 설명의 편의를 위해 처리 유닛은 '처리 블록' 또는 '블록'으로 지칭될 수도 있다.
처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)에 해당될 수 있다.
또한, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위 또는 색차(chroma) 성분에 대한 단위로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 코딩 블록(CB: Coding Block), 예측 블록(PU: Prediction Block) 또는 변환 블록(TB: Transform Block)에 해당될 수 있다. 또는, 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB), 코딩 블록(CB), 예측 블록(PU) 또는 변환 블록(TB)에 해당될 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수도 있다.
또한, 처리 유닛은 반드시 정사각형의 블록으로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 이하 본 명세서에서 픽셀 또는 화소 등을 샘플로 통칭한다. 그리고, 샘플을 이용한다는 것은 픽셀 값 또는 화소 값 등을 이용한다는 것을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 인코딩이 수행되는 인코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코딩 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 예측부로 통칭될 수 있다. 다시 말해, 예측부는 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)를 포함할 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다. 일 실시예로서, 상술한 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)는 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한, 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다.
영상 분할부(110)는 인코딩 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBT (Quad-tree binary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
인코딩 장치(100)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송된다. 이 경우 도시된 바와 같이 인코더(100) 내에서 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 예측 신호(예측 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하는 유닛은 감산부(115)라고 불릴 수 있다. 예측부는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
상기 인터 예측부(180) 또는 상기 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소일 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들은에 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호를 복원할 수 있다. 가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)은 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 디코딩이 수행되는 디코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 예측부라고 불릴 수 있다. 즉, 예측부는 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)를 포함할 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)를 합쳐서 레지듀얼 처리부라고 불릴 수 있다. 즉, 레지듀얼 처리부는 역양자화부(220), 역변환부(230)을 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다.
비디오/이미지 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(200)는 도 1의 인코딩 장치에서 비디오/이미지 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(200)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(200)는 도 1의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(2110)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소일 수도 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(265)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(235)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
*필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 인코딩 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 디코딩 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
Block Partitioning
본 문서에 따른 비디오/영상 코딩 방법은 다양한 세부 기술들에 기반하여 수행될 수 있으며, 각각의 세부 기술들을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 이하 설명되는 기술들은 상술한 및/또는 후술되는 비디오/영상 인코딩/디코딩 절차에서의 예측, 레지듀얼 처리((역)변환, (역)양자화 등), 신텍스 요소 코딩, 필터링, 파티셔닝/분할 등의 관련 절차에 연관될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
본 문서에 따른 블록 파티셔닝 절차는 상술한 인코딩 장치의 영상 분할부(110)에서 수행되어, 파티셔닝 관련 정보가 엔트로피 인코딩부(190)에서 (인코딩) 처리되어 비트스트림 형태로 디코딩 장치로 전달될 수 있다. 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 상기 파티셔닝 관련 정보를 기반으로 현재 픽처의 블록 파티셔닝 구조를 도출하고, 이를 기반으로 영상 디코딩을 위한 일련의 절차(ex. 예측, 레지듀얼 처리, 블록 복원, 인루프 필터링 등)을 수행할 수 있다.
Partitioning of picture into CTUs
픽처들은 코딩 트리 유닛들 (CTUs)의 시퀀스로 분할될(divided into a sequence) 수 있다. CTU는 코딩 트리 블록(CTB)에 대응될 수 있다. 혹은 CTU는 루마 샘플들의 코딩 트리 블록과, 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 트리 블록들을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 세가지 샘플 어레이를 포함하는 픽처에 대하여, CTU는 루마 샘플들의 NxN 블록과 크로마 샘플들의 두개의 대응 블록들을 포함할 수 있다.
코딩 및 예측 등을 위한 CTU의 최대 허용 사이즈는 변환을 위한 CTU의 최대 허용 사이즈와 다를 수 있다. 예를 들어, CTU 내 루마 블록의 최대 허용 사이즈는 128x128일 수 있다.
Partitionig of the CTUs using a tree structure
CTU는 쿼드트리(quad-tree, QT) 구조를 기반으로 CU들로 분할될 수 있다. 쿼드트리 구조는 쿼터너리(quaternary) 트리 구조라고 불릴 수 있다. 이는 다양한 국지적 특징(local characteristic)을 반영하기 위함이다. 한편, 본 문서에서는 CTU는 쿼드트리 뿐 아니라 바이너리 트리(binary-tree, BT) 및 터너리 트리(ternary-tree, TT)을 포함하는 멀티타입 트리 구조 분할을 기반하여 분할될 수 있다. 이하, QTBT 구조라 함은 쿼드트리 및 바이너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수 있고, QTBTTT라 함은 쿼드트리, 바이너리 트리 및 터너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수 있다. 또는, QTBT 구조는 쿼드트리, 바이너리 트리 및 터너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수도 있다. 코딩 트리 구조에서, CU는 정사각형 또는 직사각형 모양을 가질 수 있다. CTU는 먼저 쿼드트리 구조로 분할될 수 있다. 이후 쿼드트리 구조의 리프 노드들은 멀티타입 트리 구조에 의하여 추가적으로 분할될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
본 명세서의 일 실시예에서, 멀티타입 트리 구조는 도 3에 도시된 바와 같은 4개의 분할 타입을 포함할 수 있다. 상기 4개의 분할 타입은 수직 바이너리 분할(vertical binary splitting, SPLIT_BT_VER), 수평 바이너리 분할(horizontal binary splitting, SPLIT_BT_HOR), 수직 터너리 분할(vertical ternary splitting, SPLIT_TT_VER), 수평 터너리 분할(horizontal ternary splitting, SPLIT_TT_HOR)을 포함할 수 있다. 상기 멀티타입 트리 구조의 리프 노드들은 CU들이라고 불리 수 있다. 이러한 CU들은 예측 및 변환 절차를 위하여 사용될 수 있다. 본 문서에서 일반적으로 CU, PU, TU는 동일한 블록 사이즈를 가질 수 있다. 다만, 최대 허용 변환 길이(maximum supported transform length )가 CU의 컬러 성분(colour component)의 너비 도는 높이보다 작은 경우에는 CU와 TU가 서로 다른 블록 사이즈를 가질 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시하는 도면이다.
여기서, CTU는 쿼드트리의 루트(root)로 취급되며, 쿼드트리 구조로 처음으로 파티셔닝된다. 각 쿼드트리 리프 노드는 이후 멀티타입 트리 구조로 더 파티셔닝될 수 있다. 멀티타입 트리 구조에서, 제1 플래그(a first flag, ex. mtt_split_cu_flag)가 해당 노드가 추가적으로 파티셔닝되는지를 지시하기 위하여 시그널링된다. 만약 해당 노드가 추가적으로 파티셔닝되는 경우, 제2 플래그(a second flag, ex. mtt_split_cu_verticla_flag)가 분할 방향(splitting direction)을 지시하기 위하여 시그널링될 수 있다. 그 후 제3 플래그(a third flag, ex. mtt_split_cu_binary_flag)가 분할 타입이 바이너리 분할인지 터너리 분할인지 여부를 지시하기 위하여 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 mtt_split_cu_vertical_flag 및 상기 mtt_split_cu_binary_flag를 기반으로, CU의 멀티타입 트리 분할 모드(multi-type tree splitting mode, MttSplitMode)가 다음 표 1과 같이 도출될 수 있다.
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도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 쿼드트리 및 수반되는 멀티타입 트리(quadtree and nested multi-type tree) 구조를 기반으로 CTU를 다중 CU들로 분할하는 방법을 예시하는 도면이다.
여기서, 볼드 블록 엣지들(bold block edges)는 쿼드트리 파티셔닝을, 나머지 엣지들은 멀티타입 트리 파티셔닝을 나타낸다. 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 파티션은 컨텐츠-어댑티드 코딩 트리 구조를 제공할 수 있다. CU는 코딩 블록(CB)에 대응될 수 있다. 혹은 CU는 루마 샘플들의 코딩 블록과, 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 블록들을 포함할 수 있다. CU의 사이즈는 CTU만큼 클 수도 있고, 또는 루마 샘플 단위에서 4x4 만큼 잘을 수도 있다. 예를 들어, 4:2:0 컬러 포멧(or 크로마 포멧)인 경우, 최대 크로마 CB 사이즈는 64x64이고 최소 크로마 CB 사이즈는 2x2일 수 있다.
본 문서에서 예를 들어, 최대 허용 루마 TB 사이즈는 64x64이고, 최대 허용 크로마 TB 사이즈는 32x32일 수 있다. 만약 상기 트리 구조에 따라 분할된 CB의 너비 또는 높이가 최대 변환 너비 또는 높이보다 큰 경우, 해당 CB는 자동적으로(또는 묵시적으로) 수평 및 수직 방향의 TB 사이즈 제한을 만족할 때까지 분할될 수 있다.
한편, 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 스킴을 위하여, 다음 파라미터들이 SPS 신텍스 요소로 정의 및 식별될 수 있다.
- CTU size: the root node size of a quaternary tree
- MinQTSize: the minimum allowed quaternary tree leaf node size
- MaxBtSize: the maximum allowed binary tree root node size
- MaxTtSize: the maximum allowed ternary tree root node size
- MaxMttDepth: the maximum allowed hierarchy depth of multi-type tree splitting from a quadtree leaf
- MinBtSize: the minimum allowed binary tree leaf node size
- MinTtSize: the minimum allowed ternary tree leaf node size
멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조의 일 예로, CTU 사이즈는 128x128 루마 샘플들 및 두개의 대응하는 크로마 샘플들의 64x64 블록들로 설정될 수 있다(4:2:0 크로마 포멧에서). 이 경우, MinOTSize는 16x16으로 설정되고, MaxBtSize는 128x128로 설정되고, MaxTtSzie는 64x64로 설정되고, MinBtSize 및 MinTtSize (for both width and height)는 4x4로, 그리고 MaxMttDepth는 4로 설정될 수 있다. 쿼트트리 파티셔닝은 CTU에 적용되어 쿼드트리 리프 노드들을 생성할 수 있다. 쿼드트리 리프 노드는 리프 QT 노드라고 불릴 수 있다. 쿼드트리 리프 노드들은 16x16 사이즈 (i.e. the MinOTSize)로부터 128x128 사이즈(i.e. the CTU size)를 가질 수 있다. 만약 리프 QT 노드가 128x128인 경우, 추가적으로 바이너리 트리/터너리 트리로 분할되지 않을 수 있다. 이는 이 경우 분할되더라도 MaxBtsize 및 MaxTtszie (i.e. 64x64)를 초과하기 때문이다. 이 외의 경우, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리로 추가적으로 분할될 수 있다. 그러므로, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리에 대한 루트 노드(root node)이고, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리 뎁스(mttDepth) 0 값을 가질 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 뎁스가 MaxMttdepth (ex. 4)에 도달한 경우, 더 이상 추가 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 너비가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수평 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 높이가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수직 분할은 고려되지 않을 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 터너리 트리(ternary-tree) 분할을 제한하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 하드웨어 디코더에서의 64x64 루마 블록 및 32x32 크로마 파이프라인 디자인을 허용하기 위하여, TT 분할은 특정 경우 제한될 수 있다. 예를 들어, 루마 코딩 블록의 너비 또는 높이가 기 설정된 특정 값(예컨대, 32, 64)보다 큰 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, TT 분할이 제한될 수 있다.
본 문서에서, 코딩 트리 스킴은 루마 및 크로마 블록이 개별적(separate) 블록 트리 구조를 가지는 것을 지원할 수 있다. P 및 B 슬라이스들에 대하여, 하나의 CTU 내 루마 및 크로마 CTB들은 동일한 코딩 트리 구조를 갖도록 제한될 수 있다. 그러나, I 슬라이스들에 대하여, 루마 및 크로마 블록들은 서로 개별적 블록 트리 구조를 가질 수 있다. 만약 개별적 블록 트리 모드가 적용되는 경우, 루마 CTB는 특정 코딩 트리 구조를 기반으로 CU들로 분할되고, 크로마 CTB는 다른 코딩 트리 구조를 기반으로 크로마 CU들로 분할될 수 있다. 이는, I 슬라이스 내 CU는 루마 성분의 코딩 블록 또는 두 크로마 성분들의 코딩 블록들로 구성되고, P 또는 B 슬라이스의 CU는 세가지 컬러 성분의 블록들로 구성될 수 있음을 의미할 수 있다.
상술한 “Partitionig of the CTUs using a tree structure”에서 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조에 대하여 설명하였으나, CU가 분할되는 구조는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, BT 구조 및 TT 구조는 다수 분할 트리 (Multiple Partitioning Tree, MPT) 구조에 포함되는 개념으로 해석될 수 있고, CU는 QT 구조 및 MPT 구조를 통해 분할된다고 해석할 수 있다. QT 구조 및 MPT 구조를 통해 CU가 분할되는 일 예에서, QT 구조의 리프 노드가 몇 개의 블록으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_type) 및 QT 구조의 리프 노드가 수직과 수평 중 어느 방향으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_mode)가 시그널링 됨으로써 분할 구조가 결정될 수 있다.
또 다른 예에서, CU는 QT 구조, BT 구조 또는 TT 구조와 다른 방법으로 분할될 수 있다. 즉, QT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 크기로 분할되거나, BT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/2 크기로 분할되거나, TT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 또는 1/2 크기로 분할되는 것과 달리, 하위 뎁스의 CU는 경우에 따라 상위 뎁스의 CU의 1/5, 1/3, 3/8, 3/5, 2/3 또는 5/8 크기로 분할될 수 있으며, CU가 분할되는 방법은 이에 한정되지 않는다.
만약 트리 노드 블록의 부분(a portion)이 하단(bottom) 또는 오른쪽(right) 픽처 바운더리를 초과하는(exceeds) 경우, 해당 트리 노드 블록은 모든 코딩된 CU의 모든 샘플들이 상기 픽처 바운더리들 내에 위치하도록 제한될 수 있다. 이 경우 예를 들어 다음과 같은 분할 규칙이 적용될 수 있다.
- If a portion of a tree node block exceeds both the bottom and the right picture boundaries,
- If the block is a QT node and the size of the block is larger than the minimum QT size, the block is forced to be split with QT split mode.
- Otherwise, the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode
- Otherwise if a portion of a tree node block exceeds the bottom picture boundaries,
- If the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size, and the size of the block is larger than the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode.
- Otherwise, if the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_HOR mode.
- Otherwise (the block is a BTT node or the size of the block is smaller than or equal to the minimum QT size), the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode.
- Otherwise if a portion of a tree node block exceeds the right picture boundaries,
- If the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size, and the size of the block is larger than the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode.
- Otherwise, if the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_VER mode.
- Otherwise (the block is a BTT node or the size of the block is smaller than or equal to the minimum QT size), the block is forced to be split with SPLIT_BT_VER mode.
한편, 상술한 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 블록 구조는 매우 유연한 블록 파티셔닝 구조를 제공할 수 있다. 멀티타입 트리에 지원되는 분할 타입들 때문에, 다른 분할 패턴들이 경우에 따라서 잠재적으로 동일한 코딩 블록 구조 결과를 가져올 수 잇다. 이러한 리던던트(redundant)한 분할 패턴들의 발생을 제한함으로써 파티셔닝 정보의 데이터량을 줄일 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 바이너리 트리 분할 및 터너리 트리 분할에서 발생할 수 있는 리던던트 분할 패턴들을 예시하는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 2단계 레벨의 한 방향에 대한 연속적인 바이너리 분할(two levels of consecutive binary splits in one direction)은, 터너리 분할 이후 센터 파티션에 대한 바이너리 분할과 동일한 코딩 블록 구조를 갖는다. 이러한 경우, 터너리 트리 분할의 센터 파티션에 대한 바이너리 트리 분할 (in the given direction)은 제한될 수 있다. 이러한 제한는 모든 픽처들의 CU들에 대하여 적용될 수 있다. 이러한 특정 분할이 제한되는 경우, 대응하는 신택스 요소들의 시그널링은 이러한 제한되는 경우를 반영하여 수정될 수 있고, 이를 통하여 파티셔닝을 위하여 시그널링되는 비트수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 예와 같이, CU의 센터 파티션에 대한 바이너리 트리 분할이 제한되는 경우, 분할이 바이너리 분할인지 테너리 분할인지 여부를 가리키는 mtt_split_cu_binary_flag 신택스 요소는 시그널링되지 않고, 그 값은 0으로 디코더에 의하여 추론될 수 있다.
예측(prediction)
디코딩이 수행되는 현재 처리 유닛을 복원하기 위해서 현재 처리 유닛이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다.
복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 화면내 예측만을 수행하는 픽쳐(슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 예측 픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(슬라이스), 최대 두 개의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(슬라이스)라고 지칭할 수 있다.
인트라 예측은 동일한 디코딩된 픽쳐(또는 슬라이스)의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 등)으로부터 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
이하, 인터 예측에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
인터 예측(Inter prediction)(또는 화면 간 예측)
인터 예측은 현재 픽쳐 이외의 픽쳐의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 움직임 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 이외의 복원된 다른 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
인터 예측(또는 픽처간 예측)은 픽처들 사이에 존재하는 중복성을 제거하는 기술로 대부분 움직임 추정(motion estimation) 및 움직임 보상(motion compensation)을 통해 이루어진다.
본 명세서의 실시예는 앞서 도 1 및 도 2에서 설명한 인터 예측 방법의 세부 기술을 설명하는 것으로 디코더의 경우 후술하는 도 10의 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 도 11의 디코딩 장치 내 인터 예측부로 나타낼 수 있다. 더불어 인코더의 경우, 후술하는 도 8의 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 도 9의 인코딩 장치 내 인터 예측부로 나타낼 수 있다. 더하여, 도 8 및 도 9에 의해 인코딩된 데이터는 비트스트림의 형태로 저장될 수 있다.
인코딩 장치/디코딩 장치의 예측부는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들(e.g. 샘플값들, 또는 움직임 정보 등)에 의존적인 방법으로 도출되는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록(예측 샘플 어레이)을 유도할 수 있다.
이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다.
인터 예측이 적용되는 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 선택(사용)되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다.
다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 현재 블록의 움직임 정보는 선택된 주변 블록의 움직임 정보와 같을 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 선택된 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)은 시그널링될 수 있다. 이 경우 상기 움직임 벡터 예측자 및 움직임 벡터 차분의 합을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 인코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, S801은 인코딩 장치의 인터 예측부(180)에 의하여 수행될 수 있고, S802는 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로, S802은 인코딩 장치의 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. S803에서 예측 정보는 인터 예측부(180)에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 수 있다. S803에서 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 인코딩 장치의 변환부(120)를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(130)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩될 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행한다(S801). 인코딩 장치는 현재 블록의 인터 예측 모드 및 움직임 정보를 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측 모드 결정, 움직임 정보 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 인코딩 장치의 인터 예측부(180)는 예측 모드 결정부(181), 움직임 정보 도출부(182), 예측 샘플 도출부(183)를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부(181)에서 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(182)에서 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하고, 예측 샘플 도출부(183)에서 상기 현재 블록의 움직임 샘플들을 도출할 수 있다.
예를 들어, 인코딩 장치의 인터 예측부(180)는 움직임 추정(motion estimation)을 통하여 참조 픽처들의 일정 영역(서치 영역) 내에서 상기 현재 블록과 유사한 블록을 서치하고, 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이를 기반으로 상기 참조 블록이 위치하는 참조 픽처를 가리키는 참조 픽처 인덱스를 도출하고, 상기 참조 블록과 상기 현재 블록의 위치 차이를 기반으로 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 인코딩 장치는 다양한 예측 모드들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드를 결정할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 다양한 예측 모드들에 대한 RD cost를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 예측 모드를 결정할 수 있다.
예를 들어, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 가리키는 참조 블록들 중 상기 현재 블록과 중 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 도출된 참조 블록과 연관된 머지 후보가 선택되며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스 정보가 생성되어 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다.
다른 예로, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 상술한 움직임 추정에 의하여 도출된 참조 블록을 가리키는 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 움직임 벡터로 이용될 수 있으며, 상기 mvp 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 벡터와의 차이가 가장 작은 움직임 벡터를 갖는 mvp 후보가 상기 선택된 mvp 후보가 될 있다. 상기 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 mvp를 뺀 차분인 MVD(motion vector difference)가 도출될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보가 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 또한, (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 참조 픽처 인덱스의 값은 참조 픽처 인덱스 정보 구성되어 별도로 상기 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S802). 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들의 비교를 통하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩한다(S803). 인코딩 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로 예측 모드 정보(ex. skip flag, merge flag or mode index 등) 및 움직임 정보에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보에 관한 정보는 움직임 벡터를 도출하기 위한 정보인 후보 선택 정보(ex. merge index, mvp flag or mvp index)를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 상술한 MVD에 관한 정보 및/또는 참조 픽처 인덱스 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 움직임 정보에 관한 정보는 L0 예측, L1 예측, 또는 쌍(bi) 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
출력된 비트스트림은 (디지털) 저장매체에 저장되어 디코딩 장치로 전달될 수 있고, 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 인코딩 장치는 상기 참조 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이는 디코딩 장치에서 수행되는 것과 동일한 예측 결과를 인코딩 장치에서 도출하기 위함이며, 이를 통하여 코딩 효율을 높일 수 있기 때문이다. 따라서, 인코딩 장치는 복원 픽처(또는 복원 샘플들, 복원 블록)을 메모리에 저장하고, 인터 예측을 위한 참조 픽처로 활용할 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 디코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 디코딩 장치는 상기 인코딩 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 디코딩 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
S1001 내지 S1003은 디코딩 장치의 인터 예측부(260)에 의하여 수행될 수 있고, S1004의 레지듀얼 정보는 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 디코딩 장치의 레지듀얼 처리부는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 구체적으로 상기 레지듀얼 처리부의 역양자화부(220)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 레지듀얼 처리부의 역변환부(230)은 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. S1005은 디코딩 장치의 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
구체적으로 디코딩 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다(S1001). 디코딩 장치는 상기 예측 정보 내의 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 어떤 인터 예측 모드가 적용되는지 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 merge flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 머지 모드가 적용되지 또는 (A)MVP 모드가 결정되는지 여부를 결정할 수 있다. 또는 상기 mode index를 기반으로 다양한 인터 예측 모드 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 상기 인터 예측 모드 후보들은 스킵 모드, 머지 모드 및/또는 (A)MVP 모드를 포함할 수 있고, 또는 후술하는 다양한 인터 예측 모드들을 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 결정된 인터 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출한다(S1002). 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(merge index)를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다.
다른 예로, 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(mvp flag or mvp index)를 기반으로 수행될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 MVD를 도출할 수 있으며, 상기 현재 블록의 mvp와 상기 MVD를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 또한, 상기 참조 픽처 인덱스 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 상기 현재 블록에 관한 참조 픽처 리스트 내에서 상기 참조 픽처 인덱스가 가리키는 픽처가 상기 현재 블록의 인터 예측을 위하여 참조되는 참조 픽처로 도출될 수 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 후보 리스트 구성 없이 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있으며, 이 경우 후술하는 예측 모드에서 개시된 절차에 따라 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있다. 이 경우 상술한 바와 같은 후보 리스트 구성은 생략될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S1003). 이 경우 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 상기 참조 픽처를 도출하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 상기 참조 픽처 상에서 가리키는 참조 블록의 샘플들을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 이 경우 후술하는 바와 같이 경우에 따라 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 전부 또는 일부에 대한 예측 샘플 필터링 절차가 더 수행될 수 있다.
예를 들어, 디코딩 장치의 인터 예측부(260)는 예측 모드 결정부(261), 움직임 정보 도출부(262), 예측 샘플 도출부(263)를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부(261)에서 수신된 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(262)에서 수신된 움직임 정보에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보(움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스 등)를 도출하고, 예측 샘플 도출부(263)에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성한다(S1004). 디코딩 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S1005). 이후 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
상술한 바와 같이 인터 예측 절차는 인터 예측 모드 결정 단계, 결정된 예측 모드에 따른 움직임 정보 도출 단계, 도출된 움직임 정보에 기반한 예측 수행(예측 샘플 생성) 단계를 포함할 수 있다.
인터 예측 모드 결정 (Determination of inter prediction mode)
픽처 내 현재 블록의 예측을 위하여 다양한 인터 예측 모드가 사용될 수 있다. 예를 들어, 머지 모드, 스킵 모드, MVP 모드, 어파인(Affine) 모드 등 다양한 모드가 사용될 수 있다. DMVR (Decoder side motion vector refinement) 모드, AMVR(adaptive motion vector resolution) 모드 등이 부수적인 모드로 더 사용될 수 있다. 어파인 모드는 어파인 움직임 예측(affine motion prediction) 모드라고 불릴 수도 있다. MVP 모드는 AMVP(advanced motion vector prediction) 모드라고 불릴 수도 있다.
현재 블록의 인터 예측 모드를 가리키는 예측 모드 정보가 인코딩 장치로부터 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 예측 모드 정보는 비트스트림에 포함되어 디코딩 장치에 수신될 수 있다. 상기 예측 모드 정보는 다수의 후보 모드들 중 하나를 지시하는 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 또는, 플래그 정보의 계층적 시그널링을 통하여 인터 예측 모드를 지시할 수도 있다. 이 경우 상기 예측 모드 정보는 하나 이상의 플래그들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 스킵 플래그를 시그널링하여 스킵 모드 적용 여부를 지시하고, 스킵 모드가 적용 안되는 경우에 머지 플래그를 시그널링하여 머지 모드 적용 여부를 지시하고, 머지 모드가 적용 안되는 경우에 MVP 모드 적용되는 것으로 지시하거나 추가적인 구분을 위한 플래그를 더 시그널링할 수도 있다. 어파인 모드는 독립적인 모드로 시그널링될 수도 있고, 또는 머지 모드 또는 MVP 모드 등에 종속적인 모드로 시그널링될 수도 있다. 예를 들어, 어파인 모드는 후술하는 바와 같이 머지 후보 리스트 또는 MVP 후보 리스트의 하나의 후보로 구성될 수도 있다.
움직임 정보 도출 (Derivation of motion information according to inter prediction mode)
현재 블록의 움직임 정보를 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다. 인코딩 장치는 움직임 추정(motion estimation) 절차를 통하여 현재 블록에 대한 최적의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 원본 픽처 내 원본 블록을 이용하여 상관성이 높은 유사한 참조 블록을 참조 픽처 내의 정해진 탐색 범위 내에서 분수 픽셀 단위로 탐색할 수 있고, 이를 통하여 움직임 정보를 도출할 수 있다. 블록의 유사성은 위상(phase) 기반 샘플 값들의 차를 기반으로 도출할 수 있다. 예를 들어, 블록의 유사성은 현재 블록(또는 현재 블록의 템플릿)과 참조 블록(또는 참조 블록의 템플릿) 간 SAD를 기반으로 계산될 수 있다. 이 경우 탐색 영역 내 SAD가 가장 작은 참조 블록을 기반으로 움직임 정보를 도출할 수 있다. 도출된 움직임 정보는 인터 예측 모드 기반으로 여러 방법에 따라 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
머지 모드 및 스킵 모드
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 머지 모드 또는 스킵 모드에서 이용되는 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.
머지 모드(merge mode)가 적용되는 경우, 현재 예측 블록의 움직임 정보가 직접적으로 전송되지 않고, 주변 예측 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 예측 블록의 움직임 정보를 유도하게 된다. 따라서, 머지 모드를 이용하였음을 알려주는 플래그 정보 및 주변의 어떤 예측 블록을 이용하였는지를 알려주는 머지 인덱스를 전송함으로써 현재 예측 블록의 움직임 정보를 지시할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에서,
본 명세서의 실시예는 인코더는 머지 모드를 수행하기 위해서 현재 예측 블록의 움직임 정보를 유도하기 위해 이용되는 머지 후보 블록(merge candidate block)을 탐색할 수 있다. 예를 들어, 상기 머지 후보 블록은 최대 5개까지 이용될 수 있으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 그리고, 상기 머지 후보 블록의 최대 개수는 슬라이스 헤더(또는 타일 그룹 헤더)에서 전송될 수 있으며, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 상기 머지 후보 블록들을 찾은 후, 인코더는 머지 후보 리스트를 생성할 수 있고, 이들 중 가장 작은 비용을 갖는 머지 후보 블록을 최종 머지 후보 블록으로 선택할 수 있다.
본 명세서의 실시예는 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보 블록에 대한 다양한 실시예를 제공한다.
상기 머지 후보 리스트는 예를 들어 5개의 머지 후보 블록을 이용할 수 있다. 예를 들어, 4개의 공간적 머지 후보(spatial merge candidate)와 1개의 시간적 머지 후보(temporal merge candidate)를 이용할 수 있다. 구체적 예로, 공간적 머지 후보의 경우 도 12에 도시된 블록들을 공간적 머지 후보로 이용할 수 있다.
도 13은 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 코딩 장치(인코더/디코더)는 현재 블록의 공간적 주변 블록들을 탐색하여 도출된 공간적 머지 후보들을 머지 후보 리스트에 삽입한다(S1301). 예를 들어, 상기 공간적 주변 블록들은 상기 현재 블록의 좌하측 코너 주변 블록, 좌측 주변 블록, 우상측 코너 주변 블록, 상측 주변 블록, 좌상측 코너 주변 블록들을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 상술한 공간적 주변 블록들 이외에도 우측 주변 블록, 하측 주변 블록, 우하측 주변 블록 등 추가적인 주변 블록들이 더 상기 공간적 주변 블록들로 사용될 수 있다. 코딩 장치는 상기 공간적 주변 블록들을 우선순위를 기반으로 탐색하여 가용한 블록들을 검출하고, 검출된 블록들의 움직임 정보를 상기 공간적 머지 후보들로 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코더 및 디코더는 도 12에 도시된 5개의 블록들을 A1, B1, B0, A0, B2의 순서대로 탐색하여, 가용한 후보들을 순차적으로 인덱싱하여 머지 후보 리스트로 구성할 수 있다.
코딩 장치는 상기 현재 블록의 시간적 주변 블록을 탐색하여 도출된 시간적 머지 후보를 상기 머지 후보 리스트에 삽입한다(S1302). 상기 시간적 주변 블록은 상기 현재 블록이 위치하는 현재 픽처와 다른 픽처인 참조 픽처 상에 위치할 수 있다. 상기 시간적 주변 블록이 위치하는 참조 픽처는 collocated 픽처 또는 col 픽처라고 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록은 상기 col 픽처 상에서의 상기 현재 블록에 대한 동일 위치 블록(co-located block)의 우하측 코너 주변 블록 및 우하측 센터 블록의 순서로 탐색될 수 있다.
한편, motion data compression이 적용되는 경우, 상기 col 픽처에 일정 저장 단위마다 특정 움직임 정보를 대표 움직임 정보로 저장할 수 있다. 이 경우 상기 일정 저장 단위 내의 모든 블록에 대한 움직임 정보를 저장할 필요가 없으며 이를 통하여 motion data compression 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 일정 저장 단위는 예를 들어 16x16 샘플 단위, 또는 8x8 샘플 단위 등으로 미리 정해질 수도 있고, 또는 인코더에서 디코더로 상기 일정 저장 단위에 대한 사이즈 정보가 시그널링될 수도 있다. 상기 motion data compression이 적용되는 경우 상기 시간적 주변 블록의 움직임 정보는 상기 시간적 주변 블록이 위치하는 상기 일정 저장 단위의 대표 움직임 정보로 대체될 수 있다.
즉, 이 경우 구현 측면에서 보면, 상기 시간적 주변 블록의 좌표에 위치하는 예측 블록이 아닌, 상기 시간적 주변 블록의 좌표(좌상단 샘플 포지션)를 기반으로 일정 값만큼 산술적 오른쪽 쉬프트 후 산술적 왼쪽 쉬프트 한 위치를 커버하는 예측 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 시간적 머지 후보가 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 2nx2n 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>n)<<n), (yTnb>>n)<<n))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다.
구체적으로, 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 16x16 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>4)<<4), (yTnb>>4)<<4))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다. 또는 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 8x8 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>3)<<3), (yTnb>>3)<<3))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다.
코딩 장치는 현재 머지 후보들의 개수가 최대 머지 후보들의 개수보다 작은지 여부를 확인할 수 있다(S1303). 상기 최대 머지 후보들의 개수는 미리 정의되거나 인코더에서 디코더로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 인코더는 상기 최대 머지 후보들의 개수에 관한 정보를 생성하고, 인코딩하여 비트스트림 형태로 상기 디코더로 전달할 수 있다. 상기 최대 머지 후보들의 개수가 다 채워지면 이후의 후보 추가 과정은 진행하지 않을 수 있다.
상기 확인 결과 상기 현재 머지 후보들의 개수가 상기 최대 머지 후보들의 개수보다 작은 경우, 코딩 장치는 추가 머지 후보를 상기 머지 후보 리스트에 삽입한다(S1304). 상기 추가 머지 후보는 예를 들어 ATMVP, combined bi-predictive 머지 후보 (현재 슬라이스의 슬라이스 타입이 B 타입인 경우) 및/또는 영벡터 머지 후보를 포함할 수 있다.
상기 확인 결과 상기 현재 머지 후보들의 개수가 상기 최대 머지 후보들의 개수보다 작지 않은 경우, 코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트의 구성을 종료할 수 있다. 이 경우 인코더는 RD(rate-distortion) cost 기반으로 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보들 중 최적의 머지 후보를 선택할 수 있으며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 선택 정보(ex. merge index)를 디코더로 시그널링할 수 있다. 디코더는 상기 머지 후보 리스트 및 상기 선택 정보를 기반으로 상기 최적의 머지 후보를 선택할 수 있다.
상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 사용될 수 있으며, 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있음을 상술한 바와 같다. 인코더는 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있으며, 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 디코더로 시그널링할 수 있다. 디코더는 상기 제지듀얼 정보를 기반으로 도출된 레지듀얼 샘플들 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.
스킵 모드(skip mode)가 적용되는 경우, 앞에서 머지 모드가 적용되는 경우와 동일한 방법으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 다만, 스킵 모드가 적용되는 경우 해당 블록에 대한 레지듀얼 신호가 생략되며 따라서 예측 샘플들이 바로 복원 샘플들로 이용될 수 있다.
MVP 모드
도 14는 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
MVP(Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록(예를 들어, 앞서 도 12에서 설명한 주변 블록일 수 있다)의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록(또는 Col 블록)에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, mvp) 후보 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 예측자 후보로 사용될 수 있다.
상기 예측에 관한 정보는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 예측자 후보를 지시하는 선택 정보(ex. MVP 플래그 또는 MVP 인덱스)를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부는 상기 선택 정보를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보들 중에서, 현재 블록의 움직임 벡터 예측자를 선택할 수 있다. 인코딩 장치의 예측부는 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 움직임 벡터 예측자를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이 때, 디코딩 장치의 예측부는 상기 예측에 관한 정보에 포함된 움직임 벡터 차분을 획득하고, 상기 움직임 벡터 차분과 상기 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 상기 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 디코딩 장치의 예측부는 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트는 도 14에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
어파인 모션 예측(Affine motion prediction)
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델들(motion models)의 예를 도시한다.
종래의 영상 압축 기술(예컨대, HEVC(high efficiency video coding))은 부호화 블록의 모션(motion)을 표현하기 위해 하나의 모션 벡터(motion vector)를 사용한다. 비록 블록 마다 하나의 모션 벡터를 사용하는 방식이 블록 단위의 최적 모션을 표현했을 수 있지만, 실제 각 화소의 최적의 모션은 아닐 수 있다. 따라서, 화소 단위에서 최적의 모션 벡터를 결정할 수 있다면 부호화 효율을 높일 수 있을 것이다. 그리하여, 본 명세서의 실시예는 다수의 모션 모델(multi motion model)을 사용하여 비디오 신호를 부호화 또는 복호화하는 모션 예측(motion prediction) 방법에 대하여 설명한다. 특히, 2개 내지 4개의 제어점의 모션 벡터를 이용하여 블록의 각 화소 단위 또는 서브 블록 단위에서 모션 벡터를 표현할 수 있으며, 이러한 복수의 제어점의 모션 벡터를 사용한 예측 기법은 어파인 모션 예측(affine motion prediction), 어파인 예측(affine prediction) 등으로 지칭될 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 어파인 모션 모델(affine motion model)은 도 15에 도시된 바와 같은 4개의 모션 모델을 표현할 수 있다. Affine motion model이 표현할 수 있는 motion 중 3가지 motion(translation, scale, rotate)dmf 표현하는 affine motion model을 similarity(or simplified) affine motion model이라고 지칭하며, 본 명세서의 실시예들을 설명함에 있어서, 설명의 편의를 위해 similarity(or simplified) affine motion model을 기준으로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측을 위한 제어점 모션 벡터의 예를 도시한다.
도 16과 같이 어파인 모션 예측은 2개의 제어점 모션 벡터(control point motion vector, CPMV) 쌍(pair), v_0 및 v_1을 이용하여 블록이 포함하는 화소 위치(또는 서브 블록)의 모션 벡터를 결정할 수 있다. 이때 모션 벡터들의 집합은 어파인 모션 벡터 필드(motion vector field, MVF)로 지칭될 수 있다. 이때, 어파인 모션 벡터 필드는 아래의 수학식 1이 이용하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000002
수학식 1에서, v_0(v_0={v_0x,v_0y})는 현재 블록(1300)의 좌상측 위치의 제1 제어점의 모션 벡터(CPMV0)를 나타내고, v_1(v_1={v_1x,v_1y})은 현재 블록(1300)의 우상측 위치의 제2 제어점의 모션 벡터(CPMV1)를 나타낸다. 그리고, w는 현재 블록(1300)의 너비(width)를 나타낸다. v(v={v_x,v_y})는 {x,y} 위치에서의 모션 벡터를 나타낸다. 서브 블록(또는 화소) 단위의 모션 벡터는 상기 수학식 1을 이용하여 유도될 수 있다. 일 실시예에서 모션 벡터 정밀도는 1/16 정밀도로 라운딩될 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측이 적용된 블록의 각 서브 블록 별 모션 벡터의 예를 도시한다.
도 17을 참조하면, 부호화 또는 복호화 과정에서 어파인 모션 벡터 필드(MVF)는 화소 단위 혹은 블록 단위에서 결정될 수 있다. 즉, 어파인 움직임 예측에서 현재 블록의 움직임 벡터는 화소 단위 또는 서브 블록 단위로 유도될 수 있다.
화소 단위로 어파인 모션 벡터 필드가 결정되는 경우 각 화소값을 기준으로 모션 벡터가 얻어지고, 블록 단위의 경우 블록의 중앙 화소값을 기준으로 해당 블록의 모션 벡터가 얻어질 수 있다. 본 문서에서, 도 17과 같이 어파인 모션 벡터 필드(MVF)가 4*4 블록 단위에서 결정되는 경우가 가정된다. 다만, 이것은 설명의 편의를 위한 것이지 본 명세서의 실시예가 한정되는 것은 아니다. 도 17은 부호화 블록이 16*16개의 샘플로 구성되고, 4*4 사이즈의 블록 단위로 어파인 모션 벡터 필드(MVF)가 결정되는 경우의 예를 도시한다.
어파인 모션 예측(affine motion prediction)은 어파인 머지 모드(affine merge mode 또는 AF_MERGE)와 어파인 인터 모드(affine inter mode 또는 AF_INTER)를 포함할 수 있다. AF_INTER 모드는 4개의 파라미터 기반 모션 모델을 이용하는 AF_4_INTER 모드와 6개의 파라미터 기반 모션 모델을 이용하는 AF_6_INTER 모드를 포함할 수 있다.
어파인 머지 모드(Affine merge mode)
AF_MERGE는 어파인 움직임 예측으로서 코딩된 주변 블록의 어파인 움직임 모델에 따라 제어점 모션 벡터 (Control Point Motion Vector: CPMV)를 결정한다. 검색 순서에서 어파인 코딩된 주변 블록은 AF_MERGE를 위해 사용될 수 있다. 하나 이상의 인접 블록이 어파인 움직임 예측으로서 코딩될 때, 현재 블록은 AF_MERGE로서 코딩될 수 있다.
즉, 어파인 머지 모드가 적용되는 경우, 주변 블록의 CPMV들을 이용하여 현재 블록의 CPMV들을 도출될 수 있다. 이 경우 주변 블록의 CPMV들이 그대로 현재 블록의 CPMV들로 사용될 수도 있고, 주변 블록의 CPMV들이 상기 주변 블록의 사이즈 및 상기 현재 블록의 사이즈 등을 기반으로 수정되어 현재 블록의 CPMV들로 사용될 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 머지 모드(affine merge mode)에서 어파인 모션 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.
어파인 머지(AF_MERGE) 모드에서, 인코더는 아래와 같은 과정과 같이 부호화를 수행할 수 있다.
스텝-1: 현재 부호화 블록(1800)의 주변 블록 A 내지 E(1810, 1820, 1830, 1840, 1850)를 알파벳 순서대로 스캐닝(scanning)하고, 스캐닝 순서 기준 첫 번째로 어파인 예측 모드로 부호화된 블록을 어파인 머지(AF_MERGE)의 후보 블록으로 결정
스텝-2: 결정된 후보 블록의 제어점 모션 벡터(CPMV)를 이용하여 어파인 모션 모델을 결정
스텝-3: 후보 블록의 어파인 모션 모델에 따라 현재 블록(1800)의 제어점 모션 벡터(CPMV)가 결정되고, 현재 블록(1800)의 MVF 결정
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측이 적용된 주변 블록을 사용하여 어파인 모션 예측이 수행되는 블록의 예를 도시한다.
예를 들어, 도 19와 같이 블록 A(1920)가 어파인 모드(affine mode)로 부호화된 경우, 블록 A(1920)을 후보 블록으로 결정한 후 블록 A(1920)의 제어점 모션 벡터(CPMV)들(예컨대, v2 및 v3)를 이용하여 어파인 모션 모델(affine motion model)을 유도한 후 현재 블록(1900)의 제어점 모션 벡터(CPMV) v0 및 v1을 결정할 수 있다. 현재 블록(1900)의 제어점 모션 벡터(CPMV)를 기반으로 하여 현재 블록(1900)의 어파인 모션 벡터 필드(MVF)가 결정되고, 부호화가 수행될 수 있다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 주변 어파인 부호화 블록을 이용하여 머지 후보 리스트를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20을 참조하면, 어파인 머지 후보를 이용하여 CPMV 쌍을 결정하는 경우, 도 20에 도시된 바와 같은 후보가 사용될 수 있다. 도 20에서, 후보리스트의 스캔 순서는 A, B, C, D, E로 설정된 경우를 가정한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 순서로 미리 설정될 수 있다.
실시예로서, 만약, 주변 블록(즉, A, B, C, D, E)에서 이용 가능한 어파인 모드(또는 어파인 예측)로 부호화된 후보(이하, 어파인 후보로 지칭될 수 있다)의 수가 0일 때, 현재 블록의 어파인 머지 모드는 스킵될 수 있다. 만약, 이용 가능한 어파인 후보의 수가 하나인 경우(예를 들어, A), 해당 후보의 움직임 모델이 현재 블록의 제어점 모션 벡터(CPMV_0 및 CPMV_1)를 유도하는데 이용될 수 있다. 이 경우, 해당 후보를 지시하는 인덱스가 요구(또는 코딩)되지 않을 수 있다. 만약, 이용 가능한 어파인 후보의 수가 둘 이상인 경우, 스캐닝 순서 상 2개의 후보가 AF_MERGE에 대한 후보 리스트로 구성될 수 있다. 이 경우, 후보 리스트 내에서 선택된 후보를 지시하는 인덱스와 같은 후보 선택 정보가 시그널링될 수 있다. 상기 선택 정보는 플래그 또는 인덱스 정보일 수 있으며, AF_MERGE_flag, AF_merge_idx 등으로 지칭될 수 있다.
본 명세서의 실시예에서, 현재 블록에 대한 움직임 보상은 서브 블록의 크기를 기반으로 수행될 수 있다. 이 경우, 어파인 블록(즉, 현재 블록)의 서브 블록 크기가 유도된다. 만약 서브 블록의 폭과 높이가 모두 4개의 루마 샘플들보다 크면, 각 서브 블록에 대한 움직임 벡터가 도출되고, DCT-IF 기반 움직임 보상(휘도에 대한 1/16 펠 및 색차에 대한 1/32)이 서브 블록에 대해서 수행될 수 있다. 그렇지 않으면, 향상된 이중 선형 보간 필터 기반 움직임 보상(enhanced bi-linear interpolation filter based motion compensation)이 전체 어파인 블록에 대해서 수행될 수 있다.
본 명세서의 실시예에서, 머지/스킵 플래그(merge/skip flag)가 참이고 CU에 대한 폭과 높이 둘다가 8보다 크거나 동일할 때, CU 레벨에서 어파인 플래그는 어파인 머지 모드가 사용되는지를 지시하는 비트스트림(bitstream)을 통해 시그널링된다. CU가 AF_MERGE 로서 코딩될 때, 최대값 ‘5’를 갖는 머지 후보 인덱스는 어파인 머지 후보 리스트에서 움직임 정보 후보가 CU를 위해서 사용되는 것을 지정하기 위해서 시그널링된다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 어파인 예측으로 부호화된 주변 블록을 사용하여 어파인 머지 후보 리스트를 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21을 참조하면, 어파인 머지 후보 리스트는 다음의 단계들로서 구성된다.
1) 모델 기반 어파인 후보들 삽입
모델 기반 어파인 후보는 후보가 어파인 모드로 코딩된 유효한 주변 재구성된 블록으로부터 도출된다는 것을 의미한다. 도 21에 도시된 바와 같이, 후보 블록에 대한 스캔 순서는 좌측(A), 상측(b), 우상측(C) 및 좌하측(D)으로부터 좌상측(E)이다.
주변 좌하측 블록(A)가 6-파라미터 어파인 모드에서 코딩되면, 블록(A)를 포함하는 CU의 좌상측 코너, 우상측 코너, 및 좌하측 코너의 움직임 벡터들(v_4, v_5, v_6)을 얻게 된다. 현재 블록 상의 좌상측 코너의 움직임 벡터들(v_0, v_1, v_2)은 6-파라미터 어파인 모델에 의한 움직임 벡터들(v_4, v_5, and v_6)에 따라서 계산된다.
주변 좌하측 블록(A)가 4-파라미터 어파인 모드에서 코딩되면, 블록(A)를 포함하는 CU의 좌상측 코너와 우상측 코너의 움직임 벡터들(v_4, v_5)을 얻게 된다. 현재 블록 상의 좌상측 코너의 움직임 벡터들(v_0, v_1)은 4-파라미터 어파인 모델에 의한 움직임 벡터들(v_4, v_5)에 따라서 계산된다.
2) 제어점 기반 어파인 후보들 삽입
도 21을 참조하면, 제어점 기반 후보는 각 제어점의 주변 움직임 정보를 결합하여 후보가 구성되는 것을 의미한다.
제어점들에 대한 움직임 정보는 먼저 도 21에 도시된 지정된 공간 이웃 블록들과 시간 이웃 블록으로부터 도출된다. CP_k (k=1, 2, 3, 4)는 k번째 제어점을 나타낸다. 또한, A, B, C, D, E, F 및 G는 CP_k (k=1, 2, 3)를 예측하기 위한 공간 위치이고, H는 CP4를 예측하기 위한 시간 위치이다.
CP_1, CP_2, CP_3 및 CP_4의 좌표들은 각각 (0, 0), (W, 0), (H, 0) 및 (W, H)이고, 여기에서 W 및 H는 현재 블록의 폭과 높이이다.
각 제어점의 움직임 정보는 다음 우선 순위에 따라서 얻어진다.
CP_1에 대해서, 체킹 우선 순위는 A→B→C 이고, A가 이용가능하면 A가 사용된다. 그렇지 않고, B가 이용가능하면 B가 사용된다. A와 B 둘다 이용가능하지 않으면, C가 사용된다. 만약에 3개의 후보들 모두가 이용가능하지 않으면, CP1의 움직임 정보는 얻을 수 없다.
CP_2 에 대해서, 체킹 우선 순위는 E→D 이다.
CP_3에 대해서, 체킹 우선 순위는 G→F 이다.
CP_4에 대해서, H가 사용된다.
두 번째로, 제어점의 조합들이 움직임 모델을 구성하는데 사용된다.
개의 제어점의 움직임 벡터들은 4-파라미터 어파인 모델에서 변환 파라미터들을 산출하는데 필요하다. 2개의 제어점은 다음 6개의 조합들({CP_1, CP_4}, {CP_2, CP_3}, {CP_1, CP_2}, {CP_2, CP_4}, {CP_1, CP_3}, {CP_3, CP_4}) 중의 하나로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 4-파라미터 어파인 움직임 모델을 구성하는데 CP_1 및 CP_2 제어점들을 사용하는 것은 “Affine (CP_1, CP_2)”으로 표기된다.
3개의 제어점의 움직임 벡터들은 6-파라미터 어파인 모델에서 변환 파라미터들을 산출하는데 필요하다. 3개의 제어점은 다음 4개의 조합들({CP_1, CP_2, CP_4}, {CP_1, CP_2, CP_3}, {CP_2, CP_3, CP_4}, {CP_1, CP_3, CP_4}) 중의 하나로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 6-파라미터 어파인 움직임 모델을 구성하는데 CP_1, CP_2 및 CPv3 제어점들을 사용하는 것은 “Affine (CP_1, CP_2, CP_3)”으로 표기된다.
또한, 본 명세서의 실시예에서, 어파인 머지 모드에서, 어파인 머지 후보가 존재하면, 그것은 언제나 6-파라미터 어파인 모드로서 고려될 수 있다.
어파인 인터 모드(affine inter mode)
도 23은 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에서 어파인 모션 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.
도 23을 참조하면, 어파인 모션 예측(affine motion prediction)은 어파인 머지 모드(affine merge mode 또는 AF_MERGE)와 어파인 인터 모드(affine inter mode 또는 AF_INTER)를 포함할 수 있다. 어파인 인터 모드(AF_INTER)에서, 2개의 제어점 모션 벡터 예측(control point motion vector prediction, CPMVP)와 CPMV를 결정한 후 차이에 해당하는 제어점 모션 벡터 차분 값(control point motion vector difference, CPMVD)이 인코더로부터 디코더로 전송될 수 있다. 구체적인 어파인 인터 모드(AF_INTER)의 부호화 과정은 아래와 같을 수 있다.
스텝-1: 2개의 CPMVP 쌍(pair) 후보(candidate) 결정
스텝-1.1: 최대 12개의 CPMVP 후보 조합 결정 (아래의 수학식 2 참조)
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000003
수학식 2에서, v_0는 현재 블록(2300)의 좌상측 제어점(2310)에서의 모션 벡터(CPMV0), v_1은 현재 블록(2300)의 우상측 제어점(2311)에서의 모션 벡터(CPMV1), v_2는 현재 블록(2300)의 좌하측 제어점(2312)에서의 모션 벡터(CPMV2)이고, v_A는 현재 블록(2300)의 좌상측 제어점(2310)의 좌상측에 인접한 주변 블록 A(2320)의 모션 벡터, v_B는 현재 블록(2300)의 좌상측 제어점(2310)의 상측에 인접한 주변 블록 B(2322)의 모션 벡터, vC는 현재 블록(2300)의 좌상측 제어점(2310)의 좌측에 인접한 주변 블록 C(2324)의 모션 벡터, v_D는 현재 블록(2300)의 우상측 제어점(2311)의 상측에 인접한 주변 블록 D(2326)의 모션 벡터, v_E는 현재 블록(2300)의 우상측 제어점(2311)의 우상측에 인접한 주변 블록 E(2328)의 모션 벡터, v_F는 현재 블록(2300)의 좌하측 제어점(2312)의 좌측에 인접한 주변 블록 F(2330)의 모션 벡터, v_G는 현재 블록(2300)의 좌하측 제어점(2312)의 좌측에 인접한 주변 블록 G(2332)의 모션 벡터를 나타낸다.
스텝-1.2: CPMVP 후보 조합 중 차이값(difference value, DV)이 작은 값 기준으로 정렬(sorting)하여 상위 2개의 후보 사용 (아래의 수학식 3 참조)
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000004
v_0x는 현재 블록(2300)의 좌상측 제어점(2310)의 모션 벡터(V0 또는 CPMV0)의 x축 엘레먼트, v_1x는 현재 블록(2300)의 우상측 제어점(2311)의 모션 벡터(V1 또는 CPMV1)의 x축 엘레먼트, v_2x는 현재 블록(2300)의 좌하측 제어점(2312)의 모션 벡터(V_2 또는 CPMV_2)의 x축 엘레먼트, v_0y는 현재 블록(2300)의 좌상측 제어점(2310)의 모션 벡터(V_0 또는 CPMV_0)의 y축 엘레먼트, v_1y는 현재 블록(2300)의 우상측 제어점(2311)의 모션 벡터(V_1 또는 CPMV_1)의 y축 엘레먼트, v_2y는 현재 블록(2300)의 좌하측 제어점(2312)의 모션 벡터(V_2 또는 CPMV_2)의 y축 엘레먼트, w는 현재 블록(2300)의 폭(width), h는 현재 블록(2300)의 높이(height)를 나타낸다.
스텝-2: 제어점 모션 벡터 예측자(CPMVP) 쌍 후보가 2 보다 작은 경우 AMVP 후보 리스트를 사용
스텝-3: 2개의 후보들 각각에 대해 제어점 모션 벡터 예측자(CPMVP)를 결정하고 RD cost를 비교하여 작은 값을 갖는 후보와 CPMV를 최적으로 선택
스텝-4: 최적의 후보에 해당하는 인덱스와 제어점 모션 벡터 차분값(control point motion vector difference, CPMVD) 전송
본 명세서의 실시예에서, AF_INTER에서, CPMVP 후보의 구성 과정이 제공된다. AMVP와 동일하게, 후보 개수는 2이고, 후보 리스트의 위치를 지시하는 인덱스가 시그널링된다.
CPMVP 후보 리스트의 구성 과정은 다음과 같다.
1) 주변 블록들을 스캔하여 이것이 어파인 움직임 예측으로서 코딩되는지를 체크한다. 스캔된 블록이 어파인 예측으로서 코딩되면, 후보 개수가 2가 될 때까지 스캔된 주변 블록의 어파인 움직임 모델로부터 현재 블록의 움직임 벡터쌍을 도출한다.
2) 후보 개수가 2보다 작으면, 후보 구성 과정을 수행한다. 또한, 본 명세서의 실시예에서, 4-파라미터(2-제어점) 어파인 인터 모드가 줌-인/아웃(zoom-in/out) 및 회전의 움직임 모델과 콘텐츠를 예측하는데 사용된다. 도 16에 도시된 바와 같이, 블록의 어파인 움직임 필드(field)는 2개의 제어점 움직임 벡터들에 의해 기술된다.
블록의 모션 벡터 필드(motion vector field: MVF)는 앞에서 기술된 식 1에 의해 기술된다.
종래 기술에서, AMVP(advanced motion vector prediction) 모드는 MVP (motion vector prediction) 인덱스와 MVDs (motion vector differences)를 시그널링하는데 필요하다. AMVP 모드가 본 발명에 적용될 때, 어파인_플래그(affine_flag)는 어파인 예측이 사용되는지를 지시하도록 시그널링된다. 어파인 예측이 적용되면, inter_dir, ref_idx, mvp_index, 및 2개의 MVDs (mvd_x 및 mvd_y)의 신택스가 시그널링된다. 2개의 어파인 MVP 쌍을 포함하는 어파인 MVP 쌍 후보 리스트가 생성된다. 시그널링된 mvp_index는 이들 중 하나를 선택하는데 사용된다. 어파인 MVP 쌍은 두 종류의 어파인 MVP 후보들에 의해 생성된다. 하나는 공간적 계승 어파인 후보(spatial inherited affine candidate)이고, 다른 하나는 코너 도출된 어파인 후보(corner derived affine candidate)이다. 주변 CU들이 어파인 모드로 코딩되면, 공간적 계승 어파인 후보들이 생성될 수 있다. 주변 어파인 코딩된 블록의 어파인 움직임 모델은 2-제어점 MVP 쌍(two-control-point MVP pair)의 움직임 벡터들을 생성하기 사용된다. 공간적 계승 어파인 후보의 2-제어점 MVP 쌍의 MV들은 다음의 식들을 사용함으로써 도출된다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000005
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000006
V_B0, V_B1, 및 V_B2가 어떤 참조/주변 CU의 좌상측 MV, 우상측 MV, 및 좌하측 MV로 대체될 수 있는 경우, (posCurCU_X, posCurCU_Y)는 프레임의 좌상측 샘플에 대한 현재 CU의 좌상측 샘플의 위치이고, (posRefCU_X, posRefCU_Y)는 프레임의 좌상측 샘플에 대한 참조/주변 CU의 좌상측 샘플의 위치이다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000007
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000008
도 24는 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에서 어파인 모션 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.
도 24를 참조하면, MVP 쌍의 개수가 2보다 작으면, 코너 도출된 어파인 후보가 사용된다. 주변 움직임 백터들은 도 24에 도시된 바와 같이 어파인 MVP 쌍을 도출하는데 사용된다. 제 1 코너 도출된 어파인 후보에 대해서, 세트 A (A0, A1 및 A2)에서 제 1 이용가능한 MV와 세트 B (B0 및 B1)에서 제 1 이용가능한 MV는 제 1 MVP 쌍을 구성하는데 사용된다. 제 2 코너 도출된 어파인 후보에 대해서, 세트 A에서 제 1 이용가능한 MV와 세트 C (C0 및 C1)에서 제 1 이용가능한 MV는 우상측 제어점의 MV를 계산하는데 사용된다. 세트 A에서 제 1 이용가능한 MV와 계산된 우상측 제어점 MV는 제 2 MVP 쌍이다.
본 명세서의 실시예에서, 2개(3개)의 후보들{mv_0, mv_1} ({mv_0, mv_1, mv_2) 을 포함하는 2개의 후보 세트는 어파인 움직임 모델의 2개(3개) 제어점을 예측하는데 사용된다. 주어진 모션 벡터 차분들(mvd_0, mvd_1, mvd_2)과 제어점들은 다음 식들을 사용함으로써 계산된다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000009
도 25 및 도 26은 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에서 주변 블록의 모션 정보를 이용하여 모션 벡터 후보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
상기 어파인 후보 리스트는 어파인 움직임을 공간적 이웃 블록들(외삽된 어파인 후보들)로로부터 연장하고 공간적 이웃 블록들(가상의 어파인 후보들)로부터의 모션 벡터들의 조합에 의해 첨부된다(appended). 후보 집합들은 아래와 같이 설정된다:
1. 최대 2개의 다른 어파인 MV 예측자 집합들이 인접 블록들의 어파인 움직임으로부터 유도된다. 인접 블록들 A0, A1, B0, B1, 및 B2가 도 25에 도시된 것처럼 확인된다. 만약 인접 블록이 어파인 움직임 모델에 의해 부호화되고 그 참조 프레임이 현재 블록의 참조 프레임과 동일하면, 현재 블록의 (4-파라미터 어파인 모델에 대한) 2개 또는 (6-파라미터 어파인 모델에 대한) 3개의 제어점들이 인접 블록들의 어파인 모델로부터 유도된다.
2. 도 29는 가상의 어파인 후보 집합을 생성하기 위해 사용되는 인접 블록들을 도시한다. 인접 MV들은 3개의 그룹들로 분할된다: S_0={mv_A, mv_B, mv_C}, S_1={mv_D, mv_E}, S_2={mv_F, mv_G}. mv_0는 S0에서 현재 블록과 동일한 참조 픽처를 참조하는 첫번째 MV이다. mv_2는 S1에서 현재 블록과 동일한 참조 픽처를 참조하는 첫번째 MV이다.
만약 mv_0와 mv_1이 주어지면, mv_2는 아래의 수학식 9에 의해 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000010
수학식 9에서, 현재 블록 사이즈는 WxH이다.
만약 mv_0과 mv_2만이 주어지면, mv_1은 아래의 수학식 10에 의해 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000011
본 명세서의 일 실시예에서, 어파인 인터 예측은 아래의 시퀀스(sequence)에 따라 수행될 수 있다.
입력: 어파인 움직임 파라미터들, 참조 픽처 샘플들
출력: CU의 예측 블록
프로세스
- 어파인 블록의 서브-블록 사이즈를 유도
- 서브-블록의 폭과 너비 모드 4 루마 샘플들(luma samples)보다 크면,
- 각각의 서브 블록에 대해
- 서브-블록의 움직임 벡터를 유도
- DCT-IF 기반의 움직임 보상(루마에 대해 1/16 pel, 색차에 대해 1/32 pel)이 서브-블록들에 대해 수행(invoked)
- 그렇지 않으면, 향상된 바이-리니어 보간 필터(enhenced bi-linear interpolation filter) 기반의 보상이 전체 어파인 블록에 대해 수행됨(invoked)
또한, 본 명세서의 일 실시예에서, 머지/스킵 플래그가 거짓(false)이고 CU에 대한 폭과 너비가 8보다 크거나 같으면, CU 레벨에서 어파인 플래그가 어파인 인터 모드가 사용될 지 여부를 지시하기 위해 시그널링 된다. CU가 어파인 인터 모드로서 코딩되면, 모델 플래그가 4-파라미터 또는 6-파라미터 어파인 모델이 상기 CU에 대해 적용되는지 여부를 지시하기 위해 시그널링된다. 만약 모델 플래그가 참(true)인 경우, AF_6_INTER mode(6-파라미터 어파인 모델)이 적용되고 3개의 MVD들이 파싱되고, 그렇지 않으면, AF_4_INTER mode(4-파라미터 어파인 모델)이 적용되고 2개의 MVD들이 파싱된다.
AF_4_INTER 모드에서, 어파인 머지 모드와 유사하게, 어파인 어파인 모드에 의해 코딩된 인접 블록들로부터 외삽된 움직임 벡터 쌍들이 생성되고 첫번째로 후보 리스트에 삽입된다.
이후, 만약 후보 리스트의 사이즈가 4보다 작으면, 움직임 벡터 쌍 {(v_0,v_1)|v0={v_A,v_B,v_c},v_1={v_D, v_E}}을 갖는 후보들이 인접 블록들을 사용함으로써 생성된다. 도 22에 도시된 것과 같이, v_0가 블록 A, B, C의 움직임 벡터들로부터 선택된다. 인접 블록으로부터의 움직임 벡터는 참조 리스트와 인접 블록에 대한 참조의 POC 현재 CU에 대한 참조의 POC 및 현재 CU의 사이의 관계에 따라 스케일된다. 그리고 인접 블록 D와 E로부터 v_1을 선택하는 접근 방식은 유사하다. 후보 리스트가 4보다 크면, 후보들은 (후보 쌍에서 2개의 모션 벡터들과 유사하게) 인접 움직임 벡터들의 일관성(consistency)에 따라 우선적으로 정렬되고 첫번째 4개의 후보들이 보존된다.
만약 후보 리스트의 개수가 4보다 작은 경우, 리스트는 각 AMVP 후보들을 복제함으로써 모션 벡터 쌍에 의해 패딩된다(padded).
AF_6_INTER 모드에서, 어파인 머지 모드와 유사하게, 어파인 어파인 모드로 코딩된 인접 블록들로부터 외삽된 움직임 벡터 트리플들(affine motion vector triples)이 생성되고 후보 리스트에 우선적으로 삽입된다.
이후, 후보 리스트의 사이즈가 4보다 작으면, 모션 벡터 트리플들 {(v_0, v_1, v_2)| v0={v_A, v_B, v_c}, v1={v_D, v_E}, v2={v_G, v_H}}을 포함하는 후보들이 인접 블록들을 사용하여 생성된다. 도 22에서 도시된 것과 같이, v_0가 블록들 A, B, 또는, C의 움직임 벡터들로부터 선택된다. 인접 블록으로부터의 움직임 벡터는 참조 리스트와 인접 블록에 대한 참조의 POC, 현재 CU에 대한 참조의 POC, 그리고 현재 CU의 POC의 관계에 따라 스케일된다. 그리고 인접 블록 D와 E로부터 v_1을 선택하기 위한 접근과 F와 G로부터 v_2를 선택은 유사하다. 후보 리스트가 4보다 크면, 후보들은 (3개의 후보에서 2개의 움직임 벡터들과 유사하게 )인접 움직임 벡터들의 일관성에 따라 정렬되고, 첫번째 4개의 후보들이 보존된다.
후보 리스트의 개수가 4보다 작으면, 리스트는 각 AMVP 후보들을 복제함으로써(duplicating) 구성되는 움직임 벡터 트리플에 의해 패딩될 수 있다.
현재 CU의 CPMV가 유도된 이후, 어파인 파라미터들의 개수에 따라, 현재 CU의 MVF가 4-파라미터 어파인 모델에 대한 아래의 수학식 11에 따라 생성되고, 6-파라미터 어파인 모델에 대한 아래의 수학식 12에 따라 생성된다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000012
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000013
여기서, 서브-블록 사이즈 MxN은 아래의 수학식 13에서 유도되고, MvPre는 움직임 벡터 부분 정확도 (1/16)이다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000014
수학식 12에 의해 유도된 이후, M과 N은 w와 h의 분모(divisor)로 만들기 위해 필요하다면 하향조정되어야 한다. M 또는 N이 8보다 작으면, WIF가 적용되고, 그렇지 않으면, 서브-블록 기반의 어파인 움직임 보상이 적용된다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 서브 블록 단위의 어파인 모션 벡터 필드를 유도하는 방법의 일 예를 도시한다.
도 27을 참조하면, 각 MxN 서브-블록의 움직임 벡터를 유도하기 위하여, 도 27에 도시된 것과 같은 각 서브-블록의 중앙 샘플의 움직임 벡터는 수학식 11 또는 수학식 12에 따라 계산되고, 1/16 부분 정확도로 라운딩된다(rounded). SHVC 상향 샘플링 보간 필터들이 유도된 움직임 벡터를 사용하여 각 서브-블록의 예측을 생성하기 위해 적용된다.
HEVC 움직임 보상 보간 필터들과 동일한 필터 길이 및 정규화 인자를 갖는 SHVC 상향 샘플링 보간 필터들은 추가적인 부분 펠 위치들(additional fractional pel positions)에 대한 움직임 보상 보간 필터들로서 사용될 수 있다. 크로마 성분 움직임 벡터 정확도는 1/32 샘플이고, 1/32 펠 부분 위치들의 추가적인 보간 필터들은 2개의 인접한 1/16 펠 부분 위치들의 필터들의 평균들 사용함으로써 유도된다.
AF_MERGE 모드는 통상적인 머지 모드 선택이 수행되는 것과 동일한 방식으로 인코더 측에서 선택될 수 있다. 후보 리스트가 우선적으로 생성되고, 후보들에서 최소의 RD-비용이 다른 인터 모드들의 RD-비용과 비교하기 위해 선택된다. 비교의 결과는 AF_MERGE가 적용되느냐 아니냐에 대한 결정이다.
AF_4_INTER 모드를 위하여, RD 비용 확인은 어느 움직임 벡터 쌍 후보가 현재 CU의 제어점 움직임 벡터 예측 (control point motion vector prediction, CPMVP)로서 선택되는지를 결정하기 위해 사용된다. 현재 어파인 CU의 CPMVP가 결정된 이후, 어파인 움직임 추정이 적용되고 제어점 움직임 벡터(control point motion vector, CPMV)가 획득된다. 그러면 CPMV와 CPMVP의 차이가 결정된다.
인코더 측에서, AF_MERGE 또는 AF_4_INTER 모드가 이전의 모드 선택 스테이지에서 최적의 모드로서 결정될 때만 AF_6_INTER 모드가 확인된다.
본 명세서의 일 실시예에서, 어파인 인터(어파인 AMVP) 모드는 아래와 같이 수행될 수 있다:
1) AFFINE_MERGE_IMPROVE: 어파인 모드인 첫번째 이웃 블록을 탐색하는 대신, 개선점(improvement)은 최대의 코딩 유닛 사이즈를 갖는 이웃 블록을 어파인 머지 후보로서 탐색하고자 한다.
2) AFFINE_AMVL_IMPROVE: 어파인 모드인 이웃 블록들을 통상적인 AMVP 절차와 유사하게 어파인 AMVP 후보 리스트에 추가한다.
상세한 어파인 AMVP 후보 리스트 생성 과정은 아래와 같다.
첫째로, 좌측 아래의 인접 블록이 어파인 움직임 모델을 사용하고 현재 참조 인덱스와 동일한 참조 인덱스를 갖는지 여부가 확인된다. 만약 존재하지 않으면, 좌측 인접 블록이 동일한 방법으로 확인된다. 만약 존재하지 않으면, 좌측 아래 인접 블록이 어파인 움직임 모델을 사용하고 상이한 참조 인덱스를 갖는지 여부가 확인된다. 만약 존재하면, 스케일된 어파인 움직임 벡터가 참조 픽처 리스트에 추가된다. 만약 존재하지 않으면, 좌측 인접 블록이 동일한 방식으로 확인된다.
둘째로, 우측 상부 인접 블록, 상부 인접 블록, 그리고 좌측 상부 인접 블록이 동일한 방식으로 확인된다.
상술한 과정들 이후 2개의 후보들을 탐색하면, 어파인 AMVP 후보 리스트를 생성하는 동작을 종료한다. 2개의 후보들을 탐색하지 못하면, JEM 소프트웨어 내 원래의 동작이 어파인 AMVP 후보 리스트들을 생성하기 위해 수행된다.
3) AFFINE_SIX_PARAM: 4-파라미터 어파인 움직임 모델 이외에, 6-파라미터 어파인 움직임 모딜이 추가적인 모델로서 추가된다.
6-파라미터 어파인 움직임 모델이 아래의 수학식 14를 통해 유도된다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000015
상술한 움직임 모델에 6-파라미터들이 존재하므로, 좌측 상부 위치 MV_0, 우측 상부 위치 MV_1, 그리고 좌측 하부 위치 MV_2에서의 3개의 움직임 벡터들이 모델을 결정하기 위해 요구된다. 3개의 움직임 벡터들이 4-파라미터 어파인 움직임 모델에서 2개의 모션 벡터와 유사한 방식으로 결정될 수 있다. 어파인 모델 머지는 언제나 6-파라미터 어파인 움직임 모델로서 설정된다.
4) AFFINE_CLIP_REMOVE: 모든 어파인 움직임 벡터들에 대한 움직임 벡터 제약들(constraints)을 제거한다. 움직임 보상 과정들이 움직임 벡터 제약들 자체를 제어하도록 한다.
Affine motion model
상술한 바와 같이 Affine inter prediction에서 다양한 affine motion model이 사용 또는 고려될 수 있다. 예를 들어, Affine motion model 은 상술한 도 15와 같이 4가지 motion 을 표현할 수 있다. Affine motion model 이 표현할 수 있는 motion 중 3가지 motion (translation, scale, rotate) 를 표현하는 affine motion model 을 similarity (or simplified) affine motion model 이라고 할 수 있다. 상기 affine motion model들 중 어떤 모델을 사용하는지에 따라 도출되는 CPMV들의 개수 및/또는 현재 블록의 샘플/서브블록 단위 MV 도출 방법이 달라질 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에서, 적응적인 4개 및 6개 파라미터 움직임 모델이 사용된다. AF_INTER에서, 6-파라미터 움직임 모델이 JEM에서 존재하는 4-파라미터 움직임 모델에 더하여 제안된다. 6-파라미터 어파인 움직임 모델이 아래의 수학식 15와 같이 설명된다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000016
여기서, 계수들 a, b, c, d e, 및 f는 어파인 움직임 파라미터들이고, (x,y)와 (x',y')는 어파인 움직임 모델의 변환 이전과 이후의 픽셀 위치의 좌표들이다. 비디오 코딩에서 어파인 움직임 모델을 사용하기 위해, 만약 CPMV0, CPMV1, 그리고 CPMV2가 CP0(좌상측), CP1(우상측), 그리고 CP2(좌하측)에 대한 MV라면 수학식 16이 아래와 같이 설명될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000017
여기서 CPMV_0={v_0x,v_0y}, CPMV_1={v_1x,v_1y}, CPMV_2={v_2x,v_2y}, 그리고 w와 h는 각각 코딩 블록의 폭(width)와 높이(height)이다. 수학식 16은 블록의 움직임 벡터 필드(motion vector field, MVF)이다.
플래그가 인접 블록들이 어파인 예측으로 코딩되었을때 4-파라미터 또는 6-파라미터 어파인 움직임 모델이 사용되는지 여부를 지시하기 위해 CU 레벨에서 파싱된다. 어파인 예측으로 코딩된 인접 블록이 없으면, 플래그는 생략되고 4-파라미터 모델이 어파인 예측을 위해 사용된다. 다시 말해, 6-파라미터 모델이 하나 또는 그 이상의 인접 블록들이 어파인 움직임 모델로 코딩되는 조건에서 고려된다. CPMVD의 개수와 관련하여, 2개 및 3개의 CPMVD들이 4-파라미터 및 6-파라미터 어파인 움직임 모델에 대하여 각각 시그널링된다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에서, 패턴-매칭된 움직임 벡터 가공(pattern-matched motion vector refinement)이 사용될 수 있다. JEM의 패턴-매칭된 움직임 벡터 유도(JEM 인코더 설명에서 이름하여 PMMVD, 이하 PMVD로 약칭됨)에 있어서, 디코더는 CU-레벨 탐색을 위해 시작 MV 후보를 결정하기 위해 몇몇 움직임 벡터(motion vector, MV)를 평가할 필요가 있다. 서브-CU-레벨 탐색에서, 최적의 CU-레벨 MV에 더하여, 몇몇 MV 후보들이 추가된다. 디코더는 최적의 MV를 탐색하기 위하여 이러한 MV 후보들을 평가할 필요가 있으며, 이는 많은 메모리 대역을 요구한다. 제안된 패턴-캐칭된 움직임 벡터 정제(pattern-matched motion vector refinement, PMVR)에서, JEM에서 PMVD에서의 템플릿 매칭(template matching)과 양쪽 매칭(bilateral matching)의 컨셉들이 채택된다. PMVR이 사용가능한지 아닌지를 지시하기 위해 스킵 모드 또는 머지 모드가 선택되었을 때 하나의 PMVR_flag가 시그널링된다. PMVD와 비교하여 의미있게 메모리 대역폭 요구를 감소시키기 위하여, MV 후보 리스트가 생성되고, 만약 PMVR이 적용되면 시작 MV 후보 인덱스가 명시적으로 시그널링된다.
머지 후보 리스트 생성 프로세스를 사용함으로써 후보 리스트가 생성되지만, 서브-CU 머지 후보들, 예를 들어, 어파인 후보들과 ATMVP 후보들은 제외된다. 양방향 매칭(bilateral matching)을 위해, 오직 단방향-예측(uni-prediction) MV 후보만이 포함된다. 양방향-예측(bu-prediction) MV 후보는 2개의 단방향-예측 MV 후보들로 분할된다. 또한, (MV 차이들이 미리 정의된 임계치보다 적은) 유사한 MV 후보들이 또한 제거된다. CU-레벨 탐색을 위하여, 다이아몬드 탐색 MV 정제(diamond search MV refinement)가 시그널링된 MV 후보로부터 시작하여 수행된다.
서브-CU-레벨 탐색은 오직 양쪽 매칭 머지 모드(bilateral matching merge mode)에서만 사용 가능하다. 모든 서브-CU들에 대한 서브-CU-레벨 탐색의 탐색 윈도우는 CU-레벨 탐색의 탐색 윈도우와 동일하다. 따라서, 추가적인 대역폭이 서브-CU-레벨 탐색에 있어 요구되지 않는다.
모드에서 MVP를 정제하기 위하여 템플릿 매칭도 사용된다. AMVP 모드에서, 2개의 MVP들이 HEVC MVP 생성 프로세스를 사용함으로써 생성된고, 하나의 MVP 인덱스가 그들 중 하나를 선택하기 위해 시그널링된다. 선택된 MVP는 PMVR에서 템플릿 매칭을 사용함으로써 더 정제된다. 적응적 움직임 벡터 해상도(adaptive motion vector resolution, AMVR)이 적용되면, 템플릿 매칭 정제 이전에 MVP는 해당하는 정확도로 라운딩된다(rounded). 이러한 정제 과정은 매턴-매칭된 움직임 벡터 예측자 정제(pattern-matched motion vector predictor refinement, PMVPR)로 명명된다. 본 문서의 나머지에서, 특별히 정의하지 않는다면, PMVR은 템플릿 매칭 PMVR, 양방향 매칭 PMVR, 그리고 PMVPR을 포함한다.
메모리 대역폭 요구를 감소시키기 위하여, PMVR은 4x4, 4x8, 그리고 8x4 CU들에 대해 사용 불가능하게 된다. 추가적인 메모리 대역폭 요구량 감소를 위하여, 64와 동일한 CU 영역에 대한 {템플릿 매칭, 양방향 매칭}의 탐색 범위가 {±2, ±4}로 축소될수 있고, 64보다 큰 CU 영역에 대한 {템플릿 매칭, 양방향 매칭}의 탐색 범위가 {±6, ±8}로 축소될수 있다. 본 문서의 PMVR 섹션에서 설명된 상술한 모든 방법들을 사용함으로써, HEVC에서의 최악의 경우와 비교하여 요구되는 메모리 대역폭이 JEM-7.0의 PMVD에서 45.9x로부터 PMVR에서 3.1x로 감소되었다.
non-QT 블록에서 Affine 사용시 적용 기술
도 28은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 모델을 적용한 인터 예측에서 예측 블록이 생성되는 방법 및 모션 벡터를 예시적으로 나타낸다.
도 28을 참조하면, 어파인 움직임 모델이 적용되는 경우의 모션 벡터를 도출하는 수식을 볼 수 있다. 상기 모션 벡터는 다음과 같은 수학식 17을 기반으로 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000018
여기서 v_x는 현재 블록 내 (x, y)좌표 샘플의 샘플 단위 움직임 벡터의 x성분, v_y는 현재 블록 내 상기 (x, y)좌표 샘플의 상기 샘플 단위 움직임 벡터의 y성분을 나타낸다. 즉, (v_x, v_y)는 상기 (x, y)좌표 샘플에 대한 상기 샘플 단위 움직임 벡터가 된다. 여기서, a, b, c, d, e, f는 상기 현재 블록의 컨트롤 포인트(제어점)(control point, CP)들로부터 (x, y)좌표의 샘플 단위 움직임 벡터(움직임 정보)를 도출하기 위한 수학식의 파라미터(parameter)들을 나타낸다. 상기 CP는 조종 화소라고 표현될 수도 있다. 상기 파라미터들은 PU단위로 전송되는 각 PU의 CP들의 움직임 정보로부터 도출할 수 있다. 상술한 상기 CP들의 움직임 정보로부터 유도된 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 도출하는 수학식은 블록의 샘플마다 적용될 수 있고, 상기 각 샘플의 x축 및 y축 상대 위치에 따라 참조 영상 내 샘플의 위치로 도출될 수 있다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터는 QTBT(TT) 블록 분할 구조에 따른 블록의 사이즈, 비대칭형 또는 대칭형, 블록 위치 등에 따라 다르게 도출될 수 있다. 이에 대한 구체적인 실시예는 후술하는 도 29 내지 도 38을 통해 나타낸다.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 29를 참조하면 현재 블록이 2Nx2N 블록인 경우를 가정하여 설명한다. 예를 들어, 상기 현재 블록 내 좌상단 샘플의 움직임 벡터를 v_0이라고 할 수 있다. 또한, 상기 현재 블록과 인접한 주변 블록들의 샘플들을 CP들로 이용하여 각 CP의 움직임 벡터를 v_1 및 v_2로 할 수 있다. 즉, 상기 현재 블록의 너비와 높이를 S이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표를 (xp, yp)라 할 때, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (xp, yp)이고, CP1의 좌표는 (xp+S, yp)이고, CP2의 좌표는 (xp, yp+S)로 할 수 있다. 상기 CP0의 움직임 벡터는 v_0, 상기 CP1의 움직임 벡터는 v_1, 상기 CP2의 움직임 벡터는 v_2로 할 수 있다. 상기 CP들의 움직임 벡터를 이용하여 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터는 다음과 같은 수학식 18을 기반으로 도출할 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000019
여기서, v_x, v_y는 각각 상기 현재 블록 내 (x, y)좌표의 샘플에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, v_x0, v_y0는 각각 상기 CP0에 대한 움직임 벡터 v_0의 x성분, y성분을 나타내고, v_x1, v_y1은 각각 상기 CP1에 대한 움직임 벡터 v_1의 x성분, y성분을 나타내고, v_x2, v_y2는 각각 상기 CP2에 대한 움직임 벡터 v_2의 x성분, y성분을 나타낸다. 상술한 수학식 18과 같은 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 도출하는 수식에 의하여 현재 블록 내 각 샘플들은 현재 블록내 상대적인 위치를 기반으로 움직임 벡터가 도출될 수 있다.
도 30은 본 발명의 실시예에 따른 비정방형 블록에서 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 30은 Nx2N으로 분할된 블록의 CP들을 예시적으로 나타낸다. 상술한 파티셔닝 타입 2Nx2N의 경우와 동일한 방법을 통해 현재 블록 내 샘플 단위 움직임 벡터를 도출하기 위한 수학식을 유도할 수 있다. 상기 수학식을 유도하는 과정에서 상기 현재 블록의 모양에 맞는 너비값을 이용할 수 있다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 유도하기 위하여 3개의 CP들을 도출할 수 있고, 상기 CP들의 위치를 도 30과 같이 조정할 수 있다. 즉, 상기 현재 블록의 너비와 높이를 각각 S/2와 S이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표를 (xp, yp)라 할 때, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (xp, yp)이고, CP1의 좌표는 (xp+S/2, yp)이고, CP2의 좌표는 (xp, yp+S)로 할 수 있다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터는 다음과 같은 수학식 19를 기반으로 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000020
여기서, vx, vy는 각각 상기 현재 블록 내 (x, y)좌표의 샘플에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, v_x0, v_y0는 각각 상기 CP0에 대한 움직임 벡터 v_0의 x성분, y성분을 나타내고, v_x1, v_y1은 각각 상기 CP1에 대한 움직임 벡터 v_1의 x성분, y성분을 나타내고, v_x2, v_y2는 각각 상기 CP2에 대한 움직임 벡터 v_2의 x성분, y성분을 나타낸다. 수학식 3은 상기 현재 블록의 너비가 S/2임을 고려한 샘플 단위 움직임 벡터를 유도하는 수학식을 나타낸다. 상술한 수학식 19와 같은 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 도출하는 수식에 의하여 파티셔닝 타입 Nx2N을 기반으로 CU로부터 파티셔닝된 현재 블록 내 각 샘플들은 현재 블록 내 상대 위치를 기반으로 움직임 벡터가 도출될 수 있다.
도 31은 본 발명의 실시예에 따른 비정방형 블록에서 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 31은 파티셔닝 타입 2NxN을 기반으로 분할된 블록들을 예시적으로 나타낸다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 유도하기 위하여 3개의 CP들을 도출할 수 있고, 상기 CP들의 위치를 도 31과 같이 조정하여 도 31에 나타난 현재 블록의 모양에 따라 높이를 S/2로 조정할 수 있다. 즉, 상기 현재 블록의 너비와 높이를 각각 S와 S/2이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표를 (xp, yp)라 할 때, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (xp, yp)이고, CP1의 좌표는 (xp+S, yp)이고, CP2의 좌표는 (xp, yp+S/2)로 할 수 있다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터는 다음과 같은 수학식 20을 기반으로 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000021
여기서, v_x, v_y는 각각 상기 현재 블록 내 (x, y)좌표의 샘플에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, v_x0, v_y0는 각각 상기 CP0에 대한 움직임 벡터 v_0의 x성분, y성분을 나타내고, v_x1, v_y1은 각각 상기 CP1에 대한 움직임 벡터 v_1의 x성분, y성분을 나타내고, v_x2, v_y2는 각각 상기 CP2에 대한 움직임 벡터 v_2의 x성분, y성분을 나타낸다. 수학식 4는 상기 현재 블록의 높이가 S/2임을 고려한 샘플 단위 움직임 벡터를 유도하는 수학식을 나타낸다. 상술한 수학식 4.18와 같은 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 도출하는 수식에 의하여 파티셔닝 타입 2NxN을 기반으로 CU로부터 파티셔닝된 현재 블록 내 각 샘플들은 현재 블록 내 상대 위치를 기반으로 움직임 벡터가 도출될 수 있다.
도 32 내지 도 38은 본 발명의 실시예에 따른 비정방형 블록에서 제어점의 움직임 벡터를 기반으로 움직임 보상을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 32는 비대칭형 현재 블록들의 CP들을 예시적으로 나타낸다. 도 32에서 나타나듯이 상기 비대칭형 현재 블록들의 너비와 높이를 각각 W와 H라고 할 수 있다. 상기 샘플 단위 움직임 벡터를 유도하기 위하여 각 현재 블록에 대한 3개의 CP들을 도출할 수 있고, 상기 CP들의 좌표는 도 32와 같이 현재 블록의 모양에 따른 너비와 높이를 기반으로 조정될 수 있다. 즉, 상기 현재 블록의 너비와 높이를 W와 H이고, 각 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표를 (xp, yp)라 할 때, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (xp, yp)이고, CP1의 좌표는 (xp+W, yp)이고, CP2의 좌표는 (xp, yp+H)로 설정될 수 있다. 이 경우 상기 현재 블록 내 상기 샘플 단위 움직임 벡터는 다음과 같은 수학식 21을 기반으로 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000022
여기서, v_x, v_y는 각각 상기 현재 블록 내 (x, y)좌표의 샘플에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, v_x0, v_y0는 각각 상기 CP0에 대한 움직임 벡터 v_0의 x성분, y성분을 나타내고, v_x1, v_y1은 각각 상기 CP1에 대한 움직임 벡터 v_1의 x성분, y성분을 나타내고, v_x2, v_y2는 각각 상기 CP2에 대한 움직임 벡터 v_2의 x성분, y성분을 나타낸다. 수학식 21은 비대칭형 현재 블록들의 너비와 높이를 고려한 샘플 단위 움직임 벡터를 유도하는 수학식을 나타낸다.
한편, 본 발명에 따르면 블록 단위로 지시되는 CP들의 움직임 정보에 대한 데이터량을 줄이기 위해 현재 블록의 주변 블록 또는 주변 샘플의 움직임 정보를 기반으로 적어도 하나의 CP에 대한 움직임 정보 예측 후보를 선정할 수 있다. 상기 움직임 정보 예측 후보는 어파인 움직임 정보 후보 또는 어파인 움직임 벡터 후보로 불릴 수 있다. 상기 어파인 움직임 정보 후보들은 예를 들어 도 33 내지 도 38에 개시된 내용을 포함할 수 있다.
ATMVP simplification
ATMVP(Advanced Temporal Motion Vector Prediction)는 시간 움직임 정보 후보를 이용한 인터 예측이되, 기존의 TMVP 를 개선하기 위하여 제안된 움직임 정보 후보를 사용한 인터 예측을 나타낼 수 있다. 본 명세서의 실시예에서, 상기 ATMVP는 그 명칭에 제한되지 않으며, 상기 ATMVP는 서브 블록 시간 머지 후보, 서브 블록 기반 시간 머지 후보, 서브 블록 시간 모션 벡터 예측자, 서브 블록 기반 시간 모션 벡터 예측자 등으로 지칭될 수 있다.
구체적으로, 시간 움직임 정보 후보로 현재 블록의 right-bottom 블록 또는 현재 블록의 center 위치의 colPB의 움직임 벡터를 사용하는 TMVP는 화면 내 움직임을 반영하지 못할 수 있다. 반면에, 상기 ATMVP가 적용되는 경우, 주변 블록의 움직임 벡터가 가리키는 위치의 colPB의 움직임 벡터를 ATMVP 후보로 사용할 수 있다.
상기 ATMVP 가 적용되는 일 예로, 머지 후보 구성 순서대로 체크하면서 제일 먼저 available한 spatial neighbor block의 움직임 벡터(temporal vector)를 찾은 후, reference picture에서 temporal vector가 가리키는 위치를 col-PB(ATMVP candidate)로 도출할 수 있다. 또한, Temporal vector를 이용하여 각 sub-block단위로 corresponding block의 움직임 벡터를 사용할 수 있다. 이 때 특정 sub-block에 MV가 존재하지 않는 경우, corresponding block의 center에 위치한 블록의 MV를 available 하지 않은 sub-block을 위한 MV로 사용하며 대표 MV로 저장한다.
또한, 상기 ATMVP 를 사용하되 보다 메모리 사용량을 줄일 수 있도록 하는 다양한 ATMVP simplification 방안이 제안될 수도 있다.
일 실시예에서, 참조 블록을 찾기 위한 참조 픽쳐(슬라이스 세그먼트 헤더로 지정된)가 동일 위치 픽쳐(collocated picture)로 제한되기 때문에 메모리의 사용이 감소될 수 있다. 일 예로, 최대 4개의 참조 픽쳐가 사용될 수 있다. 참조 블록을 찾기 위해서, 시간 벡터(temporal vector)는 공간 후보들 중의 하나로부터 스캐닝 순서에 따라 유도될 수 있다. 현재 후보가 동일 위치 픽쳐와 동일한 참조 픽쳐를 가지고 있다면, 탐색 프로세스가 종료될 수 있다.
일 실시예에서, ATMVP 및/또는 STMVP 서브 블록 머지 모드들(sub-block merge modes)에 대한 수정이 적용될 수 있다.
1. 시그널링은 픽쳐/슬라이스-레벨에서 추가되어 다양한 서브 블록 사이즈가 ATMVP/STMVP 기반 움직임(motion) 정보 도출을 위해 사용될 수 있다.
2. 하나의 동일 위치 픽쳐가 사용되게 함으로써 단순화된 ATMVP 기반 움직임 정보 유도가 사용될 수 있다.
일 실시예에서, ATMVP 및 STMVP 모드들에 의해 도출된 모션 필드의 세분성(granularity)의 픽쳐/슬라이스-레벨 적응을 지원하는 것이 제안된다. 구체적으로, 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set: SPS)를 지칭하는 슬라이스에서 ATMVP 및 STMVP에 대한 모션 파라미터를 도출하는데 사용되는 서브 블록 사이즈의 디폴트 값을 SPS에서 시그널링될 수 있다. 부가적으로, 하나의 플래그(flag)는 슬라이스 세그먼트 헤더에서 시그널링된다. 이 플래그가 0이면, 그것은 SPS에서 명시된 바와 같은 디폴트 서브 블록 사이즈가 현재 슬라이스에서 ATMVP/STMVP 기반 움직임 도출을 위해 사용된다는 것을 나타낸다. 그렇지 않으면 (즉, 이 플래그가 1로 설정되면), 다른 신택스 요소(syntax element)가 슬라이스 세그먼트 헤더에서 시그널링되어 슬라이스를 위해 사용되는 ATMVP/STMVP 서브 블록 사이즈를 명시할 수 있다.
일 실시예에서, 간단한 인코더(encoder) 방법은 현재 픽쳐에 대한 ATMVP/STMVP 서브블록 사이즈를 결정하는데 사용된다. 2개의 ATMVP/STMVP 서브블록 사이즈들 4 및 8 중의 하나가 동일한 시간적 레이어(temporal layer)에서 마지막으로 코딩된 픽쳐로부터 ATMVP/STMVP 블록들의 평균 사이즈를 토대로 선택된다. 방금 코딩된 픽쳐가 k번째 시간적 레이어에서 i번째 픽쳐이고 ATMVP 및 STMVP 모드들에 의해 코딩된 N개의 CU를 포함한다고 가정한다. 또한, 이 CU들의 사이즈가 S_0, S_1, …, S_(N-1) 이라고 가정한다. ATMVP/STMVP CU들의 평균 사이즈는
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000023
로서 계산된다. 그러면, 동일한 k번째 시간적 레이어에서 (i+1) 번째 픽쳐를 코딩할 때, 해당 ATMVP/STMVP 서브 블록 사이즈
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000024
은 다음의 수학식 22에 따라 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000025
일 실시예에서, 각 시간적 레이어에서 제 1 픽쳐에 대해서, ATMVP/STMVP 서브 블록 사이즈는 언제나 4로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, ATMVP는 다음 2개의 단계를 사용하여 유도될 수 있다.
(1) 주변 CU가 이용가능하고 이 CU의 MV가 기존 후보 리스트에서의 MV들과 다르면, 인코더/디코더는 공간적 주변 CU들로부터 움직임 벡터를 앞서 설명한 도 12에 도시된 바와 같이 A1, B1, B0, and A0의 순서로 추가할 수 있다. 이용 가능한 공간적 후보들의 개수는 N0로 표현될 수 있다.
(2) N0개의 공간적 후보들로부터의 제 1 MV 후보는 동일 위치 픽쳐와 각 서브블록에 대한 움직임을 페치(fetch)할 위치를 (MV에 따른 변위를 추가함으로써) 결정하는데 사용될 수 있다. N0가 0이면, 슬라이스 헤더에서 시그널링된 동일 위치 픽쳐와 제로 모션(zero motion)을 갖는 동일 위치가 각 서브 블록에 대한 움직임을 페치하는데 사용될 수 있다.
ATMVP에 대한 서로 다른 CU들의 동일 위치 픽쳐는 다수의 참조 픽쳐들이 사용되면 항상 동일하지 않을 수 있다. 현재 픽쳐에서 서로 다른 CU들에 대해서, ATMVP 도출에 대한 서로 다른 동일 위치 픽쳐들을 갖는다는 것은 다수의 참조 픽쳐들의 모션 필드들이 페치될 필요가 있다는 것을 의미하며, 이는 메모리 대역폭의 증가로 인해 바람직하지 않다. 따라서, 일 실시예에서, 슬라이스 헤더에서 시그널링된 HEVC에서처럼 ATMVP 도출에 대한 동일 위치 픽쳐로서 동일한 동일 위치 픽쳐를 사용하는 단순화된 디자인이 제안된다. 블록 레벨에서, 주변 블록 A의 참조 픽쳐가 이 동일 위치 픽쳐와 다르면, 블록 A의 MV는 HEVC 시간적 MV 스케일링 방법(HEVC temporal MV scaling method)을 사용하여 스케일되고, 블록 A의 스케일된 MV는 ATMVP에 사용될 수 있다.
동일 위치 픽쳐 Rcol에서 모션 필드를 페치하는데 사용되는 움직임 벡터는 MVcol로 표기한다. MV 스케일링으로 인한 충격을 최소화하기 위해서, MVcol을 도출하는데 사용되는 공간적 후보 리스트에서의 MV는 이 답변에서 다음의 방식으로 선택된다. 후보 MV의 참조 픽쳐가 동일 위치 픽쳐이면, 이 MV는 어떠한 스케일링없이 MVcol로서 선택되어 사용된다. 그렇지 않으면, 동일 위치 픽쳐에 가장 근접한 참조 픽쳐를 가진 MV가 스케일링을 가진 MVcol를 도출하기 위해 선택된다.
HMVP(History-based Motion Vector Prediction) 일반
일반적으로 영상 압축 기술은 2 가지 주요한 기법으로서 공간적 및 시간적 중첩성(redundancy)에 대한 탐색(exploiting)을 이용한다. 예를 들어, HEVC(High Efficiency Video Coding, HEVC) 및 VVC는 모두 인터 코딩(inter coding)의 기저로 2가지 움직임 압축 기법들을 사용한다. 하나는 머지(merge) 움직임이고, 나머지 하나는 AMVP(advanced motion vector prediction)이다. 이러한 2가지 예측 모드에 대한 개선을 위하여, 다양한 변경들(modifications)이 논의되고 있다. 이들은 후보들의 개수를 증가시키는 것부터 시작하여 보다 공간적으로 확장되는 후보들에 대한 탐색 및 비-관습적인(non-traditional) 위치들에서의 시간적 후보들을 검사하는 것 등을 포함한다. 이러한 2가지 기법들은 일차적으로 가능한 후보들로 리스트를 구성하고, RD(rate distortion) 비용을 최소화하고 비트스트림에서 선택된 후보를 시그널링한다.
특히, 최근의 영상 압축 기술에서는, 이전에 코딩된 블록의 모션 정보를 저장하고, 저장된 모션 정보를 이후에 코딩되는 블록의 모션 예측에 이용하는 HMVP(History-based Motion Vector Prediction)가 논의된다. 이러한 HMVP는 머지 리스트(또는 머지 후보 리스트) 또는 AMVP 리스트(또는 AMVP 후보 리스트)에 추가될 수 있다.
디코더는 HMVP를 위하여 FIFO(first in first out) 시스템(또는 방식)에서 동작하는 LUT(look-up table)을 유지한다. 본 명세서에서, LUT는 그 명칭에 제한되지 않으며, 테이블, HMVP 테이블, HMVP 후보 테이블, 버퍼, HMVP 버퍼, HMVP 후보 버퍼, HMVP 리스트, HMVP 후보 리스트 등으로 지칭될 수 있다. 구체적으로, 비-어파인(non-affine) PU(prediction unit)(또는 CU(coding unit))가 디코딩될 때, 그 움직임 정보는 LUT에 저장되고 디코더는 다음 PU에 대한 디코딩을 진행한다. 이때, 저장되는 움직임 정보는 x(수평) 및 y(수직) 방향의 움직임 벡터들, 참조 인덱스 정보 및 모드 정보 등을 포함할 수 있다.
디코더는 점진적으로(progressively) 디코딩된 비-어파인 후보의 움직임 정보가 저장되는 LUT를 유지할 수 있다. LUT의 사이즈는 미리 정의된 S개의 후보들로 제한될 수 있다. 일 실시예로서, LUT는 슬라이스의 시작, CTU 행의 시작 또는 CTU의 시작에서 리셋(reset)될 수 있다.
HMVP는 머지 모드 및 AMVP 모드 모두에서 적용될 수 있다. 머지 리스트는 B개의 후보들을 가질 수 있고, AMVP 리스트는 2개의 후보들을 가질 수 있다. 종래의 영상 압축 기술에서, 머지 리스트는 다음의 후보들로 구성된다: i) 공간 후보, ii) 시간 후보, iii) 양방향 예측(Bi-Pred) 후보, iv) 제로 움직임 후보(zero motion candidate). 최근, ATMVP(advanced motion vector prediction)가 추가적으로 후보로서 고려되는 방법이 논의된다. 일 예로서, ATMVP 후보는 시간 후보 이전에 머지 리스트에 삽입될 수 있다. 머지 리스트의 후보들은 최대의 머지 리스트 사이즈에 도달할 때까지 머지 리스트에 추가된다. 중복 후보(duplicate candidate)는 머지 리스트에 추가되지 않을 수 있다. AMVP 리스트는 2개의 후보들이 삽입될 수 있다. 일 예로서, 2개의 후보들 중 하나는 사용 가능한 공간 후보들로부터 선택되고 두번째 후보는 시간 후보로부터 선택될 수 있고, 리스트가 채워지지 않는 경우, 제로 움직임 벡터 후보가 추가될 수 있다.
HMVP는 LUT에서 후보들이 투입된 순서와 동일하게 테이블에서 빠져나가는 FIFO 기반으로 적용된다.
일 실시예에서, HMVP가 머지 리스트 구성에 적용될 때, HMVP 후보는 아래와 같이 리스트의 3번째 위치에 삽입(또는 추가)될 수 있다:
1. 공간 후보(Spatial Candidate)
2. 시간 후보(Temporal Candidate)
3. LUT에 대한 최대 S개의 HMVP 후보(Up to S HMVP Candidates for a LUT)
4. 결합된 양방향 예측 후보(Combined Bi-Pred Candidate)
5. 제로 움직임 벡터 후보(Zero Motion Vector Candidate)
일 실시예에서, HMVP가 AMVP 리스트 구성에 적용될 때, HMVP는 아래와 같이 시간 후보 이후 3번째 위치에 삽입될 수 있다:
1. 공간적 후보 (Spatial Candidate)
2. 시간적 후보 (Temporal Candidate)
3. 최대 K개의 HMVP 후보들 (Up to K HMVP Candidates)
4. 제로 움직임 벡터 후보 (ero Motion Vector Candidate)
도 39는 본 명세서의 실시예에 따른 HMVP를 저장하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 39를 참조하면, 디코더는 현재 PU(또는 CU)를 디코딩한다(S3901).
디코더는 현재 PU가 비-어파인 모드로 코딩된 블록인지 확인한다(S3902). HMVP 후보들의 사용을 용이하게 하기 위하여, 만약 현재 PU가 어파인 모드로 코딩된 블록인 경우, 디코더는 현재 PU의 모션 정보를 테이블에 저장하지 않는다.
현재 PU가 비-어파인 모드로 코딩된 블록인 경우, 디코더는 현재 PU의 모션 정보를 테이블에 저장(또는 업데이트)한다(S3903).
본 명세서의 실시예에서, HMVP 테이블은 2가지 방법, 즉, i) 비제한적 FIFO(unconstrained FIFO) ii) 제한적 FIFO(constraint FIFO) 방법으로 업데이트될 수 있다. 전자에서, 중복된 정보가 존재할 수 있으나, 프루닝 프로세스는 적용되지 않는다. 이는 전반적인 프로세스의 복잡도를 저감시키는데 기여한다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 40은 본 명세서의 실시예에 따른 비제한적 FIFO 방식으로 동작하는 HMVP 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 40을 참조하면, 테이블에 추가되는 후보는 테이블의 끝단(우측)에 추가된다. 반면에, FIFO 방식에 따라 테이블에서 배출되는 후보는 테이블의 앞단(좌측, 가장 오래된 후보)에 위치한다.
만약 인덱스 L-1(즉, 끝단)에서 테이블이 미리-정의된 최대 개수의 후보들로 완전히 채워지지 않으면, 제거되는 후보 없이 새로운 후보들이 추가된다. 반면에, 테이블이 이미 완전히 채워진 경우, 즉, 테이블의 최대 개수를 만족하는 경우, 테이블에서 가장 오래된 앞단에 위치한 후보가 제거되고 새로운 후보가 추가된다.
도 41은 본 명세서의 실시예에 따른 제한적 FIFO 방식으로 동작하는 HMVP 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 41을 참조하면, 제한적 FIFO가 사용되는 경우, 새로운 후보를 추가하는 것이 어떠한 중복을 야기하는 경우 프루닝이 수행된다. 실시예로서, 중복된 모션 정보를 갖는 후보가 테이블에 존재하면, 테이블 내 중복된 후보는 제거되고 현재 후보의 모션 정보가 추가될 수 있다.
한편, HMVP 후보들에 대하여, 많은 경우들에서 가장 최근의 히스토리 MV들이 공간 후보(또는 공간 이웃 후보)의 모션 정보와 중복될 수 있다. 따라서, 본 명세서의 실시예에서는, HMVP 후보를 AMVP 또는 머지 리스트에 추가할 때, 후보들의 추가 순서를 HMVP LUT 인덱스 순서와 다르게 설정하는 방법을 제안한다.
본 명세서의 실시예에 따르면, HMVP 후보를 적응적으로 조절함으로써 후보 리스트를 효율적으로 구성할 수 있고, 이를 통해 이진화(binarization)에 사용되는 시그널링 빈들의 개수를 감소시키고 코딩 효율을 높일 수 있다.
즉, 머지 리스트 또는 AMVP 리스트에 추가되는 HMVP 후보는 HMVP 리스트 내 인덱스에 의해 제한되지 않을 수 있다. 일 실시예로서, 다음의 표 2는 AMVP 또는 머지 리스트에 HMVP 후보를 추가하는 순서를 변경하는 방법을 예시한다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000026
표 2를 참조하면, 전술한 바와 같이, 가장 최근에 삽입된 HMVP 후보는 공간 후보의 모션 정보와 동일할 가능성이 높기 때문에, 이를 고려하여 HMVP 후보의 추가 순서를 HMVP 인덱스와 무관하게 미리 정의할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 리스트에서 n번째 후보부터 시작하는 HMVP 후보부터 머지 리스트 또는 AMVP 리스트에 추가할 수 있다. 다음의 표 3은 AMVP 또는 머지 리스트로 후보를 추가하는 변경된 순서를 예시한다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000027
표 3을 참조하면, 2번째 인덱스부터 HMVP 후보가 머지 리스트 또는 AMVP 리스트에 추가될 수 있다.
일 실시예에서, 테이블(LUT) 내에서의 HMVP 후보의 추가 순서에 관한 정보는 인코더에서 디코더로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 이러한 순서 정보는 상위 레벨 신택스(high level syntax, HLS)를 통해 전송될 수 있다. 상기 상위 레벨 신택스는, 예를 들어, 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 슬라이스 헤더(slice header), 코딩 트리 유닛(coding tree unit), 코딩 유닛(coding unit) 및/또는 다른 적절한 신택스 데이터 헤더일 수 있다.
아래의 표 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 상위 레벨 신택스 구조를 예시한다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000028
표 4를 참조하면, set_HMVP_order_flag가 1임은 set_HMVP_order_flag가 CVS에서 비-IDR(non-IDR) 픽처들 내 슬라이스 헤더에서 존재함을 지시한다. set_HMVP_order_flag가 0임은 set_HMVP_order_flag가 슬라이스 헤더들에서 존재하지 않고 VCS에서 적응적 HMVP가 사용되지 않음을 지시한다.
아래의 표 5는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 슬라이스 세그먼트 헤더 신택스 구조를 예시한다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000029
표 5를 참조하면, slice_HMVP_idx는 사용되는 후보들의 순서에 대한 인덱스를 의미한다. 예를 들어, slice_HMVP_idx가 0임은 0, 1, 2, 3 등의 기본 HMVP 순서를 표현할 수 있다. 유사하게, 1의 인덱스 값은 3, 2, 1, 0의 HMVP 순서를 표현하기 위하여 사용될 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에서는, HMVP LUT에 더하여 롱 텀 리스트(long term list)를 모션예 예측을 위해 사용하는 방법을 제안한다. 이를 통해, 유지되는 HMVP 후보들의 개수를 증가시킬 수 있다. 실시예로서, 2-HMVP 테이블들을 고려할 수 있으며, 여기서 하나는 일반 HMVP 후보들을 보관하고, 다른 하나는 유지가 더 필요한 후보들을 더 보관하는 롱 텀(long term) 리스트로 사용할 수 있다
다음은 롱 텀 리스트(또는 롱 텀 HMVP 리스트)를 초기화하고 구성하는 방법들을 예시한다
- CTU 행의 첫 번째 CTU를 디코딩한 이후, 이후의 CTU의 하나 또는 그 이상의 히스토리 MV들이 롱 텀 HMVP LUT에 추가될 수 있다. 이러한 롱 텀 HMVP LUT는 다음 CTU 행까지 사용되거나 업데이트되지 않을 수 있다.
- 다음 CTU 행의 시작에서, 롱 텀 HMVP LUT가 통상의 HMVP LUT를 초기화하기 위하여 사용될 수 있다. 그 이유는, CTU 행의 시작에서 CTU의 HMVP 후보들이 이전의 CTU 행의 끝에서의 히스토리 MV보다 더욱 상호 연관(co-relate)될 수 있기 때문이다.
- 상술한 프로세스는 반복될 수 있다.
도 42는 본 명세서의 실시예에 따른 HMVP LUT 및 롱 텀 HMVP LUT를 예시하는 도면이다.
도 42를 참조하면, 2개의 LUT들이 있다. 하나는 HMVP LUT(또는 일반 HMVP LUT, 숏 텀 HMVP LUT)이고 다른 하나는 롱 텀 HMVP LUT이다. HMVP 후보는 머지 또는 AMVP 리스트에 모두 추가될 때, 도 42에서 도시된 것과 같이 HMVP LUT 또는 롱 텀 LUT로부터 추가될 수 있다.
상술한 롱 텀 LUT의 사용은 새로운 신택스 엘레먼트를 도입함으로써 상위 레벨 신택스를 통해 지시될 수 있다. 예를 들어, 신택스 엘레먼트는 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 슬라이스 헤더(slice header), 코딩 트리 유닛(coding tree unit), 코딩 유닛(coding unit) 및/또는 다른 적절한 신택스 데이터 헤더에 존재할 수 있다.
본 명세서의 실시예에서, HMVP 후보가 HMVP LUT에 추가함에 있어서, 디코딩을 위한 유연성(flexibility)을 고려하는 방법을 제안한다. 인코더/디코더는 PU(또는 CU)의 하나 또는 그 이상의 특성들에 대한 결정(decision)을 고려할 수 있다.
실시예로서, 인코더/디코더는 HMVP 후보를 테이블에 추가함에 있어서 다음과 같은 사항을 고려할 수 있다. 인코더/디코더는 PU의 모드(예컨대, 머지 모드, 어파인 모드, AMVP 모드 등) 및/또는 블록의 사이즈와 같은 특성들을 개별적으로 또는 조합하여 고려하여 후보로서 추가할 수 있다. 일 실시예에서, 이외에 다른 특성들이 고려될 수도 있다. 예를 들어, HMVP LUT 업데이트를 고려하는 머지 타입(예컨대, 공간 후보 또는 시간 후보), 서브 PU인지 여부 등이 후보 선택 기준으로 고려될 수 있다. 상술한 선택 기준은 이전 히스토리(또는 이전 HMVP)와의 중복을 감소시키기 위해 결정될 수 있다. 예를 들어, PU가 머지 모드로 코딩되고 머지 타입이 공간 머지인 경우, 디코더는 해당 PU의 모션 정보를 HMVP LUT에 업데이트하지 않을 수 있다.
도 43은 본 명세서의 실시예에 따른 HMVP LUT를 업데이트하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 43을 참조하면, 인코더/디코더는 코딩된 후보의 모션 정보를 획득한다(S4301).
인코더/디코더는 상기 후보의 모션 정보를 LUT에 업데이트할지 여부를 미리 정의된 결정 기준에 따라 평가한다(S4302). 상기 결정 기준은 상기 후보의 모드(예컨대, 머지 모드, 어파인 모드, AMVP 모드 등), 상기 후보의 블록 사이즈 및/또는 상기 후보의 머지 타입 중 적어도 하나에 관한 특성을 포함할 수 있다.
인코더/디코더는 상기 결정 기준에 기초하여 LUT 를 업데이트한다(S4303). 즉, 상기 후보가 미리 정의된 결정 기준을 만족하는 경우, 인코더/디코더는 상기 후보의 모션 정보를 LUT에 추가할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에서는, HMVP 후보를 머지 리스트(또는 AMVP 리스트)에 추가하기 위한 중복성 체크에 대한 제한을 제안한다. 중복성 체크에 대한 제한은 다양한 여러 방법으로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 머지 리스트에서 첫 번째 특정 개수의 후보들에 대한 프루닝 체크의 수를 제한할 수 있다. 인코더/디코더는 머저 리스트의 첫 번째 후보부터 특정 개수 번째 후보까지의 후보들에 대한 프루닝 체크의 수를 제한할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 머저 리스트의 첫 번째 후보부터 특정 개수 번째 후보까지의 후보들에 대한 프루닝 프로세스를 수행할 수 있고, 이때 프루닝 체크의 대상이 되는 HMVP 후보는 미리 정의된 개수로 제한될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 프루닝 체크를 머지 리스트 내 머지 후보의 특정 타입에 대하여 수행함으로써 프루닝 체크를 제한할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 HMVP 후보를 추가함에 있어서 머지 리스트의 공간 후보에 대해서만 프루닝 체크를 수행할 수 있다. 또는, 예를 들어, 인코더/디코더는 HMVP 후보를 추가함에 있어서 머지 리스트의 공간 후보의 일부에 대해서만 프루닝 체크를 수행할 수 있다. 상기 공간 후보의 일부는 미리 정의될 수 있다. 예컨대, 상기 미리 정의되는 공간 후보의 일부는 좌측 이웃 공간 후보 및/또는 상측 이웃 공간 후보 중 적어도 하나일 수 있다. 본 명세서의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며 다른 타입들이 조합되어 프루닝 체크의 대상으로 제한될 수 있다.
도 44는 본 명세서의 실시예에 따른 프루닝 체크의 대상이 되는 HMVP 후보의 수를 제한하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 44를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에서, 프루닝 체크의 대상이 되는 HMVP 후보의 수는 M회로 제한될 수 있다.
인코더/디코더는 HMVP 후보를 이용하여 머지 리스트를 구성함에 있어서, HMVP LUT 내 첫 번째 M개의 후보들과 상기 머지 리스트의 머지 후보들간 모션 정보의 중복성 여부를 체크할 수 있다.
또는, 인코더/디코더는 현재 디코딩된 PU의 모션 정보를 HMVP LUT에 추가함에 있어서, HMVP LUT 내 첫 번째 M개의 후보들과 상기 디코딩된 PU의 모션 정보간 중복성 여부를 체크할 수 있다.
도 45는 본 명세서의 실시예에 따른 프루닝 체크를 수행하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 45를 참조하면, 인코더/디코더는 디코딩된 후보의 모션 정보를 획득하고, 프루닝 체크의 수를 결정(또는 해독)한다(S4501, S4502).
인코더/디코더는 결정된 프루닝 체크의 수를 기반으로 프루닝 체크를 수행한다(S4503).
일 실시예에서, 앞서 표 4 및 표 5와 마찬가지 방법으로 프루닝 체크에 관련된 정보가 상위 레벨 신택스를 통해 시그널링될 수 있다. 이때, 인코더로부터 디코더로 전송되는 신택스 엘레먼트는 실시될 필요있는 프루닝 체크들의 개수를 지시하기 위한 어느 헤더에 포함될 수 있다. 상기 상위 레벨 신택스는, 예를 들어, 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 슬라이스 헤더(slice header), 코딩 트리 유닛(coding tree unit), 코딩 유닛(coding unit) 및/또는 다른 적절한 신택스 데이터 헤더일 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에서는, HMVP 후보를 선택하는 효율적인 방법을 제안한다. 히스토리 모션 벡터 후보(즉, HMVP 후보)를 머지 리스트(또는 AMVP 리스트)에 삽입할 때, HMVP 후보가 기존의 머지 리스트와 중복되지 않도록 하기 위해 프루닝 체크가 수행될 수 있다.
M 크기의 머지 리스트와 N 크기의 히스토리 LUT간 전체 중복 체크를 수행하려면 (M-1)xN 회의 체크를 필요로 한다. 따라서, 본 명세서의 실시예에서, HMVP 후보의 수는 기존 병합 후보에 의존할 수 있다. 예를 들어, HMVP 후보의 수는 머지 리스트에 존재하는 공간 후보의 수에 의존할 수 있다. 또는, 예를 들어, HMVP 후보의 수는 머지 리스트에 존재하는 공간 후보 및 시간 후보의 수에 의존할 수 있다.
만약, 머지 리스트에 존재하는 머지 후보가 더 존재하는 경우, 머지 리스트의 머지 후보의 수 및/또는 HVMP의 수에 기반한 특정 기준(또는 규칙)에 따라 프루닝 체크를 수행할 HMVP 후보의 수가 감소될 수 있다. 이를 통해, 최악의 케이스에서의 중복 체크 수가 줄어들 수 있다.
예를 들어, 크기(또는 길이)가 6인 머지 리스트의 경우, 머지 리스트가 가득차지 않으면 머지 리스트는 최대 5 개의 공간 또는 다른 머지 후보를 포함할 수 있다. 6개의 HMVP 리스트에서 HMVP 후보를 삽입하려면 최악의 경우 30 개의 중복 체크가 필요할 수 있다.
일 실시예에서, 점검할 HMVP 수에 대한 제한과 관련된 예시는 다음의 수학식 23 및 표 6과 같다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000030
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000031
표 6를 참조하면, 프루닝 체크의 대상이 되는 HMVP의 수를 2개로 제한함으로써 최악의 케이스에서 HMVP 추가를 위한 중복 체크의 수는 30회 대신 12회로 감소할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에서는, 히스토리 기반 공간 시간 모션 벡터 예측(history-based spatial temporal motion vector prediction, H-STMVP)을 사용하여 머지 리스트를 구성하는 방법을 제안한다. H-STMVP 는 2개의 히스토리 기반 공간 MVP 및 TMVP의 평균으로 유도되는 후보를 나타낸다. 상기 2개의 공간 HMVP는 HMVP 버퍼로부터 획득될 수 있고, 상기 TMVP는 현재 머지 리스트로부터 획득될 수 있다. 여기서, 상기 공간 후보는 현재 블록 이전의 디코딩 순서에서 마지막 2 개의 코딩된 MV로부터 획득된 후보일 수 있다.
예를 들어, 마지막 코딩된 MV(본 명세서에서 MV_L이라 지칭함), 마지막에서 두 번째로 코딩된 MV(본 명세서에서 MV_(L-1)이라 지칭함) 및 MV_TMVP는 머지 리스트에 삽입될 H-STMVP 후보를 생성하는 데 사용될 수 있다.
상술한 3개의 후보를 모두 사용할 수 있는 경우, 머지 리스트에 추가되는 MV는 다음의 수학식 24에 의해 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000032
일 실시예로서, 만약, 상술한 3개의 후보 중 2개만이 이용 가능하다면, 2개의 후보에 대해서만 평균화되어 H-STMVP가 생성될 수 있다. 마찬가지로, 하나의 후보만 사용 가능하다면, 상기 하나의 후보만 사용될 수 있다. 사용 가능한 후보가 없는 경우 H-STMVP는 머지 리스트 구성에 사용되지 않는다.
본 명세서의 일 실시예에서, 상술한 수학식 24 이외에 다른 방법을 이용하여 H-STMVP 후보의 모션 벡터를 획득하는 방법을 제안한다.
예를 들어, 3개 이상의 후보를 한번에 평균화하는 대신, 공간 후보를 먼저 평균화한 다음, 이 결과를 사용하여 2개의 후보를 다시 평균화하는 것이 계산적으로 더 간단할 수 있다. 이에 대한 예시는 다음의 수학식들과 같다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000033
또는, 다음과 같이 평균값을 획득할 수도 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000034
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000035
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000036
인코더/디코더는 수학식 25 내지 27과 같이 먼저, 2개의 후보를 평균하고, 세 번째 후보를 이용하여 결과값을 최종적으로 평균화 할 수 있다. 또는 인코더/디코더는 수학식 28과 같이, 2만큼 시프트 연산을 적용함으로써, 후보, 즉 MV_L에 더 높은 중요도/가중치를 부여할 수 있다. 상술한 수학식 25 내지 28을 사용하여 시프트 연산 만으로 나눗셈 연산 없이 평균값을 유도할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에서는, H-STMVP를 유도함에 있어서, 2개의 히스토리 기반 공간 후보 대신 임의의 개수(n)의 공간 후보를 사용하는 방법을 제안한다. 이들 n 개의 후보는 반드시 연속적인 디코딩 순서일 필요는 없다. 임의로 또는 일부 규칙에 따라 선택할 수 있다.
따라서, 앞서 설명한 수학식 24는 다음의 수학식 29과 같이 보다 일반적인 방식으로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000037
다른 일 실시예에서, 만약, 5개의 공간 후보를 사용하는 경우를 가정하면, 시간 후보에 적용되는 가중치를 향상시킴으로써, H-STMVP 후보를 생성하기 위해 증가된 공간 후보의 영향을 최소화하고, 공간 후보 및 시간 후보를 적절히 반영할 수 있다.
따라서, 이를 위해 다음의 수학식 30를 이용하여 공간 후보를 함께 평균한 다음, 그 결과를 사용하여 MV_TMVP를 평균화함으로써 상술한 목적을 달성할 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000038
또한, 본 명세서의 실시예에서는, H-STMVP를 유도하기 위해 이용되는 모션 벡터 후보에 가중치(또는 가중 인자)를 추가하는 방법을 제안한다. 이때, 상기 가중치는 경험적으로 결정될 수도 있고, 고정된 참조 프레임까지의 시간 거리를 고려하여 결정될 수도 있고, 또는 히스토리 테이블에서의 위치를 고려함으로써 결정될 수도 있다. 일 예로서, 새로운 후보는 이전 후보보다 더 많은 가중치를 가질 수 있다.
즉, 본 실시예에서, 앞서 설명한 수학식 24는 다음의 수학식 31과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000039
이때, 가중치는 동일한 값을 가질 수도 있고, 불균등하게 분산된 값을 가질 수도 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에서는, H-STMVP 후보를 유도하기 위하여 사용되는 움직임 벡터를 단일 참조 픽쳐로로 스케일링하는 방법을 제안한다.
도 46은 본 명세서의 일 실시예에 따른 서로 다른 참조 픽쳐를 참조하는 모션 벡터들을 이용하여 H-STMVP 후보를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 46을 참조하면, MV_L, MV_L-1 및 MV_TMVP 후보는 각각 서로 다른 참조 픽쳐를 참조(또는 지시)하는 경우를 가정한다. 즉, 도 46은 H-STMVP 후보를 생성하는데 사용된 각 후보가 다른 참조 인덱스를 가질 수 있으며 결과적으로 다른 참조 프레임을 가질 수 있음을 보여준다.
근접 참조 프레임이있는 프레임이 본질적으로 H-STMVP의 모션 벡터에 더 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 상술한 수학식 24 내지 31의 평균을 불균등한 결과 값으로 만들 수 있다. 따라서, 균등한 비교 및 반영을 위해 모든 모션 벡터를 단일 참조 프레임으로 스케일링하는 방법을 제안한다.
이때, 인코더에서 RD 최적화의 일부로 수행되어 어떤 단일 프레임이 참조 프레임으로 사용하기에 가장 적합한지를 결정될 수 있다. 실시예로서, 선택된 참조 프레임은 슬라이스 헤더에 존재하는 TMVP 배열 인덱스와 유사한 슬라이스 헤더에서 시그널링 될 수 있다. 예를 들어, 고정된 규칙을 사용하여 사용될 참조 프레임을 생성하는 것이 가능할 수 있다. 또는, 예를 들어, L0으로부터 첫 번째 이용 가능한 기준 프레임으로 스케일링되거나, 현재 픽처 순서 카운트로 스케일링 될 수 있다.
일 실시예에서, 상술한 목적을 달성하기 위해 시퀀스 파라미터 세트, 픽쳐 파라미터 세트, 슬라이스 헤더, 코딩 트리 유닛 및/또는 다른 데이터 헤더의 일부일 수 있는 상위 레벨 신택스(HLS)를 이용하여 단일의 고정된 픽쳐에 대한 정보를 인코더가 디코더로 전송할 수 있다. 예를 들어, 다음의 표 7 및/또는 표 8과 같은 상위 레벨 신택스 구조가 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000040
표 7을 참조하면, set_HSTMVP_ref_pic_flag가 1과 같으면 set_HSTMVP_idx가 CVS에서 비 IDR 픽처의 슬라이스 헤더에 존재함을 나타낸다. set_HSTMVP_ref_pic_flag가 0이면 set_HSTMVP_idx가 슬라이스 헤더에 존재하지 않도록 나타낸다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000041
표 8을 참조하면 slice_HMVP_idx는 참조 인덱스를 지정한다. 일 실시예로서, 참조 인덱스는 리스트 L0에 대해 선택될 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에서는, 앞서 설명한 실시예에 관하여 보다 상세한 실시예를 설명한다. 구체적으로, 현재 블록의 CPMV를 계산(또는 유도)하기 위하여 위치 및 차원 정보를 사용하여 어파인 HMVP 후보를 간접적으로 사용하는 방법을 제안한다. 본 명세서에서, 유도된 CPMV는 상속된 어파인 HMVP 후보로 지칭될 수 있다. 본 명세서의 실시예에 따른 상속된 어파인 HMVP 후보는 전술한 어파인 머지 리스트 및/또는 어파인 AMVP 리스트 생성 프로세스에서 사용될 수 있다.
도 47은 본 명세서의 실시예에 따른 상속된 어파인 HMVP 후보를 유도하기 위한 블록의 위치를 예시하는 도면이다.
도 47을 참조하면, 어파인 HMVP 후보의 위치 및 차원에 기초하여 현재 블록(4701)의 CPMV는 일반적인 상속된 CPMV를 주변 블록으로부터 유도하는 방법과 유사한 방법으로 유도될 수 있다. 즉, 인코더/디코더는 어파인 HMVP 후보인 참조 블록(4702)의 위치 및 차원(예컨대, 너비 및 높이) 정보에 기초하여 현재 블록(4701)의 제어점의 모션 벡터를 유도할 수 있다.
일 실시예로서, 현재 블록의 상속된 어파인 HMVP의 CPMV는 다음의 수학식 32 및 33을 이용하여 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000042
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000043
수학식 32 및 33에서, posCurCU_Y는 현재 블록(4701)의 좌상단 샘플의 수직 방향 좌표 값을 나타내고, posRefCU_Y는 참조 블록(4702)의 좌상단 샘플의 수직 방향 좌표 값을 나타낸다. posCurCU_X 는 현재 블록(4701)의 좌상단 샘플의 수평 방향 좌표 값을 나타내고, posRefCU_X는 참조 블록(4702)의 좌상단 샘플의 수평 방향 좌표 값을 나타낸다. RefCU_height는 참조 블록(4702)의 높이를 나타내고, RefCU_width는 참조 블록(4702)의 너비를 나타낸다.
또한, 본 명세서의 실시예에서는, 어파인 HMVP 후보(직접 또는 상속된 HMVP)를 추가할때, 어파인 머지 또는 어파인 AMVP 리스트 생성에 사용될 수 있는 어파인 HMVP 후보를 선택하도록 제한 사항이 추가될 수 있다.
일 예로서, 어파인 HMVP 후보는 상기 어파인 HMVP 후보가 현재 블록에 인접하는 경우에만, 어파인 머지 또는 어파인 AMVP 리스트에 추가될 수 있다.
다른 일 예로서, 어파인 HMVP 후보는 상기 어파인 HMVP 후보가 현재 블록으로부터 특정 거리 내에 위치(또는 존재)하는 경우에만, 어파인 머지 또는 어파인 AMVP 리스트에 추가될 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 거리는 미리 정의된 픽셀 거리일 수 있다. 인코더/디코더는 어파인 HMVP 후보가 이용 가능한지 판단하기 위해 상기 어파인 HMVP 후보가 미리 정의된 특정 거리 내에 위치하는지 여부를 판단(또는 결정)할 수 있다.
다른 일 예로서, 어파인 HMVP 후보는 현재 블록을 기준으로 특정 위치에 위치(또는 존재)하는 경우에만, 어파인 머지 또는 어파인 AMVP 리스트에 추가될 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 위치에 존재하는 경우는 상기 어파인 HMVP 후보가 현재 블록의 좌측 또는 상측 이웃 블록인 경우일 수 있다.
N개의 엘리먼트를 갖는 어파인 HMVP LUT에 대하여, 모든 엘리먼트 또는 처음 M개의 엘리먼트에 대한 상술한 확인 프로스세가 머지 또는 AMVP 리스트가 가득찰 때까지 또는 미리 정의된 특정 HMVP 후보 수에 도달할 때까지 수행될 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에서는, 어파인 HMVP 후보는 어파인 머지 리스트 및/또는 어파인 AMVP 리스트에서 기존에 존재하는 상속된 어파인 후보를 대체하는데 사용하는 방법을 제안한다.
도 48은 본 명세서의 실시예에 따른 어파인 머지 리스트 또는 어파인 AMVP 리스트를 예시하는 도면이다.
도 48을 참조하면, 인코더/디코더는 기존의 어파인 머지 리스트 또는 어파인 AMVP 리스트에 존재하는 상속된 후보를 상속된 어파인 HMVP 후보로 대체할 수 있다. 즉, 인코더/디코더는 현재 블록에 서브 블록 기반 머지 모드가 적용되는 경우, 상속된 어파인 후보 및 구성된 어파인 후보를 이용하여 서브 블록 기반 머지 후보 리스트를 생성하고, 상속된 어파인 HMVP 후보를 유도하여 상기 서브 블록 기반 머지 후보 리스트에 포함된 적어도 하나의 상속된 어파인 후보를 상속된 어파인 HMVP 후보로 대체할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 어파인 HMVP 룩업 테이블(LUT)은 슬라이스, CTU 행(row), 또는 CTU의 시작에서 초기화될 수 있다. 이를 통해 병렬 처리 수행성을 향상시킬 수 있다.
도 49는 본 명세서의 실시예에 따른 어파인 HMVP에 기초하여 어파인 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이, 어파인 코딩된 CU를 코딩한 후, 현재 CU의 모션 정보는 어파인 HMVP 테이블을 업데이트하기 위해 사용될 수 있다. 레귤러 테이블 업데이트 프로세스와 유사하게, 테이블에 새로운 모션 후보를 추가할 때, 제한된 FIFO 규칙이 이용될 수 있다. 이때, 중복성 검사는 테이블에 동일한 어파인 HMVP가 있는지를 찾기 위해 우선 적용될 수 있다. 중복되는 모션 정보가 확인된 경우, 동일한 어파인 HMVP가 테이블에서 제거되고 이후의 모든 어파인 HMVP 후보가 앞으로 이동할 수 있다. 즉, 중복되는 어파인 HMVP 후보가 테이블에서 제거되고, 나머지 어파인 HMVP 후보의 인덱스가 1씩 줄어들 수 있다. 일 실시예로서, 어파인 HMVP 테이블 크기는 서브 블록 머지 리스트의 크기와 동일하게 5로 설정될 수 있다. 그리고, 테이블은 CTU 행의 시작 부분에서 재설정될 수 있다.
일 실시예에서, 어파인 HMVP 테이블은 다음의 모션 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.
- 2개의 참조 리스트에 대한 어파인 CPMVs(mv0, mv1, mv2)
- 리스트 0 및/또는 리스트 1의 참조 인덱스
- 인터 예측 방향(L0, L1 또는 양방향)
- 어파인 타입(또는 어파인 모델즉, 4 파라미터 또는 6 파라미터 어파인 위치)
- CU의 너비 및 높이
- GBI 인덱스
상속된 어파인 머지 후보 및 상속된 어파인 AMVP 후보는 어파인 모드로 코딩된 좌측 및 상측 이웃 블록으로부터 유도될 수 있다. 일 실시예에서, 종래의 상속된 어파인 후보는 어파인 HMVP에서 유도된 상속된 후보로 대체될 수 있다. 어파인 HMVP에서 상속된 어파인 머지 및 AMVP 후보는 현재 상속된 어파인 후보와 동일한 위치를 가질 수 있다. 어파인 HMVP에서 상속된 최대 두 후보는 어파인 머지 및 어파인 AMVP 모두에서 허용(또는 적용)될 수 있다.
어파인 HMVP 테이블의 항목은 최신 항목(즉, 가장 최근에 추가된 후보)로부터 확인될 수 있으며, 어파인 HMVP 후보가 현재 CU에 인접한 경우에만 상속된 후보를 유도하는데 이용될 수 있다. 위치 및 크기 정보가 어파인 HMVP 테이블에 저장되기 때문에 HMVP가 현재 CU의 이웃인지 여부가 결정될 수 있다. 현재 CU의 이웃으로 식별되는 HMVP의 경우, 폭, 높이 및 CPMV는 현재 어파인 상속 방법과 동일한 방식으로 현재 CU의 CPMV를 도출하는 데 이용될 수 있다.
도 49를 참조하면, 128x128 CTU 크기의 경우 CTU 내부의 모든 CPMV를 저장하기위한 버퍼로 약 6,144 바이트가 사용되는 경우를 가정한다. 본 명세서의 일 실시예에서, CPMV는 상속된 어파인 모션 데이터에만 사용될 수 있다. 현재 CU에 인접하지 않은 CPMV는 폐기될 수 있기 때문에 구현시 CPMV를 전체 CTU에 대하여 저장할 필요가 없다. 따라서, 실시예로서, 스토리지 요구 사항을 최소화하기 위해 인코더/디코더는 도 49에 도시된 바와 같이, 전체 CTU가 아닌 상측 행 및 좌측 열의 벡터 컨텍스트만 저장할 수 있다. 도 49에서는 CU #10을 인코딩/디코딩한 후의 벡터 컨텍스트 상태를 도시한다.
빗금친 영역(4901)은 CPMV 컨텍스트를 나타내며, 일 예로서 8 픽셀 단위로 설정될 수 있다. 각각의 CU가 디코딩될 때, 대응하는 좌측 및 상측 콘텍스트가 업데이트될 수 있다. 이러한 유형의 메모리 최적화 구현에서, CPMV는 각각의 8-픽셀 세그먼트에 대해 저장될 수 있다. 아래의 표 9는 HMVP 버퍼에 저장되는 정보의 양을 예시하는 도면이다. 표 9를 참조하면, MV 및 기타 필요한 모든 정보를 포함하여 크기가 5인 어파인 HMVP 테이블의 경우, 스토리지는 약 170 바이트에 불과하다. 따라서, 전체 CTU에 대해 CPMV를 저장하기 위해 6.9K + 바이트 대비 크게 줄어들 수 있다.
Figure PCTKR2020000069-appb-img-000044
이상에서 설명한 본 명세서의 실시예들은 설명의 편의상 각각의 실시예들을 구분하여 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 앞서 설명한 실시예들은 각각 독립적으로 수행될 수도 있고, 하나 이상의 여러 실시예가 조합되어 수행될 수도 있다.
도 50은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 인터 예측을 기반으로 비디오 신호를 처리하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 50을 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오 신호 처리 방법은 인코더와 디코더에서 동일하게 수행될 수 있다.
디코더는 현재 블록의 공간 머지 후보 및 시간 머지 후보를 이용하여 상기 현재 블록의 제1 머지 후보 리스트를 구성한다(S5001).
디코더는 상기 현재 블록 이전에 코딩된 블록의 모션 정보를 나타내는 히스토리 기반 머지 후보를 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가함으로써 제2 머지 후보 리스트를 구성한다(S5002).
디코더는 상기 제2 머지 후보 리스트 내에서 상기 현재 블록에 적용되는 머지 후보를 지시하는 머지 인덱스를 획득한다(S5003).
디코더는 상기 머지 인덱스에 의해 지시되는 머지 후보의 모션 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성한다(S5004).
디코더는 상기 머지 후보의 모션 정보에 기초하여 히스토리 기반 후보 리스트를 업데이트한다(S5005).
전술한 바와 같이, 상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 미리 정의된 머지 후보와 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 실시예로서, 상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 미리 정의된 특정 개수의 머지 후보들과 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 실시예로서, 상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 특정 공간 머지 후보와 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 실시예로서, 상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 히스토리 기반 머지 후보들을 저장하는 히스토리 기반 버퍼 내에서 미리 정의된 개수의 후보들로부터 유도될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 실시예로서, 상기 제2 머지 후보리스트를 구성하는 단계는, 히스토리 기반 공간-시간 머지 후보를 추가하는 단계를 더 포함하고, 상기 히스토리 기반 공간 시간 후보는 2개의 상기 히스토리 기반 머지 후보 및 상기 시간 머지 후보를 이용하여 유도될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 실시예로서, 상기 히스토리 기반 공간 시간 후보의 모션 벡터는 상기 2개의 히스토리 기반 머지 후보의 모션 벡터를 평균한 값과 상기 시간 머지 후보의 모션 벡터를 평균한 값으로 유도될 수 있다.
도 51은 본 명세서의 실시예에 따른 영상 신호를 처리하기 위한 장치의 블록도의 예를 도시한다. 도 51의 영상 신호 처리 장치는 도 1의 인코딩 장치(100) 또는 도 2의 디코딩 장치(200)에 해당할 수 있다.
영상 신호를 처리하는 영상 처리 장치(5000)는, 영상 신호를 저장하는 메모리(5020)와, 상기 메모리와 결합되면서 영상 신호를 처리하는 프로세서(5010)를 포함한다.
본 명세서의 실시예에 따른 프로세서(5010)는 영상 신호의 처리를 위한 적어도 하나의 프로세싱 회로로 구성될 수 있으며, 영상 신호를 인코딩 또는 디코딩을 위한 명령어들을 실행함으로써 영상 신호를 처리할 수 있다. 즉, 프로세서(5010)는 상술한 인코딩 또는 디코딩 방법들을 실행함으로써 원본 영상 데이터를 인코딩하거나 인코딩된 영상 신호를 디코딩할 수 있다.
도 52는 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.
비디오 코딩 시스템은 소스 디바이스(source device) 및 수신 디바이스(receiving device)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스(video source), 인코딩 장치(encoding apparatus), 전송부(transmitter)를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부(receiver), 디코딩 장치(decoding apparatus) 및 렌더러(renderer)를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘레멘트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
도 53은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
도 53을 참조하면, 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 발명이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
본 명세서가 적용되는 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 디지털 기기(digital de-vice)에 포함될 수 있다. “디지털 기기(digital device)”라 함은 예를 들어, 데이터, 컨텐트, 서비스 등을 송신, 수신, 처리 및 출력 중 적어도 하나를 수행 가능한 모든 디지털 기기를 포함한다. 여기서, 디지털 기기가 데이터, 컨텐트, 서비스 등을 처리하는 것은, 데이터, 컨텐트, 서비스 등을 인코딩 및/또는 디코딩하는 동작을 포함한다. 이러한 디지털 기기는, 유/무선 네트워크(wire/wireless network)를 통하여 다른 디지털 기기, 외부 서버(external server) 등과 페어링 또는 연결(pairing or connect-ing)(이하 '페어링')되어 데이터를 송수신하며, 필요에 따라 변환(converting)한다.
디지털 기기는 예를 들어, 네트워크 TV(network TV), HBBTV(Hybrid Broadcast Broadband TV), 스마트 TV(Smart TV), IPTV(internet protocol television), PC(Personal Com-puter) 등과 같은 고정형 기기(standing device)와, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿 PC(Tablet PC), 노트북 등과 같은 모바일 기기(mobile device or handheld device)를 모두 포함한다. 본 명세서에서는 편의상 후술하는 Figure 도 33에서는 디지털 TV를, 도 34에서는 모바일 기기를 디지털 기기의 실시예로 도시하고 설명한다.
한편, 본 명세서에서 기술되는 “유/무선 네트워크”라 함은, 디지털 기기들 또는 디지털 기기와 외부 서버 사이에서 상호 연결 또는/및 데이터 송수신을 위해 다양한 통신 규격 내지 프로토콜을 지원하는 통신 네트워크를 통칭한다. 이러한 유/무선 네트워크는 규격에 의해 현재 또는 향후 지원될 통신 네트워크와 그를 위한 통신 프로토콜을 모두 포함할 수 있는바 예컨대, USB(Universal Serial Bus), CVBS(Composite Video Banking Sync), 컴포넌트, S-비디오(아날로그), DVI(Digital Visual Interface), HDMI(High Definition Multimedia Interface), RGB, D-SUB와 같은 유선 연결을 위한 통신 규격 내지 프로토콜과, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), DLNA(Digital Living Network Alliance), WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Down-link Packet Access), LTE(Long Term Evolution), Wi-Fi 다이렉트(Direct)와 같은 무선 연결을 위한 통신 규격에 의하여 형성될 수 있다.
이하 본 명세서에서 단지 디지털 기기로 명명하는 경우에는 문맥에 따라 고정형 기기 또는 모바일 기기를 의미하거나 양자를 모두 포함하는 의미일 수도 있다.
한편, 디지털 기기는 예컨대, 방송 수신 기능, 컴퓨터 기능 내지 지원, 적어도 하나의 외부 입력(external input)을 지원하는 지능형 기기로서, 상술한 유/무선 네트워크를 통해 이메일(e-mail), 웹 브라우징(web browsing), 뱅킹(banking), 게임(game), 애플리케이션(application) 등을 지원할 수 있다. 더불어, 상기 디지털 기기는, 수기 방식의 입력 장치, 터치 스크린(touch screen), 공간 리모콘 등 적어도 하나의 입력 또는 제어 수단(이하 입력수단)을 지원하기 위한 인터페이스(interface)를 구비할 수 있다. 디지털 기기는, 표준화된 범용 OS(operating system)를 이용할 수 있다. 예를 들어, 디지털 기기는 범용의 OS 커널(kernel) 상에 다양한 애플리케이션(application)을 추가(adding), 삭제(deleting), 수정(amending), 업데이트(updating) 등을 할 수 있으며, 그를 통해 더욱 사용자 친화적인(user-friendly) 환경을 구성하여 제공할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 기술되는 외부 입력은, 외부 입력 기기 즉, 상술한 디지털 기기와 유/무선으로 연결되어 그를 통해 관련 데이터를 송/수신하여 처리 가능한 모든 입력 수단 내지 디지털 기기를 포함한다. 여기서, 상기 외부 입력은 예를 들어, HDMI(High Definition Multimedia Interface), 플레이 스테이션(play station)이나 엑스 박스(X-Box)와 같은 게임 기기, 스마트 폰, 태블릿 PC, 프린터기, 스마트 TV와 같은 디지털 기기들을 모두 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술되는 “서버(server)”라 함은, 클라이언트(client), 즉, 상술한 디지털 기기로 데이터를 공급하는 모든 디지털 기기 내지 시스템을 포함하는 의미로, 프로세서(processor)로 불리기도 한다. 이러한 서버로는 예컨대, 웹 페이지 내지 웹 컨텐트를 제공하는 포털 서버(portal server), 광고 데이터(advertising data)를 제공하는 광고 서버(advertising server), 컨텐트를 제공하는 컨텐트 서버(content server), SNS(Social Network Service) 서비스를 제공하는 SNS 서버(SNS server), 제조업체에서 제공하는 서비스 서버(service server or manufacturing server) 등이 포함될 수 있다.
그 밖에, 본 명세서 기술되는 “채널(channel)”이라 함은, 데이터를 송수신하기 위한 경로(path), 수단(means) 등을 의미하는 것으로, 방송 채널(broadcasting channel)을 예로 들 수 있다. 여기서, 방송 채널은 디지털 방송의 활성화에 따라 피지컬 채널(physical channel), 가상 채널(virtual channel), 논리 채널(logical channel)등의 용어로 표현된다. 방송 채널은 방송망이라 불릴 수 있다. 이와 같이, 방송 채널은 방송국에서 제공하는 방송 컨텐트를 제공 또는 수신기에서 접근하기 위한 채널을 말하는 것으로, 상기 방송 컨텐트는 주로 실시간 방송(real-time broadcasting)에 기초하는바 라이브 채널(live channel)이라고도 한다. 다만, 최근에는 방송을 위한 매체(medium)가 더욱 다양화되어 실시간 방송 이외에 비실시간(non-real time) 방송도 활성화되고 있어 라이브 채널은 단지 실시간 방송뿐만 아니라 경우에 따라서는 비실시간 방송을 포함한 방송 채널 전체를 의미하는 용어로 이해될 수도 있다.
본 명세에서는 상술한 방송 채널 이외에 채널과 관련하여 “임의 채널(arbitrary channel)”를 더 정의한다. 상기 임의 채널은, 방송 채널과 함께 EPG(Electronic Program Guide)와 같은 서비스 가이드(service guide)와 함께 제공될 수도 있고, 임의 채널만으로 서비스 가이드, GUI(Graphic User Interface) 또는 OSD 화면(On-Screen Dis-play screen)를 구성/제공될 수도 있다.
한편, 송수신기 사이에 미리 약속된 채널 넘버를 가지는 방송 채널과 달리, 임의 채널은 수신기에서 임의로 할당하는 채널로서 상기 방송 채널을 표현하기 위한 채널 넘버와는 기본적으로 중복되지 않는 채널 넘버가 할당된다. 예컨대, 수신기는 특정 방송 채널을 튜닝하면, 튜닝된 채널을 통하여 방송 컨텐트와 그를 위한 시그널링 정보(signaling information)를 전송하는 방송 신호를 수신한다. 여기서, 수신기는 상기 시그널링 정보로부터 채널 정보를 파싱(parsing)하고, 파싱된 채널 정보에 기초하여 채널 브라우저(channel browser), EPG 등을 구성하여 사용자에게 제공한다. 사용자는 입력 수단을 통해 채널 전환 요청을 하면, 수신기는 그에 대응하는 방식이다.
이와 같이, 방송 채널은 송수신단 사이에 미리 약속된 내용이므로, 임의 채널을 방송 채널과 중복 할당하는 경우에는 사용자의 혼동을 초래하거나 혼동 가능성이 존재하므로, 전술한 바와 같이 중복 할당하지 않는 것이 바람직하다. 한편, 상기와 같이 임의 채널 넘버를 방송 채널 넘버와 중복 할당하지 않더라도 사용자의 채널 서핑 과정에서 여전히 혼동 우려가 있는바, 이를 고려하여 임의 채널 넘버를 할당하는 것이 요구된다. 왜냐하면, 본 명세서에 따른 임의 채널 역시, 종래 방송 채널과 동일하게 입력 수단을 통한 사용자의 채널 전환 요청에 따라 동일한 방식으로 대응하여 방송 채널처럼 접근되도록 구현할 수 있기 때문이다. 따라서, 임의 채널 넘버는, 사용자의 임의 채널 접근 편의와 방송 채널 넘버와의 구분 내지 식별 편의를 위하여, 방송 채널과 같이 숫자 형태가 아닌 임의 채널-1, 임의 채널-2 등과 같이 문자가 병기된 형태로 정의하고 표시할 수 있다. 한편, 이 경우, 비록 임의 채널 넘버의 표시는 임의 채널-1과 같이 문자가 병기된 형태이나 수신기 내부적으로는 상기 방송 채널의 넘버와 같이 숫자 형태로 인식하고 구현될 수 있다. 그 밖에, 임의 채널 넘버는, 방송 채널과 같이 숫자 형태로 제공될 수도 있으며, 동영상 채널-1, 타이틀-1, 비디오-1 등과 같이 방송 채널과 구분 가능한 다양한 방식으로 채널 넘버를 정의하고 표시할 수도 있다.
디지털 기기는, 웹 서비스(web service)를 위해 웹 브라우저(web browser)를 실행하여 다양한 형태의 웹 페이지(web page)를 사용자에게 제공한다. 여기서, 상기 웹 페이지에는 동영상(video content)이 포함된 웹 페이지도 포함되는데, 본 명세서에서는 동영상을 웹 페이지로부터 별도로 또는 독립적으로 분리하여 처리한다. 그리고 상기 분리되는 동영상은, 전술한 임의 채널 넘버를 할당하고, 서비스 가이드 등을 통해 제공하고, 사용자가 서비스 가이드나 방송 채널 시청 과정에서 채널 전환 요청에 따라 출력되도록 구현할 수 있다. 그 밖에, 웹 서비스 이외에도 방송 컨텐트, 게임, 애플리케이션 등의 서비스에 대해서도, 소정 컨텐트, 이미지, 오디오, 항목 등을 상기 방송 컨텐트, 게임, 애플리케이션 자체로부터 독립적으로 분리 처리하고, 그 재생, 처리 등을 위해 임의 채널 넘버를 할당하고 상술한 바와 같이, 구현할 수 있다.
도 54는 디지털 기기를 포함한 서비스 시스템(service system)의 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
디지털 기기를 포함한 서비스 시스템은, 컨텐트 제공자(Content Provider; CP)(5410), 서비스 제공자(Service Provider; SP)(5420), 네트워크 제공자(Network Provider; NP)(5430) 및 HNED(Home Network End User)(Customer)(5440)를 포함한다. 여기서, HNED(5440)는 예를 들어, 클라이언트(5400) 즉, 디지털 기기이다. 컨텐트 제공자(5410)는, 각종 컨텐트를 제작하여 제공한다. 이러한 컨텐트 제공자(5410)로 도 54에 도시된 바와 같이, 지상파 방송 송출자(terrestrial broadcaster), 케이블 방송 사업자(cable SO (System Operator)) 또는 MSO (Multiple SO), 위성 방송 송출자(satellite broadcaster), 다양한 인터넷 방송 송출자(Internet broadcaster), 개인 컨텐트 제공자들(Private CPs) 등을 예시할 수 있다. 한편, 컨텐트 제공자(5410)는, 방송 컨텐트 외에도 다양한 애플리케이션 등을 제공한다.
서비스 제공자(5420)는, 컨텐트 제공자(5410)가 제공하는 컨텐트를 서비스 패키지화하여 HNED(5440)로 제공한다. 예를 들어, 도 54의 서비스 제공자(5420)는, 제1 지상파 방송, 제2 지상파 방송, 케이블 MSO, 위성 방송, 다양한 인터넷 방송, 애플리케이션 등을 패키지화하여 HNED(5440)에게 제공한다.
서비스 제공자(5420)는, 유니-캐스트(uni-cast) 또는 멀티-캐스트(multi-cast) 방식으로 클라이언트(300)에 서비스를 제공한다. 한편, 서비스 제공자(5420)는 데이터를 미리 등록된 다수의 클라이언트(5400)로 한꺼번에 전송할 수 있는데, 이를 위해 IGMP(Internet Group Management Protocol) 프로토콜 등을 이용할 수 있다.
상술한 컨텐트 제공자(5410)와 서비스 제공자(5420)는, 동일한 개체(same or single entity)일 수 있다. 예를 들어, 컨텐트 제공자(5410)가 제작한 컨텐트를 서비스 패키지화하여 HNED(5440)로 제공함으로써 서비스 제공자(5420)의 기능도 함께 수행하거나 그 반대일 수도 있다.
네트워크 제공자(5430)는, 컨텐트 제공자(5410) 또는/및 서비스 제공자(5420)와 클라이언트(5400) 사이의 데이터 교환을 위한 네트워크 망을 제공한다.
클라이언트(5400)는, 홈 네트워크를 구축하여 데이터를 송수신할 수 있다.
한편, 서비스 시스템 내 컨텐트 제공자(5410) 또는/및 서비스 제공자(5420)는 전송되는 컨텐트의 보호를 위해 제한 수신(conditional access) 또는 컨텐트 보호(content protection) 수단을 이용할 수 있다. 이 경우, 클라이언트(300)는 상기 제한 수신이나 컨텐트 보호에 대응하여 케이블카드(CableCARD)(POD: Point of De-ployment), DCAS(Downloadable CAS) 등과 같은 처리 수단을 이용할 수 있다.
그 밖에, 클라이언트(5400)도 네트워크 망(또는 통신 망)을 통해, 양방향 서비스를 이용할 수 있다. 이러한 경우, 오히려 클라이언트(5400)가 컨텐트 제공자의 기능을 수행할 수도 있으며, 기존 서비스 제공자(5420)는 이를 수신하여 다시 다른 클라이언트로 전송할 수도 있다.
도 55은 디지털 기기의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다. 여기서, 도 55은, 예를 들어, 도 54의 클라이언트(5400)에 해당할 수 있으며, 전술한 디지털 기기를 의미한다.
디지털 기기(5500)는, 네트워크 인터페이스부(network interface)(5501), TCP/IP 매니저(TCP/IP manager)(5502), 서비스 전달 매니저(service delivery manager)(5503), SI 디코더(5504), 역다중화부(demux)(5505), 오디오 디코더(audio decoder)(5506), 비디오 디코더(video decoder)(5507), 디스플레이부(display A/V and OSD module)(5508), 서비스 제어 매니저(service control manager)(5509), 서비스 디스커버리 매니저(service discovery manager)(5510), SI & 메타데이터 데이터베이스(SI&Metadata DB)(5511), 메타데이터 매니저(metadata manager)(5512), 서비스 매니저(5513), UI 매니저(5514) 등을 포함하여 구성된다.
네트워크 인터페이스부(5501)는, 네트워크 망을 통하여 IP 패킷들(internet proto-col (IP) packets)을 수신하거나 전송한다. 즉, 네트워크 인터페이스부(5501)는 네트워크 망을 통해 서비스 제공자(5320)로부터 서비스, 컨텐트 등을 수신한다.
TCP/IP 매니저(5502)는, 디지털 기기(5500)로 수신되는 IP 패킷들과 디지털 기기(5500)가 전송하는 IP 패킷들에 대하여 즉, 소스(source)와 목적지(destination) 사이의 패킷 전달에 관여한다. 그리고 TCP/IP 매니저(5502)는 수신된 패킷(들)을 적절한 프로토콜에 대응되도록 분류하고, 서비스 전달 매니저(5505), 서비스 디스커버리 매니저(5510), 서비스 제어 매니저(5509), 메타데이터 매니저(5512) 등으로 분류된 패킷(들)을 출력한다. 서비스 전달 매니저(5503)는, 수신되는 서비스 데이터의 제어를 담당한다. 예를 들어, 서비스 전달 매니저(5503)는 실시간 스트리밍(real-time streaming) 데이터를 제어하는 경우에는 RTP/RTCP를 사용할 수 있다. 상기 실시간 스트리밍 데이터를 RTP를 사용하여 전송하는 경우, 서비스 전달 매니저(5503)는 상기 수신된 데이터 패킷을 RTP에 따라 파싱(parsing)하여 역다중화부(5505)에 전송하거나 서비스 매니저(5513)의 제어에 따라 SI & 메타데이터 데이터베이스(5511)에 저장한다. 그리고 서비스 전달 매니저(5503)는 RTCP를 이용하여 상기 네트워크 수신 정보를 서비스를 제공하는 서버 측에 피드백(feedback) 한다. 역다중화부(5505)는, 수신된 패킷을 오디오, 비디오, SI(system information) 데이터 등으로 역다중화하여 각각 오디오/비디오 디코더(5506/5507), SI 디코더(5504)에 전송한다.
SI 디코더(5504)는 예를 들어, PSI(program specific information), PSIP(program and system information protocol), DVB-SI(digital video broadcasting-service information) 등의 서비스 정보를 디코딩한다.
또한, SI 디코더(5504)는, 디코딩된 서비스 정보들을 예를 들어, SI & 메타데이터 데이터베이스(5511)에 저장한다. 이렇게 저장된 서비스 정보는 예를 들어, 사용자의 요청 등에 의해 해당 구성에 의해 독출되어 이용될 수 있다.
오디오/비디오 디코더(5506/5507)는, 역다중화부(5505)에서 역다중화된 각 오디오 데이터와 비디오 데이터를 디코딩한다. 이렇게 디코딩된 오디오 데이터 및 비디오 데이터는 디스플레이부(5508)를 통하여 사용자에게 제공된다.
애플리케이션 매니저는 예를 들어, UI 매니저(5514)와 서비스 매니저(5513)를 포함하여 구성될 수 있다. 애플리케이션 매니저는, 디지털 기기(5500)의 전반적인 상태를 관리하고 사용자 인터페이스를 제공하며, 다른 매니저를 관리할 수 있다.
UI 매니저(5514)는, 사용자를 위한 GUI(graphic user interface)를 OSD(on screen display) 등을 이용하여 제공하며, 사용자로부터 키 입력을 받아 상기 입력에 따른 기기 동작을 수행한다. 예를 들어, UI 매니저(5514)는 사용자로부터 채널 선택에 관한 키 입력을 받으면 상기 키 입력 신호를 서비스 매니저(5513)에 전송한다.
서비스 매니저(5513)는, 서비스 전달 매니저(5503), 서비스 디스커버리 매니저(5510), 서비스 제어 매니저(5509), 메타데이터 매니저(5512) 등 서비스와 연관된 매니저를 제어한다.
또한, 서비스 매니저(5513)는, 채널 맵(channel map)을 만들고 사용자 인터페이스 매니저(5514)로부터 수신한 키 입력에 따라 상기 채널 맵을 이용하여 채널을 선택하다. 그리고 서비스 매니저(5513)는 SI 디코더(5504)로부터 채널의 서비스 정보를 전송받아 선택된 채널의 오디오/비디오 PID(packet identifier)를 역다중화부(5505)에 설정한다. 이렇게 설정되는 PID는 상술한 역다중화 과정에 이용된다. 따라서, 역다중화부(5505)는 상기 PID를 이용하여 오디오 데이터, 비디오 데이터 및 SI 데이터를 필터링(filtering) 한다.
서비스 디스커버리 매니저(5510)는, 서비스를 제공하는 서비스 제공자를 선택하는데 필요한 정보를 제공한다. 서비스 매니저(5513)로부터 채널 선택에 관한 신호를 수신하면, 서비스 디스커버리 매니저(5510)는 상기 정보를 이용하여 서비스를 찾는다.
서비스 제어 매니저(5509)는, 서비스의 선택과 제어를 담당한다. 예를 들어, 서비스 제어 매니저(5509)는 사용자가 기존의 방송 방식과 같은 생방송(live broadcast-ing) 서비스를 선택하는 경우 IGMP 또는 RTSP 등을 사용하고, VOD(video on demand)와 같은 서비스를 선택하는 경우에는 RTSP를 사용하여 서비스의 선택, 제어를 수행한다. 상기 RTSP 프로토콜은 실시간 스트리밍에 대해 트릭 모드(trick mode)를 제공할 수 있다. 또한, 서비스 제어 매니저(5509)는 IMS(IP multimedia subsys-tem), SIP(session initiation protocol)를 이용하여 IMS 게이트웨이(5550)를 통하는 세션을 초기화하고 관리할 수 있다. 프로토콜들은 일 실시 예이며, 구현 예에 따라 다른 프로토콜을 사용할 수도 있다.
메타데이터 매니저(5512)는, 서비스와 연관된 메타데이터를 관리하고 상기 메타데이터를 SI & 메타데이터 데이터 베이스(5511)에 저장한다.
SI & 메타데이터 데이터베이스(5511)는, SI 디코더(5504)가 디코딩한 서비스 정보, 메타데이터 매니저(5512)가 관리하는 메타데이터 및 서비스 디스커버리 매니저(5510)가 제공하는 서비스 제공자를 선택하는데 필요한 정보를 저장한다. 또한, SI & 메타데이터 데이터베이스(5511)는 시스템에 대한 세트-업 데이터 등을 저장할 수 있다.
SI & 메타데이터 데이터베이스(5511)는, 비휘발성 메모리(non-volatile RAM, NVRAM) 또는 플래시 메모리(flash memory) 등을 사용하여 구현될 수도 있다.
한편, IMS 게이트웨이(5550)는, IMS 기반의 IPTV 서비스에 접근하기 위해 필요한 기능들을 모아 놓은 게이트웨이이다.
도 56은 디지털 기기의 다른 실시예를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다. 특히, 도 56은 디지털 기기의 다른 실시예로서 모바일 기기의 구성 블록도를 예시한 것이다.
도 56을 참조하면, 모바일 기기(5600)는, 무선 통신부(5610), A/V(audio/video) 입력부(5620), 사용자 입력부(5630), 센싱부(5640), 출력부(5650), 메모리(5660), 인터페이스부(5670), 제어부(5680) 및 전원 공급부(5690) 등을 포함할 수 있다. 도 56에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 모바일 기기가 구현될 수도 있다.
무선 통신부(5610)는, 모바일 기기(5600)와 무선 통신 시스템 사이 또는 모바일 기기와, 모바일 기기가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 또는 그 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(5610)는 방송 수신 모듈(5611), 이동통신 모듈(5612), 무선 인터넷 모듈(5613), 근거리 통신 모듈(5614) 및 위치 정보 모듈(5615) 등을 포함할 수 있다.
방송 수신 모듈(5611)은, 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 여기서, 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.
방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 이동통신 모듈(5612)에 의해 수신될 수 있다.
방송 관련 정보는 다양한 형태 예를 들어, EPG(electronic program guide) 또는 ESG(electronic service guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.
방송 수신 모듈(5611)은 예를 들어, ATSC, DVB-T(digital video broadcasting-terrestrial), DVB-S(satellite), MediaFLO(media forward link only), DVB-H(handheld), ISDB-T(integrated services digital broadcast-terrestrial) 등 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 방송 수신 모듈(511)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.
방송 수신 모듈(5611)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는, 메모리(5660)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈(5612)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 무선 신호는, 음성 신호, 화상 통화 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(5613)은, 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 포함하여, 모바일 기기(5600)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(wireless broadband), Wimax(world interoperability for microwave access), HSDPA(high speed downlink packet access) 등이 이용될 수 있다.
근거리 통신 모듈(5614)은, 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(radio frequency Identi-fication), 적외선 통신(IrDA, infrared data association), UWB(ultra wideband), ZigBee, RS-232, RS-485 등이 이용될 수 있다.
위치정보 모듈(5615)은, 모바일 기기(5600)의 위치정보 획득을 위한 모듈로서, GPS(global position system) 모듈을 예로 할 수 있다.
A/V 입력부(5620)는, 오디오 또는/및 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(5621)와 마이크(5622) 등이 포함될 수 있다. 카메라(5621)는, 화상통화 모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(5651)에 표시될 수 있다.
카메라(5621)에서 처리된 화상 프레임은, 메모리(5660)에 저장되거나 무선 통신부(5610)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(5621)는, 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.
마이크(5622)는, 통화 모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는, 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(5612)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(5622)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생하는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(5630)는, 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(5630)는, 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠(jog wheel), 조그 스위치(jog switch) 등으로 구성될 수 있다.
센싱부(5640)는, 모바일 기기(5600)의 개폐 상태, 모바일 기기(5600)의 위치, 사용자 접촉 유무, 모바일 기기의 방위, 모바일 기기의 가속/감속 등과 같이 모바일 기기(5600)의 현재 상태를 감지하여 모바일 기기(5600)의 동작 제어를 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어, 모바일 기기(5600)가 이동되거나 기울어진 경우 모바일 기기의 위치 내지 기울기 등을 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(5690)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(5670)의 외부 기기 결합 여부 등도 센싱할 수도 있다. 한편, 센싱부(5640)는, NFC(near field communication)를 포함한 근접 센서(5641)를 포함할 수 있다.
출력부(5650)는, 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(5651), 음향 출력 모듈(5652), 알람부(5653), 및 햅틱 모듈(5654) 등이 포함될 수 있다.
디스플레이부(5651)는, 모바일 기기(5600)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 모바일 기기가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(user interface) 또는 GUI(graphic user interface)를 표시한다. 모바일 기기(5600)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는, 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.
디스플레이부(5651)는, 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(transparent OLED) 등이 있다. 디스플레이부(5651)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(5651)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디(body)의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.
모바일 기기(5600)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(5651)가 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 모바일 기기(5600)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(5651)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하 '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(5651)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.
터치 센서는 디스플레이부(5651)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(5651)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.
터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(5680)로 전송한다. 이로써, 제어부(5680)는 디스플레이부(5651)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.
터치스크린에 의해 감싸지는 모바일 기기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(5641)가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.
근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 포인터가 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 포인터가 근접 터치될 때 포인터가 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.
근접 센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.
음향 출력 모듈(5652)은, 호 신호 수신, 통화 모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(5610)로부터 수신되거나 메모리(5660)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(5652)은 모바일 기기(5600)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(5652)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.
알람부(5653)는, 모바일 기기(5600)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 모바일 기기에서 발생되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(5653)는, 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다.
비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(5651)나 음성 출력 모듈(5652)을 통해서도 출력될 수 있어서, 디스플레이부 및 음성 출력 모듈(5651,5652)은 알람부(5653)의 일부로 분류될 수도 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(5654)은, 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(5654)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(5654)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어 가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
햅틱 모듈(5654)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.
햅틱 모듈(5654)은, 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(5654)은, 모바일 기기(5600)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
메모리(5660)는, 제어부(5680)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 메모리(5660)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(5660)는, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory, RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory, ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 모바일 기기(5600)는 인터넷(internet)상에서 메모리(5660)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.
인터페이스부(5670)는, 모바일 기기(5600)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(5670)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 모바일 기기(5600) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 모바일 기기(5600) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(input/output) 포트, 비디오 I/O 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(5670)에 포함될 수 있다.
식별 모듈은 모바일 기기(5600)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module, UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identify module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(5600)와 연결될 수 있다.
인터페이스부(5670)는, 이동단말기(5600)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때, 크래들로부터의 전원이 이동단말기(5600)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 이동단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 전원은, 이동단말기가 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.
제어부(5680)는, 통상적으로 모바일 기기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(5680)는, 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(5681)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(5681)은, 제어부(5680) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(5680)와 별도로 구현될 수도 있다. 제어부(5680), 특히 멀티미디어 모듈(5681)은 전술한 인코딩 장치(100) 및/또는 디코딩 장치(200)를 포함할 수 있다.
제어부(5680)는, 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.
전원 공급부(5690)는, 제어부(5680)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application spe-cific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devic-es), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays, 프로세서, 제어기, 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(5680) 자체로 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 애플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 여기서, 소프트웨어 코드는, 메모리(5660)에 저장되고, 제어부(5680)에 의해 실행될 수 있다.
도 57은 디지털 기기의 또 다른 실시 예를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.
디지털 기기(5700)의 다른 예는, 방송 수신부(5705), 외부장치 인터페이스부(5735), 저장부(5740), 사용자 입력 인터페이스부(5750), 제어부(5770), 디스플레이부(5780), 오디오 출력부(5785), 전원공급부(5790) 및 촬영부(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 방송 수신부(5705)는, 적어도 하나의 튜너(5710), 복조부(5720) 및 네트워크 인터페이스부(5775)를 포함할 수 있다. 다만, 경우에 따라, 방송 수신부(5705)는 튜너(5710)와 복조부(5720)는 구비하나 네트워크 인터페이스부(5775)는 포함하지 않을 수 있으며 그 반대의 경우일 수도 있다. 또한, 방송 수신부(5705)는 도시되진 않았으나, 다중화부(multiplexer)를 구비하여 튜너(5710)를 거쳐 복조부(5720)에서 복조된 신호와 네트워크 인터페이스부(5775)를 거쳐 수신된 신호를 다중화할 수도 있다. 그 밖에 방송 수신부(4025)는 역시 도시되진 않았으나, 역다중화부(demultiplexer)를 구비하여 상기 다중화된 신호를 역다중화 하거나 상기 복조된 신호 또는 상기 네트워크 인터페이스부(5775)를 거친 신호를 역다중화할 수 있다.
튜너(5710)는, 안테나를 통해 수신되는 RF(radio frequency) 방송 신호 중 사용자에 의해 선택된 채널 또는 기저장된 모든 채널을 튜닝하여 RF 방송 신호를 수신한다. 또한, 튜너(5710)는, 수신된 RF 방송 신호를 중간 주파수(intermediate fre-quency, IF) 신호 혹은 베이스밴드(baseband) 신호로 변환한다.
예를 들어, 수신된 RF 방송 신호가 디지털 방송 신호이면 디지털 IF 신호(DIF)로 변환하고, 아날로그 방송 신호이면 아날로그 베이스밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)로 변환한다. 즉, 튜너(5710)는 디지털 방송 신호 또는 아날로그 방송 신호를 모두 처리할 수 있다. 튜너(5710)에서 출력되는 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)는 제어부(5770)로 직접 입력될 수 있다.
또한, 튜너(5710)는, ATSC(advanced television system committee) 방식에 따른 단일 캐리어의 RF 방송 신호 또는 DVB(digital video broadcasting) 방식에 따른 복수 캐리어의 RF 방송 신호를 수신할 수 있다.
한편, 튜너(5710)는, 안테나를 통해 수신되는 RF 방송 신호 중 채널 기억 기능을 통하여 저장된 모든 방송 채널의 RF 방송 신호를 순차로 튜닝 및 수신하여 이를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 신호로 변환할 수 있다.
복조부(5720)는, 튜너(5710)에서 변환된 디지털 IF 신호(DIF)를 수신하여 복조한다. 예를 들어, 튜너(5710)에서 출력되는 디지털 IF 신호가 ATSC 방식인 경우, 복조부(5720)는 예컨대, 8-VSB(8-vestigal side band) 복조를 수행한다. 또한, 복조부(5720)는 채널 복호화를 수행할 수도 있다. 이를 위해 복조부(5720)는 트렐리스 디코더(trellis decoder), 디인터리버(de-interleaver), 및 리드 솔로먼 디코더(Reed-Solomon decoder) 등을 구비하여, 트렐리스 복호화, 디인터리빙, 및 리드 솔로먼 복호화를 수행할 수 있다.
예를 들어, 튜너(5710)에서 출력되는 디지털 IF 신호가 DVB 방식인 경우, 복조부(5720)는 예컨대, COFDMA(coded orthogonal frequency division modulation) 복조를 수행한다. 또한, 복조부(5720)는, 채널 복호화를 수행할 수도 있다. 이를 위해, 복조부(5720)는, 컨벌루션 디코더(convolution decoder), 디인터리버, 및 리드-솔로먼 디코더 등을 구비하여, 컨벌루션 복호화, 디인터리빙, 및 리드 솔로먼 복호화를 수행할 수 있다.
복조부(5720)는, 복조 및 채널 복호화를 수행한 후 스트림 신호(TS)를 출력할 수 있다. 이때, 스트림 신호는 영상 신호, 음성 신호 또는 데이터 신호가 다중화된 신호일 수 있다. 일 예로, 스트림 신호는 MPEG-2 규격의 영상 신호, 돌비(Dolby) AC-3 규격의 음성 신호 등이 다중화된 MPEG-2 TS(transport stream)일 수 있다. 구체적으로 MPEG-2 TS는, 4 바이트(byte)의 헤더(header)와 184 바이트의 페이로드(payload)를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 복조부(5720)는, ATSC 방식과, DVB 방식에 따라 각각 별개로 구비되는 것이 가능하다. 즉, 디지털 기기는 ATSC 복조부와 DVB 복조부를 각각 별개로 구비할 수 있다.
복조부(5720)에서 출력한 스트림 신호는 제어부(5770)로 입력될 수 있다. 제어부(5770)는 역다중화, 영상/음성 신호 처리 등을 제어하고, 디스플레이부(5780)를 통해 영상을, 오디오 출력부(5785)를 통해 음성의 출력을 제어할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(5735)는 디지털 기기(5700)에 다양한 외부장치가 인터페이싱 되도록 환경을 제공한다. 이를 위해, 외부장치 인터페이스부(5735)는, A/V 입출력부(미도시) 또는 무선 통신부(미도시)를 포함할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(5735)는, DVD(digital versatile disk), 블루-레이(blu-ray), 게임기기, 카메라, 캠코더, 컴퓨터(노트북, 태블릿), 스마트폰, 블루투스 기기(bluetooth device), 클라우드(cloud) 등과 같은 외부 장치와 유/무선으로 접속될 수 있다. 외부장치 인터페이스부(5735)는 연결된 외부 장치를 통하여 외부에서 입력되는 영상, 음성 또는 데이터(이미지 포함) 신호를 디지털 기기의 제어부(5770)로 전달한다. 제어부(5770)는 처리된 영상, 음성 또는 데이터 신호를 연결된 외부 장치로 출력되도록 제어할 수 있다. 이를 위해, 외부장치 인터페이스부(5735)는, A/V 입출력부(미도시) 또는 무선 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
A/V 입출력부는, 외부 장치의 영상 및 음성 신호를 디지털 기기(5700)로 입력할 수 있도록, USB 단자, CVBS(composite video banking sync) 단자, 컴포넌트 단자, S-비디오 단자(아날로그), DVI(digital visual interface) 단자, HDMI(high definition multime-dia interface) 단자, RGB 단자, D-SUB 단자 등을 포함할 수 있다.
무선 통신부는, 다른 전자기기와 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다. 디지털 기기(5700)는 예를 들어, 블루투스(bluetooth), RFID(radio frequency identification), 적외선 통신(IrDA, infrared data association), UWB(ultra wideband), 지그비(ZigBee), DLNA(digital living network alliance) 등의 통신 프로토콜에 따라 다른 전자기기와 네트워크 연결될 수 있다.
또한, 외부장치 인터페이스부(5735)는, 다양한 셋톱-박스와 상술한 각종 단자 중 적어도 하나를 통해 접속되어, 셋톱-박스와 입력/출력 동작을 수행할 수도 있다.
한편, 외부장치 인터페이스부(5735)는, 인접하는 외부장치 내의 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 수신하여, 제어부(5770) 또는 저장부(5740)로 전달할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(5575)는, 디지털 기기(5700)를 인터넷 망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공한다. 네트워크 인터페이스부(5575)는, 유선 네트워크와의 접속을 위해 예를 들어, 이더넷(ethernet) 단자 등을 구비할 수 있으며, 무선 네트워크와의 접속을 위해 예를 들어, WLAN(wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(wireless broadband), Wimax(world interoperability for microwave access), HSDPA(high speed downlink packet access) 통신 규격 등을 이용할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(5575)는, 접속된 네트워크 또는 접속된 네트워크에 링크된 다른 네트워크를 통해, 다른 사용자 또는 다른 디지털 기기와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 특히, 디지털 기기(5700)에 미리 등록된 다른 사용자 또는 다른 디지털 기기 중 선택된 사용자 또는 선택된 디지털 기기에, 디지털 기기(5700)에 저장된 일부의 컨텐트 데이터를 송신할 수 있다.
한편, 네트워크 인터페이스부(5575)는, 접속된 네트워크 또는 접속된 네트워크에 링크된 다른 네트워크를 통해, 소정 웹 페이지에 접속할 수 있다. 즉, 네트워크를 통해 소정 웹 페이지에 접속하여, 해당 서버와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 그 외, 컨텐트 제공자 또는 네트워크 운영자가 제공하는 컨텐트 또는 데이터들을 수신할 수 있다. 즉, 네트워크를 통하여 컨텐트 제공자 또는 네트워크 제공자로부터 제공되는 영화, 광고, 게임, VOD, 방송 신호 등의 컨텐트 및 그와 관련된 정보를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크 운영자가 제공하는 펌웨어(firmware)의 업데이트 정보 및 업데이트 파일을 수신할 수 있다. 또한, 인터넷 또는 컨텐트 제공자 또는 네트워크 운영자에게 데이터들을 송신할 수 있다.
또한, 네트워크 인터페이스부(5575)는, 네트워크를 통해, 공중에 공개(open)된 애플리케이션들 중 원하는 애플리케이션을 선택하여 수신할 수 있다.
저장부(5740)는, 제어부(5770) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수도 있고, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터 신호를 저장할 수도 있다.
또한, 저장부(5740)는 외부장치 인터페이스부(5735) 또는 네트워크 인터페이스부(5757)로부터 입력되는 영상, 음성, 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 저장부(5740)는, 채널 기억 기능을 통하여 소정 방송 채널에 관한 정보를 저장할 수 있다.
저장부(5740)는, 외부장치 인터페이스부(5735) 또는 네트워크 인터페이스부(5575)로부터 입력되는 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 저장할 수 있다.
또한, 저장부(5740)는, 후술하여 설명하는 다양한 플랫폼(platform)을 저장할 수도 있다.
저장부(5740)는, 예를 들어 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM), 롬(EEPROM 등) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 디지털 기기(5700)는, 저장부(5740) 내에 저장되어 있는 컨텐트 파일(동영상 파일, 정지영상 파일, 음악 파일, 문서 파일, 애플리케이션 파일 등)을 재생하여 사용자에게 제공할 수 있다.
도 57는 저장부(5740)가 제어부(5770)와 별도로 구비된 실시 예를 도시하고 있으나, 본 명세서의 범위는 이에 한정되지 않는다. 즉, 저장부(5740)는 제어부(5770) 내에 포함될 수도 있다.
사용자 입력 인터페이스부(5750)는, 사용자가 입력한 신호를 제어부(5770)로 전달하거나, 제어부(5770)의 신호를 사용자에게 전달한다.
예를 들어, 사용자 입력 인터페이스부(5750)는, RF 통신 방식, 적외선(IR) 통신 방식 등 다양한 통신 방식에 따라, 원격제어장치(5700)로부터 전원 온/오프, 채널 선택, 화면 설정 등의 제어 신호를 수신하여 처리하거나, 제어부(5770)의 제어 신호를 원격제어장치(5700)로 송신하도록 처리할 수 있다.
또한, 사용자 입력 인터페이스부(5750)는, 전원 키, 채널 키, 볼륨 키, 설정치 등의 로컬 키(미도시)에서 입력되는 제어 신호를 제어부(5770)에 전달할 수 있다.
사용자 입력 인터페이스부(5750)는, 사용자의 제스처(gesture)를 센싱(sensing)하는 센싱부(미도시)로부터 입력되는 제어 신호를 제어부(5770)에 전달하거나, 제어부(5770)의 신호를 센싱부(미도시)로 송신할 수 있다. 여기서, 센싱부(미도시)는, 터치 센서, 음성 센서, 위치 센서, 동작 센서 등을 포함할 수 있다.
제어부(5770)는, 튜너(5710), 복조부(5720) 또는 외부장치 인터페이스부(5735)를 통하여 입력되는 스트림을 역다중화하거나 역다중화된 신호들을 처리하여, 영상 또는 음성 출력을 위한 신호를 생성 및 출력할 수 있다. 제어부(5770)는 전술한 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치를 포함할 수 있다.
제어부(5770)에서 처리된 영상 신호는, 디스플레이부(5780)로 입력되어 해당 영상 신호에 대응하는 영상으로 표시될 수 있다. 또한, 제어부(5770)에서 영상 처리된 영상 신호는 외부장치 인터페이스부(5735)를 통하여 외부 출력 장치로 입력될 수 있다.
제어부(5770)에서 처리된 음성 신호는 오디오 출력부(5785)로 오디오 출력될 수 있다. 또한, 제어부(5770)에서 처리된 음성 신호는 외부장치 인터페이스부(5735)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
도 57에서는 도시되어 있지 않으나, 제어부(5770)는 역다중화부, 영상처리부 등을 포함할 수 있다.
제어부(5770)는, 디지털 기기(5700)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(5770)는, 튜너(5710)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기저장된 채널에 해당하는 RF 방송을 튜닝(tuning)하도록 제어할 수 있다.
제어부(5770)는, 사용자 입력 인터페이스부(5750)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 디지털 기기(5700)를 제어할 수 있다. 특히, 네트워크에 접속하여 사용자가 원하는 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 디지털 기기(5700) 내로 다운로드 받을 수 있도록 할 수 있다.
예를 들어, 제어부(5770)는, 사용자 입력 인터페이스부(5750)를 통하여 수신한 소정 채널 선택 명령에 따라 선택한 채널의 신호가 입력되도록 튜너(5710)를 제어한다. 그리고 선택한 채널의 영상, 음성 또는 데이터 신호를 처리한다. 제어부(5770)는, 사용자가 선택한 채널 정보 등이 처리한 영상 또는 음성신호와 함께 디스플레이부(5780) 또는 오디오 출력부(5785)를 통하여 출력될 수 있도록 한다.
다른 예로, 제어부(5770)는, 사용자 입력 인터페이스부(5750)를 통하여 수신한 외부장치 영상 재생 명령에 따라, 외부장치 인터페이스부(5735)를 통하여 입력되는 외부 장치, 예를 들어, 카메라 또는 캠코더로부터의, 영상 신호 또는 음성 신호가 디스플레이부(5780) 또는 오디오 출력부(5785)를 통해 출력될 수 있도록 한다.
한편, 제어부(5770)는, 영상을 표시하도록 디스플레이부(5780)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 튜너(5710)를 통해 입력되는 방송 영상, 또는 외부장치 인터페이스부(5735)를 통해 입력되는 외부 입력 영상, 또는 네트워크 인터페이스부를 통해 입력되는 영상, 또는 저장부(5740)에 저장된 영상을, 디스플레이부(5780)에 표시하도록 제어할 수 있다. 이때, 디스플레이부(5780)에 표시되는 영상은, 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 2D 영상 또는 3D 영상일 수 있다.
또한, 제어부(5770)는, 컨텐트를 재생하도록 제어할 수 있다. 이때의 컨텐트는, 디지털 기기(5700) 내에 저장된 컨텐트, 또는 수신된 방송 컨텐트, 외부로부터 입력되는 외부 입력 컨텐트일 수 있다. 컨텐트는, 방송 영상, 외부 입력 영상, 오디오 파일, 정지 영상, 접속된 웹 화면, 및 문서 파일 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 제어부(5770)는, 애플리케이션 보기 항목에 진입하는 경우, 디지털 기기(5700) 내 또는 외부 네트워크로부터 다운로드 가능한 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 표시하도록 제어할 수 있다.
제어부(5770)는, 다양한 사용자 인터페이스와 더불어, 외부 네트워크로부터 다운로드 되는 애플리케이션을 설치 및 구동하도록 제어할 수 있다. 또한, 사용자의 선택에 의해, 실행되는 애플리케이션에 관련된 영상이 디스플레이부(5780)에 표시되도록 제어할 수 있다.
한편, 도면에 도시하지 않았지만, 채널 신호 또는 외부 입력 신호에 대응하는 썸네일 이미지를 생성하는 채널 브라우징 처리부가 더 구비되는 것도 가능하다.
채널 브라우징 처리부는, 복조부(5720)에서 출력한 스트림 신호(TS) 또는 외부장치 인터페이스부(5735)에서 출력한 스트림 신호 등을 입력받아, 입력되는 스트림 신호로부터 영상을 추출하여 썸네일 영상을 생성할 수 있다.
생성된 썸네일 영상은 그대로 또는 부호화되어 제어부(5770)로 입력될 수 있다. 또한, 생성된 썸네일 영상은 스트림 형태로 부호화되어 제어부(5770)로 입력되는 것도 가능하다. 제어부(5770)는 입력된 썸네일 영상을 이용하여 복수의 썸네일 영상을 구비하는 썸네일 리스트를 디스플레이부(5780)에 표시할 수 있다. 한편, 이러한 썸네일 리스트 내의 썸네일 영상들은 차례로 또는 동시에 업데이트 될 수 있다. 이에 따라 사용자는 복수의 방송 채널의 내용을 간편하게 파악할 수 있게 된다.
디스플레이부(5780)는, 제어부(5770)에서 처리된 영상 신호, 데이터 신호, OSD 신호 또는 외부장치 인터페이스부(5735)에서 수신되는 영상 신호, 데이터 신호 등을 각각 R, G, B 신호로 변환하여 구동 신호를 생성한다.
디스플레이부(5780)는 PDP, LCD, OLED, 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 등이 가능할 수 있다.
한편, 디스플레이부(5780)는, 터치 스크린으로 구성되어 출력 장치 이외에 입력 장치로 사용되는 것도 가능하다.
오디오 출력부(5785)는, 제어부(5770)에서 음성 처리된 신호, 예를 들어, 스테레오 신호, 3.1 채널 신호 또는 5.1 채널 신호를 입력받아 음성으로 출력한다. 음성 출력부(5785)는 다양한 형태의 스피커로 구현될 수 있다.
한편, 사용자의 제스처를 감지하기 위해, 상술한 바와 같이, 터치 센서, 음성 센서, 위치 센서, 동작 센서 중 적어도 하나를 구비하는 센싱부(미도시)가 디지털 기기(5700)에 더 구비될 수 있다. 센싱부(미도시)에서 감지된 신호는 사용자입력 인터페이스부(5750)를 통해 제어부(5770)로 전달될 수 있다.
한편, 사용자를 촬영하는 촬영부(미도시)가 더 구비될 수 있다. 촬영부(미도시)에서 촬영된 영상 정보는 제어부(5770)에 입력될 수 있다.
제어부(5770)는, 촬영부(미도시)로부터 촬영된 영상, 또는 센싱부(미도시)로부터의 감지된 신호를 각각 또는 조합하여 사용자의 제스처를 감지할 수도 있다.
전원 공급부(5790)는, 디지털 기기(5700) 전반에 걸쳐 해당 전원을 공급한다.
특히, 시스템 온 칩(system on chip, SOC)의 형태로 구현될 수 있는 제어부(5770)와, 영상 표시를 위한 디스플레이부(5780), 및 오디오 출력을 위한 오디오 출력부(5785)에 전원을 공급할 수 있다.
이를 위해, 전원 공급부(5790)는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(미도시)를 구비할 수 있다. 한편, 예를 들어, 디스플레이부(5780)가 다수의 백라이트 램프를 구비하는 액정패널로서 구현되는 경우, 휘도 가변 또는 디밍(dimming) 구동을 위해, PWM 동작 가능한 인버터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
원격제어장치(5700)는, 사용자 입력을 사용자입력 인터페이스부(5750)로 송신한다. 이를 위해, 원격제어장치(5700)는, 블루투스(bluetooth), RF(radio frequency) 통신, 적외선(IR) 통신, UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 방식 등을 사용할 수 있다.
또한, 원격제어장치(5700)는, 사용자입력 인터페이스부(5750)에서 출력한 영상, 음성 또는 데이터 신호 등을 수신하여, 이를 원격제어장치(5700)에서 표시하거나 음성 또는 진동을 출력할 수 있다.
상술한 디지털 기기(5700)는, 고정형 또는 이동형의 ATSC 방식 또는 DVB 방식의 디지털 방송 신호의 처리가 가능한 디지털 방송 수신기일 수 있다.
그 밖에 본 명세서에 따른 디지털 기기는 도시된 구성 중 필요에 따라 일부 구성을 생략하거나 반대로 도시되진 않은 구성을 더 포함할 수도 있다. 한편, 디지털 기기는 상술한 바와 달리, 튜너와 복조부를 구비하지 않고, 네트워크 인터페이스부 또는 외부장치 인터페이스부를 통해서 컨텐트를 수신하여 재생할 수도 있다.
도 58은 도 55 내지 도 57의 제어부의 상세 구성의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.
제어부의 일 예는, 역다중화부(5810), 영상 처리부(5820), OSD(on-screen display) 생성부(5840), 믹서(mixer)(5850), 프레임 레이트 변환부(frame rate converter, FRC)(5855), 및 포맷터(formatter)(5860)를 포함할 수 있다. 그 외 상기 제어부는 도시되진 않았으나 음성 처리부와 데이터 처리부를 더 포함할 수 있다.
역다중화부(5810)는, 입력되는 스트림을 역다중화한다. 예를 들어, 역다중화부(5810)는 입력되는 MPEG-2 TS 영상, 음성 및 데이터 신호로 역다중화할 수 있다. 여기서, 역다중화부(5810)에 입력되는 스트림 신호는, 튜너 또는 복조부 또는 외부장치 인터페이스부에서 출력되는 스트림 신호일 수 있다.
영상 처리부(5820)는, 역다중화된 영상 신호의 영상 처리를 수행한다. 이를 위해, 영상 처리부(5820)는, 영상 디코더(5825) 및 스케일러(5835)를 구비할 수 있다.
영상 디코더(5825)는 역다중화된 영상 신호를 복호하며, 스케일러(5835)는 복호된 영상 신호의 해상도를 디스플레이부에서 출력 가능하도록 스케일링(scaling)한다.
영상 디코더(5825)는 다양한 규격을 지원할 수 있다. 예를 들어, 영상 디코더(5825)는 영상 신호가 MPEG-2 규격으로 부호화된 경우에는 MPEG-2 디코더의 기능을 수행하고, 영상 신호가 DMB(digital multimedia broadcasting) 방식 또는 H.264 규격으로 부호화된 경우에는 H.264 디코더의 기능을 수행할 수 있다.
한편, 영상 처리부(5820)에서 복호된 영상 신호는, 믹서(5850)로 입력된다.
OSD 생성부(5840)는, 사용자 입력에 따라 또는 자체적으로 OSD 데이터를 생성한다. 예를 들어, OSD 생성부(5840)는 사용자입력 인터페이스부의 제어 신호에 기초하여 디스플레이부(4180)의 화면에 각종 데이터를 그래픽(graphic)이나 텍스트(text) 형태로 표시하기 위한 데이터를 생성한다. 생성되는 OSD 데이터는, 디지털 기기의 사용자 인터페이스 화면, 다양한 메뉴 화면, 위젯(widget), 아이콘(icon), 시청률 정보(viewing rate information) 등의 다양한 데이터를 포함한다.
OSD 생성부(5840)는, 방송 영상의 자막 또는 EPG에 기반한 방송 정보를 표시하기 위한 데이터를 생성할 수도 있다.
믹서(5850)는, OSD 생성부(5840)에서 생성된 OSD 데이터와 영상 처리부에서 영상 처리된 영상 신호를 믹싱하여 포맷터(5860)로 제공한다. 복호된 영상 신호와 OSD 데이터가 믹싱됨으로 인하여, 방송 영상 또는 외부 입력 영상 상에 OSD가 오버레이(overlay) 되어 표시된다.
프레임 레이트 변환부(FRC)(5855)는, 입력되는 영상의 프레임 레이트(frame rate)를 변환한다. 예를 들어, 프레임 레이트 변환부(5855)는 입력되는 60Hz 영상의 프레임 레이트를 디스플레이부의 출력 주파수에 따라 예를 들어, 120Hz 또는 240Hz의 프레임 레이트를 가지도록 변환할 수 있다. 상기와 같이, 프레임 레이트를 변환하는 방법에는 다양한 방법이 존재할 수 있다. 일 예로, 프레임 레이트 변환부(5855)는 프레임 레이트를 60Hz에서 120Hz로 변환하는 경우, 제1 프레임과 제2 프레임 사이에 동일한 제1 프레임을 삽입하거나, 제1 프레임과 제2 프레임으로부터 예측된 제3 프레임을 삽입함으로써 변환할 수 있다. 다른 예로, 프레임 레이트 변환부(5855)는 프레임 레이트를 60Hz에서 240Hz로 변환하는 경우, 기존 프레임 사이에 동일한 프레임 또는 예측된 프레임을 3개 더 삽입하여 변환할 수 있다. 한편, 별도의 프레임 변환을 수행하지 않는 경우에는 프레임 레이트 변환부(5855)를 바이패스(bypass) 할 수도 있다.
포맷터(5860)는, 입력되는 프레임 레이트 변환부(5855)의 출력을 디스플레이부의 출력 포맷에 맞게 변경한다. 예를 들어, 포맷터(5860)는 R, G, B 데이터 신호를 출력할 수 있으며, 이러한 R, G, B 데이터 신호는, 낮은 전압 차분 신호(low voltage differential signaling, LVDS) 또는 mini-LVDS로 출력될 수 있다. 또한, 포맷터(5860)는 입력되는 프레임 레이트 변환부(5855)의 출력이 3D 영상 신호인 경우에는 디스플레이부의 출력 포맷에 맞게 3D 형태로 구성하여 출력함으로써, 디스플레이부를 통해 3D 서비스를 지원할 수도 있다.
한편, 제어부 내 음성 처리부(미도시)는, 역다중화된 음성 신호의 음성 처리를 수행할 수 있다. 이러한 음성 처리부(미도시)는 다양한 오디오 포맷을 처리하도록 지원할 수 있다. 일 예로, 음성 신호가 MPEG-2, MPEG-4, AAC, HE-AAC, AC-3, BSAC 등의 포맷으로 부호화된 경우에도 이에 대응되는 디코더를 구비하여 처리할 수 있다.
또한, 제어부 내 음성 처리부(미도시)는, 베이스(base), 트레블(treble), 음량 조절 등을 처리할 수 있다.
제어부 내 데이터 처리부(미도시)는, 역다중화된 데이터 신호의 데이터 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리부는 역다중화된 데이터 신호가 부호화된 경우에도 이를 복호할 수 있다. 여기서, 부호화된 데이터 신호로는, 각 채널에서 방영되는 방송 프로그램의 시작시각, 종료시각 등의 방송 정보가 포함된 EPG 정보일 수 있다.
한편, 상술한 디지털 기기는 본 명세서에 따른 예시로서, 각 구성요소는 실제 구현되는 디지털 기기의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다. 즉, 필요에 따라, 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분화될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 명세서의 권리범위를 제한하지 아니한다.
한편, 디지털 기기는, 장치 내에 저장된 영상 또는 입력되는 영상의 신호 처리를 수행하는 영상신호 처리장치일 수 있다. 영상신호 처리장치의 다른 예로는, 도 65에서 도시된 디스플레이부(6580)와 오디오 출력부(6585)가 제외된 셋톱-박스(STB), 상술한 DVD 플레이어, 블루-레이 플레이어, 게임기기, 컴퓨터 등이 더 예시될 수 있다.
도 59은 일 실시예에 따른 디지털 기기의 스크린이 메인 영상(main image)과 보조 영상(sub image)을 동시에 디스플레이 하는 일 예시를 도시하는 도면이다.
일 실시예에 따른 디지털 기기는 스크린(5900)에 메인 영상(5910)과 보조 영상(5920)을 동시에 디스플레이 할 수 있다. 메인 영상(5910)은 제1 영상이라 불릴 수 있고, 보조 영상(5920)은 제2 영상이라 불릴 수 있다. 메인 영상(5910)과 보조 영상(5920)은 동영상, 스틸 이미지, EPG(electronic program guide), GUI(graphical user in-terface), OSD(on-screen display) 등을 포함할 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 메인 영상(5910)은 전자 장치의 스크린(5900)에 보조 영상(5920)과 동시에 디스플레이 되면서 전자 장치의 스크린(5900) 보다 크기가 상대적으로 작은 영상을 의미할 수 있으며, PIP(picture in picture)로 지칭되기도 한다. 도 59에서는 메인 영상(5910)이 디지털 기기의 스크린(5900)의 좌측 상단에 디스플레이 되는 것으로 도시되어 있으나, 메인 영상(5910)이 디스플레이 되는 위치는 이에 한정되지 않고, 메인 영상(5910)은 디지털 기기의 스크린(5900) 내의 임의의 위치에서 디스플레이 될 수 있다.
메인 영상(5910)과 보조 영상(5920)은 상호 직접 또는 간접적으로 관련될 수 있다. 일 예시로, 메인 영상(5910)은 스트리밍(streaming) 동영상이고, 보조 영상(5920)은 스트리밍 동영상과 유사한 정보를 포함하는 동영상들의 썸네일(thumbnail)들을 순차로 디스플레이 하는 GUI일 수 있다. 다른 예시로, 메인 영상(5910)은 방송 영상(broadcasted image)이고, 보조 영상(5920)은 EPG일 수 있다. 또 다른 예시로, 메인 영상(5910)은 방송 영상이고, 보조 영상(5920)은 GUI일 수 있다. 메인 영상(5910)과 보조 영상(5920)의 예시는 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에서, 메인 영상(5910)은 방송 채널(broadcasting channel)을 통해 수신한 방송 영상(broadcasting image)이고, 보조 영상(5920)은 방송 채널을 통해 수신한 방송 영상과 관련된 정보일 수 있다. 방송 채널을 통해 수신한 방송 영상과 관련된 정보는, 예를 들어 종합 채널 편성표, 방송 프로그램 상세 정보 등을 포함하는 EPG 정보, 방송 프로그램 다시 보기 정보 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
다른 일 실시예에서, 메인 영상(5910)은 방송 채널을 통해 수신한 방송 영상이고, 보조 영상(5920)은 디지털 기기에 기저장된 정보에 기초하여 생성된 영상일 수 있다. 디지털 기기에 기 저장된 정보에 기초하여 생성된 영상은, 예를 들어 EPG의 기본 UI(User Interface), 기본 채널 정보, 영상 해상도(resolution) 조작 UI, 취침 예약 UI 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
또 다른 일 실시예에서, 메인 영상(5910)은 방송 채널을 통해 수신한 방송 영상이고, 보조 영상(5920)은 네트워크 망을 통해 수신한, 방송 영상과 관련된 정보일 수 있다. 네트워크망을 통해 수신한, 방송 영상과 관련된 정보는, 예를 들어 네트워크에 기반한 검색 엔진을 통해 획득된 정보일 수 있다. 보다 구체적으로 예를 들면, 네트워크에 기반한 검색 엔진을 통해 현재 메인 영상(5910)에 디스플레이 되고 있는 등장 인물과 관련된 정보가 획득될 수 있다.
그러나 예시는 이에 한정되지 않으며, 네트워크망을 통해 수신한, 방송 영상과 관련된 정보는 예를 들어 인공지능(artificial intelligence, AI) 시스템을 사용함으로써 획득될 수 있다. 보다 구체적으로 예를 들면, 네트워크에 기반한 딥러닝(deep-learning)을 이용하여 현재 메인 영상(5910)에 디스플레이 되고 있는 장소의 지도상 추정 위치(estimated-location in map)가 획득될 수 있고, 디지털 기기는 네트워크 망을 통하여, 현재 메인 영상(5910)에 디스플레이 되고 있는 장소의 지도상 추정 위치에 관한 정보를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따른 디지털 기기는 외부로부터 메인 영상(5910)의 영상 정보 및 보조 영상(5920)의 영상 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 메인 영상(5910)의 영상 정보는 예를 들어 방송 채널(broadcasting channel)을 통해 수신한 방송 신호(broadcasting signal), 메인 영상(5910)의 소스 코드(source code) 정보, 네트워크 망을 통해 수신한 메인 영상(5910)의 IP 패킷(internet protocol packet) 정보 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 마찬가지로, 보조 영상(5920)의 영상 정보는, 예를 들어 방송 채널을 통해 수신한 방송 신호, 보조 영상(5920)의 소스 코드 정보, 네트워크 망을 통해 수신한 보조 영상(5920)의 IP 패킷 정보 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 디지털 기기는 외부로부터 수신된 메인 영상(5910)의 영상 정보 또는 보조 영상(5920)의 영상 정보를 디코딩하여 이용할 수 있다. 다만, 경우에 따라서 디지털 기기는 메인 영상(5910)의 영상 정보 또는 보조 영상(5920)의 영상 정보를 내부에 자체적으로 저장하고 있을 수도 있다.
디지털 기기는 메인 영상(5910)의 영상 정보 및 보조 영상(5920)과 관련된 정보에 기초하여, 메인 영상(5910)과 보조 영상(5920)을 디지털 기기의 스크린(5900)에 디스플레이 할 수 있다.
일 예시에서, 디지털 기기의 디코딩 장치(200)는 메인 영상 디코딩 장치와 보조 영상 디코딩 장치를 포함하고, 메인 영상 디코딩 장치와 보조 영상 디코딩 장치는 각각 메인 영상(5910)의 영상 정보와 보조 영상(5920)의 영상 정보를 디코딩 할 수 있다. 렌더러는 메인 영상 렌더러(제1 렌더러)와 보조 영상 렌더러(제2 렌더러)를 포함하고, 메인 영상 렌더러는 메인 영상 디코딩 장치에서 디코딩 된 정보에 기초하여 메인 영상(5910)을 디지털 기기의 스크린(5900)의 제1 영역에 디스플레이되도록 할 수 있고, 보조 영상 렌더러는 보조 영상 디코딩 장치에서 디코딩 된 정보에 기초하여 보조 영상(5920)을 디지털 기기의 스크린(5900)의 제2 영역에 디스플레이되도록 할 수 있다.
또 다른 예시에서, 디지털 기기의 디코딩 장치(200)는 메인 영상(5910)의 영상 정보와 보조 영상(5920)의 영상 정보를 디코딩 할 수 있다. 디코딩 장치(200)에서 디코딩된 정보에 기초하여, 렌더러는 메인 영상(5910) 및 보조 영상(5920)을 함께 처리하여 동시에 디지털 기기의 스크린(5900)에 디스플레이되도록 할 수 있다.
즉, 본 문서에 따르면, 디지털 기기에서 영상 서비스 처리 방법을 제공할 수 있다. 상기 영상 서비스 처리 방법에 따르면, 영상 정보를 수신하는 단계, 상기 영상 정보를 기반으로 (메인) 영상을 디코딩하는 단계, 디코딩된 영상을 디스플레이 내 제1 영역에 렌더링 또는 디스플레이하는 단계, 디스플레이 내 제2 영역에 보조 영상을 렌더링 또는 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우 제1 영상을 디코딩하는 단계는, 상술한 도 3에 따른 디코딩 장치(200)에서의 디코딩 절차를 따를 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, 제1 영상을 디코딩하는 단계는 인터 또는 인트라 예측을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계, 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계(생략 가능) 및 예측 샘플들 및/또는 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로 제1 영상을 디코딩하는 단계는 복원 샘플들을 포함하는 복원 픽처에 인루프 필터링 절차를 수행하는 것을 포함할 수도 있다.
예를 들어, 상기 보조 영상은 EPG(electronic program guide), OSD(on screen display), 또는 GUI(graphic user interface)일 수 있다. 예를 들어, 상기 영상 정보는 방송망(broadcast network)를 통하여 수신되고, 상기 보조 영상에 관한 정보는 상기 방송망을 통하여 수신될 수 있다. 예를 들어, 상기 영상 정보는 통신망(communication network)를 통하여 수신되고, 상기 보조 영상에 관한 정보는 상기 통신망을 통하여 수신될 수 있다. 예를 들어, 상기 영상 정보는 방송망을 통하여 수신되고, 상기 보조 영상에 관한 정보는 통신망을 통하여 수신될 수 있다. 예를 들어, 상기 영상 정보는 방송망 또는 통신망을 통하여 수신되고, 상기 보조 영상에 관한 정보는 상기 디지털 기기 내의 저장매체에 저장되어 있을 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (12)

  1. 인터 예측을 기반으로 비디오 신호를 처리하는 방법에 있어서,
    현재 블록의 공간 머지 후보 및 시간 머지 후보를 이용하여 상기 현재 블록의 제1 머지 후보 리스트를 구성하는 단계;
    상기 현재 블록 이전에 코딩된 블록의 모션 정보를 나타내는 히스토리 기반 머지 후보를 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가함으로써 제2 머지 후보 리스트를 구성하는 단계;
    상기 제2 머지 후보 리스트 내에서 상기 현재 블록에 적용되는 머지 후보를 지시하는 머지 인덱스를 획득하는 단계;
    상기 머지 인덱스에 의해 지시되는 머지 후보의 모션 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 머지 후보의 모션 정보에 기초하여 히스토리 기반 후보 리스트를 업데이트하는 단계를 포함하되,
    상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 미리 정의된 머지 후보와 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가되는 것을 특징으로 하는, 비디오 신호 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 미리 정의된 특정 개수의 머지 후보들과 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가되는 것을 특징으로 하는, 비디오 신호 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 특정 공간 머지 후보와 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가되는 것을 특징으로 하는, 비디오 신호 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 히스토리 기반 머지 후보들을 저장하는 히스토리 기반 버퍼 내에서 미리 정의된 개수의 후보들로부터 유도되는 것을 특징으로 하는, 비디오 신호 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 머지 후보리스트를 구성하는 단계는,
    히스토리 기반 공간-시간 머지 후보를 추가하는 단계를 더 포함하고,
    상기 히스토리 기반 공간 시간 후보는 2개의 상기 히스토리 기반 머지 후보 및 상기 시간 머지 후보를 이용하여 유도되는 것을 특징으로 하는, 비디오 신호 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 히스토리 기반 공간 시간 후보의 모션 벡터는 상기 2개의 히스토리 기반 머지 후보의 모션 벡터를 평균한 값과 상기 시간 머지 후보의 모션 벡터를 평균한 값으로 유도되는 것을 특징으로 하는, 비디오 신호 처리 방법.
  7. 인터 예측을 기반으로 비디오 신호를 처리하는 장치에 있어서,
    상기 비디오 신호를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리와 결합된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    현재 블록의 공간 머지 후보 및 시간 머지 후보를 이용하여 상기 현재 블록의 제1 머지 후보 리스트를 구성하고,
    상기 현재 블록 이전에 코딩된 블록의 모션 정보를 나타내는 히스토리 기반 머지 후보를 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가함으로써 제2 머지 후보 리스트를 구성하고,
    상기 제2 머지 후보 리스트 내에서 상기 현재 블록에 적용되는 머지 후보를 지시하는 머지 인덱스를 획득하고,
    상기 머지 인덱스에 의해 지시되는 머지 후보의 모션 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하고,
    상기 머지 후보의 모션 정보에 기초하여 히스토리 기반 후보 리스트를 업데이트하되,
    상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 미리 정의된 머지 후보와 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가되는 것을 특징으로 하는, 비디오 신호 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 미리 정의된 특정 개수의 머지 후보들과 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가되는 것을 특징으로 하는, 비디오 신호 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 제1 머지 후보 리스트에 포함된 특정 공간 머지 후보와 중복되지 않는 모션 정보를 갖는 경우, 상기 제1 머지 후보 리스트에 추가되는 것을 특징으로 하는, 비디오 신호 처리 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 히스토리 기반 머지 후보는 상기 히스토리 기반 머지 후보들을 저장하는 히스토리 기반 버퍼 내에서 미리 정의된 개수의 후보들로부터 유도되는 것을 특징으로 하는, 비디오 신호 처리 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    히스토리 기반 공간-시간 머지 후보를 추가하고,
    상기 히스토리 기반 공간 시간 후보는 2개의 상기 히스토리 기반 머지 후보 및 상기 시간 머지 후보를 이용하여 유도되는 것을 특징으로 하는, 비디오 신호 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 히스토리 기반 공간 시간 후보의 모션 벡터는 상기 2개의 히스토리 기반 머지 후보의 모션 벡터를 평균한 값과 상기 시간 머지 후보의 모션 벡터를 평균한 값으로 유도되는 것을 특징으로 하는, 비디오 신호 처리 장치.
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