WO2023043226A1 - 비디오 신호 부호화/복호화 방법, 그리고 비트스트림을 저장한 기록 매체 - Google Patents

비디오 신호 부호화/복호화 방법, 그리고 비트스트림을 저장한 기록 매체 Download PDF

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WO2023043226A1
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motion information
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motion
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임성원
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주식회사 케이티
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Definitions

  • the present disclosure relates to a video signal processing method and apparatus.
  • High-resolution and high-quality images such as high definition (HD) images and ultra high definition (UHD) images is increasing in various application fields.
  • image data becomes higher resolution and higher quality, the amount of data increases relatively compared to existing image data. Therefore, when image data is transmitted using a medium such as an existing wired/wireless broadband line or stored using an existing storage medium, transmission cost and Storage costs increase.
  • High-efficiency video compression technologies can be used to solve these problems that occur as video data becomes high-resolution and high-quality.
  • An inter-prediction technique for predicting pixel values included in the current picture from pictures before or after the current picture as an image compression technique an intra-prediction technique for predicting pixel values included in the current picture using pixel information within the current picture
  • image compression technology can be used to effectively compress and transmit or store image data.
  • An object of the present disclosure is to provide a method for performing motion estimation based on a pre-reconstructed picture at a decoder side and an apparatus for performing the same.
  • An object of the present disclosure is to provide a method for increasing prediction accuracy by combining a plurality of inter prediction modes and an apparatus for performing the same.
  • An object of the present disclosure is to provide a method of adaptively determining an index assigned to motion information candidates included in a motion information list and an apparatus for performing the same.
  • An object of the present disclosure is to provide a method of rearranging motion information candidates included in a motion information list and an apparatus for performing the same.
  • An object of the present disclosure is to provide a method for generating a new motion information candidate by combining two motion information candidates previously inserted into a motion information list and an apparatus for performing the same.
  • An image decoding method includes generating a motion information merge list for a current block; selecting one of a plurality of motion information merging candidates included in the motion information merging list; and obtaining a prediction block for the current block based on motion information derived from the selected motion information merging candidate.
  • an index assigned to each of the plurality of motion information merging candidates may be determined based on a rank of the motion information merging candidates determined by a decoder.
  • An image encoding method includes performing motion estimation on a current block; generating a motion information merging list for the current block; and selecting one identical to the motion information of the current block from among a plurality of motion information merging candidates included in the motion information merging list.
  • an index assigned to each of the plurality of motion information merging candidates may be determined based on the adaptively determined rank of the motion information merging candidates.
  • an insertion order of the motion information merging candidates is determined according to the ranking, and the plurality of motion information merging candidates are sequentially merged with the motion information according to the insertion order. Can be inserted into a list.
  • a sorting order of the motion information merging candidates is determined according to the ranking, and the plurality of motion information merging candidates may be rearranged according to the sorting order.
  • the sorting order of motion information merging candidates having unidirectional motion information among the plurality of motion information candidates is the same as the insertion order, and the motion information merging candidates having bidirectional motion information are sorted.
  • the order may be determined based on bilateral matching.
  • a sorting order among motion information merging candidates having the bi-directional motion information is determined based on bi-directional motion information of each of the motion information merging candidates having the bi-directional motion information. and the cost between L1 reference blocks.
  • the ranking is determined based on index information indicating one of a plurality of ranking candidates, and the index may be explicitly signaled through a bitstream.
  • the index information is signaled in units of areas in which parallel processing is performed, and the areas in which parallel processing is performed include subpictures, slices, tiles, coding tree units, or merges. It may be a Merge Estimation Region.
  • the ranking is based on a cost between a reference template determined based on motion information of each of the motion information merging candidates and a current template composed of the current block neighbor-reconstructed samples. can be determined based on
  • the ranking may be determined based on the shape of the current block.
  • an index assigned to a motion information merging candidate derived from a left neighboring block is assigned to a motion information merging candidate derived from an upper neighboring block. It can have a value smaller than the assigned index.
  • At least one of the plurality of motion information merging candidates is generated by combining motion information merging candidates previously inserted into the motion information merging list, and the combination comprises:
  • the combination of L0 motion information and L1 motion information of previously inserted motion information merging candidates may have the lowest cost.
  • the cost may be derived based on a difference between an L0 reference block determined by the L0 motion information and an L1 reference block determined by the L1 motion information.
  • the cost is a result of a weighted sum operation between the L0 reference template determined by the L0 motion information and the L1 reference template determined by the L1 motion information, and the current block periphery can be derived based on the difference between the current templates of
  • signaling overhead can be reduced by performing motion estimation on the decoder side based on a previously reconstructed picture.
  • prediction accuracy can be improved by combining a plurality of inter prediction modes.
  • the number of bits required to encode an index can be reduced by rearranging motion information candidates included in a motion information list.
  • a new motion information candidate is generated by combining two motion information candidates previously inserted into a motion information list, thereby improving prediction accuracy.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • 4 and 5 illustrate an example in which a prediction block of a current block is generated based on motion information generated through motion estimation.
  • FIG. 6 shows a referenced position for deriving a motion vector prediction value.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a template-based motion estimation method.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a motion estimation method based on a bilateral matching method.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a motion estimation method based on a unidirectional matching method.
  • FIG 13 illustrates an example in which prediction samples are generated under the DC mode.
  • FIG. 14 illustrates an example in which prediction samples are generated under the directional intra prediction mode.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of deriving a prediction block of a current block by a combined prediction method.
  • 16 shows an example in which a plurality of prediction blocks are generated under the combined prediction method.
  • FIG. 17 illustrates various examples in which a current block is divided according to a partition type.
  • 19 is an example showing the position of the dividing line.
  • FIG. 20 illustrates an example in which a current block is divided according to the description of FIGS. 18 and 19 .
  • 21 illustrates an example of deriving prediction samples in a weighted sum region and an unweighted sum region.
  • FIG. 22 illustrates an example in which a filter is applied centered on a boundary between a weighted sum region and an unweighted sum region.
  • 23 and 24 illustrate operations of an encoder and a decoder when a motion information signaling mode is applied.
  • 25 illustrates an example of rearranging motion information candidates using a template.
  • 26 is a diagram for explaining an example of rearranging motion information candidates based on a bilateral matching method.
  • 27 and 28 illustrate examples in which motion information merging candidates are rearranged according to the sorting order determined by the bilateral matching method.
  • 29 is a diagram illustrating the configuration of a motion information merging list.
  • FIG. 30 shows an example of cost calculation under a method using a template.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present disclosure.
  • the terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • an image encoding apparatus 100 includes a picture division unit 110, prediction units 120 and 125, a transform unit 130, a quantization unit 135, a rearrangement unit 160, an entropy encoding unit ( 165), an inverse quantization unit 140, an inverse transform unit 145, a filter unit 150, and a memory 155.
  • each component shown in FIG. 1 is shown independently to represent different characteristic functions in the video encoding device, and does not mean that each component is made of separate hardware or a single software component. That is, each component is listed and included as each component for convenience of explanation, and at least two components of each component can be combined to form one component, or one component can be divided into a plurality of components to perform a function, and each of these components can be divided into a plurality of components. Integrated embodiments and separated embodiments of components are also included in the scope of the present disclosure unless departing from the essence of the present disclosure.
  • components may be optional components for improving performance rather than essential components that perform essential functions in the present disclosure.
  • the present disclosure may be implemented by including only components essential to implement the essence of the present disclosure, excluding components used for performance improvement, and a structure including only essential components excluding optional components used for performance enhancement. Also included in the scope of the present disclosure.
  • the picture divider 110 may divide an input picture into at least one processing unit.
  • the processing unit may be a prediction unit (PU), a transform unit (TU), or a coding unit (CU).
  • the picture divider 110 divides one picture into a plurality of combinations of coding units, prediction units, and transformation units, and combines one coding unit, prediction unit, and transformation unit according to a predetermined criterion (eg, a cost function). You can encode a picture by selecting .
  • a predetermined criterion eg, a cost function
  • one picture may be divided into a plurality of coding units.
  • a recursive tree structure such as a quad tree, a ternary tree, or a binary tree may be used.
  • a coding unit divided into other coding units using a coding unit as a root may be divided with as many child nodes as the number of divided coding units.
  • a coding unit that is not further divided according to a certain limit becomes a leaf node. For example, when it is assumed that quad tree splitting is applied to one coding unit, one coding unit may be split into up to four different coding units.
  • a coding unit may be used as a unit for performing encoding or a unit for performing decoding.
  • the prediction unit may be divided into at least one square or rectangular shape having the same size within one coding unit, and one of the prediction units divided within one coding unit predicts another prediction unit. It may be divided to have a shape and/or size different from the unit.
  • a conversion unit and a prediction unit may be set identically. In this case, after dividing the encoding unit into a plurality of transformation units, intra-prediction may be performed for each transformation unit. Coding units may be divided horizontally or vertically. The number of transformation units generated by dividing the coding unit may be 2 or 4 according to the size of the coding unit.
  • the prediction units 120 and 125 may include an inter prediction unit 120 that performs inter prediction and an intra prediction unit 125 that performs intra prediction. It is possible to determine whether to use inter-prediction or intra-prediction for a coding unit, and determine specific information (eg, intra-prediction mode, motion vector, reference picture, etc.) according to each prediction method. In this case, a processing unit in which prediction is performed and a processing unit in which a prediction method and specific details are determined may be different. For example, a prediction method and a prediction mode may be determined in a coding unit, and prediction may be performed in a prediction unit or a transformation unit. A residual value (residual block) between the generated prediction block and the original block may be input to the transform unit 130 .
  • an inter prediction unit 120 that performs inter prediction
  • an intra prediction unit 125 that performs intra prediction. It is possible to determine whether to use inter-prediction or intra-prediction for a coding unit, and determine specific information (eg, intra-prediction mode, motion vector, reference
  • prediction mode information and motion vector information used for prediction may be encoded in the entropy encoding unit 165 together with residual values and transmitted to a decoding device.
  • a specific encoding mode it is also possible to encode an original block as it is and transmit it to a decoder without generating a prediction block through the prediction units 120 and 125 .
  • the inter-prediction unit 120 may predict a prediction unit based on information on at least one picture among pictures before or after the current picture, and in some cases based on information on a partially coded region within the current picture. You can also predict prediction units.
  • the inter-prediction unit 120 may include a reference picture interpolation unit, a motion estimation unit, and a motion compensation unit.
  • the reference picture interpolator may receive reference picture information from the memory 155 and generate pixel information of an integer pixel or less in the reference picture.
  • a DCT-based 8-tap interpolation filter with different filter coefficients may be used to generate pixel information of an integer pixel or less in units of 1/4 pixels.
  • a DCT-based 4-tap interpolation filter with different filter coefficients may be used to generate pixel information of an integer pixel or less in units of 1/8 pixels.
  • the motion predictor may perform motion prediction based on the reference picture interpolated by the reference picture interpolator.
  • various methods such as full search-based block matching algorithm (FBMA), three step search (TSS), and new three-step search algorithm (NTS) may be used.
  • FBMA full search-based block matching algorithm
  • TSS three step search
  • NTS new three-step search algorithm
  • the motion vector may have a motion vector value in units of 1/2 or 1/4 pixels based on interpolated pixels.
  • the motion estimation unit may predict the current prediction unit by using a different motion estimation method.
  • Various methods such as a skip method, a merge method, an advanced motion vector prediction (AMVP) method, and an intra block copy method may be used as motion prediction methods.
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • intra block copy method may be used as motion prediction methods.
  • the intra-prediction unit 125 may generate a prediction block based on reference pixel information that is pixel information in the current picture.
  • Reference pixel information may be derived from a selected one of a plurality of reference pixel lines.
  • the N-th reference pixel line may include left pixels having an x-axis difference between them and the upper-left pixel in the current block of N, and upper pixels having a y-axis difference of N between them and the upper-left pixel in the current block.
  • the number of reference pixel lines that can be selected by the current block may be 1, 2, 3 or 4.
  • a block adjacent to the current prediction unit is a block on which inter-prediction is performed
  • the reference pixel is a pixel on which inter-prediction is performed
  • the reference pixel included in the block on which inter-prediction is performed performs inter-prediction. It can be used by replacing it with the reference pixel information of the block. That is, when the reference pixel is unavailable, information on the unavailable reference pixel may be replaced with at least one information among available reference pixels.
  • Prediction modes in intra-prediction may include a directional prediction mode in which reference pixel information is used according to a prediction direction, and a non-directional prediction mode in which directional information is not used during prediction.
  • a mode for predicting luminance information and a mode for predicting chrominance information may be different, and intra-prediction mode information or predicted luminance signal information used for predicting luminance information may be used to predict chrominance information. .
  • the picture for the prediction unit is based on the pixel on the left, the top left, and the top of the prediction unit. I can do my predictions.
  • a prediction block may be generated after applying a smoothing filter to a reference pixel according to a prediction mode. Whether to apply a smoothing filter may be determined according to the selected reference pixel line.
  • the intra prediction mode of the current prediction unit may be predicted from the intra prediction modes of prediction units existing around the current prediction unit.
  • the current prediction unit and the neighboring prediction using predetermined flag information Information that the prediction modes of the units are the same may be transmitted, and if the prediction modes of the current prediction unit and the neighboring prediction units are different, entropy encoding may be performed to encode prediction mode information of the current block.
  • a residual block may be generated that includes residual information that is a difference between a prediction unit performed prediction based on the prediction unit generated by the prediction units 120 and 125 and an original block of the prediction unit.
  • the generated residual block may be input to the transform unit 130 .
  • the residual block including the original block and the residual information of the prediction unit generated through the prediction units 120 and 125 is converted into DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), KLT and It can be converted using the same conversion method. Whether DCT, DST, or KLT is applied to transform the residual block is based on at least one of the size of the transformation unit, the shape of the transformation unit, the prediction mode of the prediction unit, or the intra-prediction mode information of the prediction unit. can be determined by
  • the quantization unit 135 may quantize the values converted to the frequency domain by the transform unit 130 .
  • a quantization coefficient may change according to a block or an importance of an image.
  • the value calculated by the quantization unit 135 may be provided to the inverse quantization unit 140 and the rearrangement unit 160 .
  • the rearrangement unit 160 may rearrange the coefficient values for the quantized residual values.
  • the reordering unit 160 may change a 2D block-type coefficient into a 1-D vector form through a coefficient scanning method. For example, the reordering unit 160 may scan DC coefficients to high-frequency coefficients using a zig-zag scan method and change them into a one-dimensional vector form.
  • zig-zag scan vertical scan that scans two-dimensional block-shaped coefficients in the column direction, horizontal scan that scans two-dimensional block-shaped coefficients in the row direction, or two-dimensional block-shaped coefficients in the row direction.
  • Diagonal scan which scans block shape coefficients in a diagonal direction, may also be used. That is, it is possible to determine which scan method among zig-zag scan, vertical scan, horizontal scan, and diagonal scan is used according to the size of the transformation unit and the intra-prediction mode.
  • the entropy encoding unit 165 may perform entropy encoding based on the values calculated by the reordering unit 160 .
  • Entropy encoding may use various encoding methods such as, for example, exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • the entropy encoding unit 165 receives residual value coefficient information and block type information of a coding unit from the reordering unit 160 and the prediction units 120 and 125, prediction mode information, division unit information, prediction unit information and transmission unit information, motion Various information such as vector information, reference frame information, block interpolation information, and filtering information can be encoded.
  • the entropy encoding unit 165 may entropy-encode the coefficient value of the coding unit input from the reordering unit 160 .
  • the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 145 inversely quantize the values quantized by the quantization unit 135 and inverse transform the values transformed by the transform unit 130 .
  • the residual value (Residual) generated by the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 145 is combined with the prediction unit predicted through the motion estimation unit, motion compensation unit, and intra prediction unit included in the prediction units 120 and 125.
  • a Reconstructed Block can be created.
  • the filter unit 150 may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • a deblocking filter may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • ALF adaptive loop filter
  • the deblocking filter can remove block distortion caused by a boundary between blocks in a reconstructed picture.
  • it may be determined whether to apply the deblocking filter to the current block based on pixels included in several columns or rows included in the block.
  • a strong filter or a weak filter may be applied according to the required deblocking filtering strength.
  • horizontal filtering and vertical filtering may be processed in parallel.
  • the offset correction unit may correct an offset of the deblocked image from the original image in units of pixels.
  • pixels included in the image are divided into a certain number of areas, then the area to be offset is determined and the offset is applied to the area, or the offset is performed considering the edge information of each pixel method can be used.
  • Adaptive Loop Filtering may be performed based on a value obtained by comparing the filtered reconstructed image with the original image. After dividing the pixels included in the image into predetermined groups, filtering may be performed differentially for each group by determining one filter to be applied to the corresponding group. Information related to whether or not to apply ALF may be transmitted for each coding unit (CU) of a luminance signal, and the shape and filter coefficients of an ALF filter to be applied may vary according to each block. In addition, the ALF filter of the same form (fixed form) may be applied regardless of the characteristics of the block to be applied.
  • ALF Adaptive Loop Filtering
  • the memory 155 may store a reconstructed block or picture calculated through the filter unit 150, and the stored reconstructed block or picture may be provided to the prediction units 120 and 125 when inter prediction is performed.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • the image decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, a reordering unit 215, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 225, a prediction unit 230 and 235, a filter unit ( 240), memory 245 may be included.
  • the input bitstream may be decoded by a procedure opposite to that of the image encoding device.
  • the entropy decoding unit 210 may perform entropy decoding by a procedure opposite to that performed by the entropy encoding unit of the image encoding apparatus. For example, various methods such as exponential Golomb, CAVLC (Context-Adaptive Variable Length Coding), and CABAC (Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) may be applied corresponding to the method performed by the image encoding device.
  • various methods such as exponential Golomb, CAVLC (Context-Adaptive Variable Length Coding), and CABAC (Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) may be applied corresponding to the method performed by the image encoding device.
  • the entropy decoding unit 210 may decode information related to intra-prediction and inter-prediction performed by the encoding device.
  • the rearrangement unit 215 may perform rearrangement based on a method in which the encoding unit rearranges the entropy-decoded bitstream in the entropy decoding unit 210 . Coefficients expressed in the form of one-dimensional vectors may be reconstructed into coefficients in the form of two-dimensional blocks and rearranged. The rearrangement unit 215 may perform rearrangement through a method of receiving information related to the coefficient scanning performed by the encoder and performing reverse scanning based on the scanning order performed by the corresponding encoder.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization based on the quantization parameter provided by the encoding device and the rearranged coefficient value of the block.
  • the inverse transform unit 225 may perform inverse transforms, that is, inverse DCT, inverse DST, and inverse KLT, on the transforms performed by the transform unit, that is, DCT, DST, and KLT, on the quantization result performed by the video encoding apparatus. Inverse transformation may be performed based on the transmission unit determined by the video encoding device. In the inverse transformation unit 225 of the video decoding apparatus, transformation techniques (eg, DCT, DST, KLT) are selectively performed according to a plurality of pieces of information such as prediction method, size and shape of the current block, prediction mode, and intra-prediction direction. It can be.
  • transformation techniques eg, DCT, DST, KLT
  • the prediction units 230 and 235 may generate a prediction block based on information related to prediction block generation provided from the entropy decoding unit 210 and previously decoded block or picture information provided from the memory 245 .
  • Intra-prediction is performed on a prediction unit based on a pixel existing in , but when performing intra-prediction, if the size of the prediction unit and the size of the transformation unit are different, a reference pixel based on the transformation unit is used to screen the picture. I can do my predictions.
  • intra prediction using NxN division may be used only for the smallest coding unit.
  • the prediction units 230 and 235 may include a prediction unit determination unit, an inter prediction unit, and an intra prediction unit.
  • the prediction unit determination unit receives various information such as prediction unit information input from the entropy decoding unit 210, prediction mode information of the intra prediction method, and motion prediction related information of the inter prediction method, and classifies the prediction unit from the current coding unit. , it is possible to determine whether the prediction unit performs inter-prediction or intra-prediction.
  • the inter-prediction unit 230 uses information necessary for inter-prediction of the current prediction unit provided from the video encoding device, based on information included in at least one picture among pictures before or after the current picture that includes the current prediction unit. It is possible to perform inter-prediction for the current prediction unit. Alternatively, inter prediction may be performed based on information of a pre-reconstructed partial region in the current picture including the current prediction unit.
  • the motion prediction methods of the prediction unit included in the corresponding coding unit based on the coding unit are skip mode, merge mode, AMVP mode, intra-block copy It is possible to determine which of the modes is used.
  • the intra prediction unit 235 may generate a prediction block based on pixel information in the current picture.
  • intra prediction may be performed based on intra prediction mode information of the prediction unit provided by the video encoding device.
  • the intra prediction unit 235 may include an Adaptive Intra Smoothing (AIS) filter, a reference pixel interpolation unit, and a DC filter.
  • the AIS filter is a part that performs filtering on reference pixels of the current block, and can be applied by determining whether to apply the filter according to the prediction mode of the current prediction unit.
  • AIS filtering may be performed on the reference pixels of the current block using the prediction mode of the prediction unit and AIS filter information provided by the image encoding apparatus.
  • AIS filter may not be applied.
  • the reference pixel interpolator may interpolate the reference pixel to generate a reference pixel in pixel units having an integer value or less.
  • the prediction mode of the current prediction unit is a prediction mode for generating a prediction block without interpolating reference pixels
  • the reference pixels may not be interpolated.
  • the DC filter may generate a prediction block through filtering when the prediction mode of the current block is the DC mode.
  • the reconstructed block or picture may be provided to the filter unit 240 .
  • the filter unit 240 may include a deblocking filter, an offset correction unit, and an ALF.
  • Information on whether a deblocking filter is applied to a corresponding block or picture and, when a deblocking filter is applied, information on whether a strong filter or a weak filter is applied may be provided from the video encoding device.
  • the deblocking filter of the video decoding apparatus receives information related to the deblocking filter provided by the video encoding apparatus, and the video decoding apparatus may perform deblocking filtering on the corresponding block.
  • the offset correction unit may perform offset correction on the reconstructed image based on the type and offset value information of the offset correction applied to the image during encoding.
  • ALF may be applied to a coding unit based on ALF application information, ALF coefficient information, etc. provided from an encoding device. Such ALF information may be included in a specific parameter set and provided.
  • the memory 245 may store a reconstructed picture or block so that it can be used as a reference picture or reference block, and may also provide the reconstructed picture to an output unit.
  • a coding unit is used as a coding unit, but it may be a unit that performs not only encoding but also decoding.
  • the current block indicates a block to be encoded/decoded, and according to encoding/decoding steps, a coding tree block (or coding tree unit), a coding block (or coding unit), a transform block (or transform unit), and a prediction block (or a prediction unit) or a block to which an in-loop filter is applied.
  • a 'unit' may represent a basic unit for performing a specific encoding/decoding process
  • a 'block' may represent a pixel array of a predetermined size.
  • 'block' and 'unit' can be used interchangeably.
  • a coding block (coding block) and a coding unit (coding unit) may be understood as equivalent to each other.
  • a picture including the current block will be referred to as a current picture.
  • Inter prediction may be performed in units of blocks.
  • a prediction block of the current block may be generated from a reference picture using motion information of the current block.
  • the motion information may include at least one of a motion vector, a reference picture index, and a prediction direction.
  • Motion information of the current block may be generated through motion estimation.
  • a search range for motion estimation may be set from the same position as the reference point of the current block in the reference picture.
  • the reference point may be the location of the top left sample of the current block.
  • a rectangle having a size of (w0+w01) and (h0+h1) centered on a reference point is set as a search range.
  • w0, w1, h0, and h1 may have the same value.
  • at least one of w0, w1, h0 and h1 may be set to have a different value from the other one.
  • the sizes of w0, w1, h0, and h1 may be determined so as not to exceed a coding tree unit (CTU) boundary, slice boundary, tile boundary, or picture boundary.
  • CTU coding tree unit
  • a cost with respect to the current block may be measured for each reference block.
  • the cost may be calculated using the similarity between the two blocks.
  • the cost may be calculated based on the sum of absolute differences between original samples in the current block and original samples (or reconstructed samples) in the reference block. The smaller the absolute value sum, the lower the cost can be.
  • a reference block having an optimal cost may be set as a prediction block of the current block.
  • a distance between the current block and the reference block may be set as a motion vector.
  • the x-coordinate difference and the y-coordinate difference between the current block and the reference block may be set as motion vectors.
  • an index of a picture including a reference block specified through motion estimation is set as a reference picture index.
  • a prediction direction may be set based on whether the reference picture belongs to the L0 reference picture list or the L1 reference picture list.
  • motion estimation may be performed for each of the L0 and L1 directions.
  • motion information in the L0 direction and motion information in the L1 direction may be respectively generated.
  • 4 and 5 illustrate an example in which a prediction block of a current block is generated based on motion information generated through motion estimation.
  • FIG. 4 shows an example of generating a prediction block through unidirectional (ie, L0 direction) prediction
  • FIG. 5 shows an example of generating a prediction block through bidirectional (ie, L0 and L1 directions) prediction.
  • a prediction block of the current block is generated using one piece of motion information.
  • the motion information may include an L0 motion vector, an L0 reference picture index, and prediction direction information covering the L0 direction.
  • a prediction block is generated using two pieces of motion information. For example, a reference block in the L0 direction specified based on motion information (L0 motion information) in the L0 direction is set as an L0 prediction block, and an L1 direction specified based on the motion information (L1 motion information) in the L1 direction.
  • a reference block of can generate an L1 prediction block.
  • a prediction block of the current block may be generated by performing a weighted sum of the L0 prediction block and the L1 prediction block.
  • the L0 reference picture exists in the previous direction of the current picture (ie, the POC value is smaller than that of the current picture), and the L1 reference picture exists in the direction after the current picture (ie, the current picture). POC value is greater than that of the picture).
  • the L0 reference picture may exist in a later direction of the current picture, or the L1 reference picture may exist in a previous direction of the current picture.
  • both the L0 reference picture and the L1 reference picture may exist in a direction before the current picture, or both may exist in a direction after the current picture.
  • bidirectional prediction may be performed using an L0 reference picture existing in a later direction of the current picture and an L1 reference picture existing in a previous direction of the current picture.
  • Motion information of a block on which inter prediction is performed may be stored in a memory.
  • motion information may be stored in units of samples.
  • motion information of a block to which a specific sample belongs may be stored as motion information of a specific sample.
  • the stored motion information may be used to derive motion information of a neighboring block to be encoded/decoded later.
  • the encoder may signal information encoding a residual sample corresponding to a difference between a sample of the current block (ie, an original sample) and a prediction sample and motion information necessary for generating a prediction block to the decoder.
  • the decoder may derive a difference sample by decoding information on the signaled difference value, and may generate a reconstructed sample by adding a prediction sample within a prediction block generated using motion information to the difference sample.
  • one of a plurality of inter prediction modes may be selected.
  • the plurality of inter prediction modes may include a motion information merging mode and a motion vector prediction mode.
  • the motion vector prediction mode is a mode in which a difference value between a motion vector and a predicted motion vector is encoded and signaled.
  • the motion vector prediction value may be derived based on motion information of neighboring blocks or neighboring samples adjacent to the current block.
  • FIG. 6 shows a referenced position for deriving a motion vector prediction value.
  • the current block has a size of 4x4.
  • 'LB' represents samples included in the leftmost column and the lowest row in the current block.
  • 'RT' represents samples included in the rightmost column and the topmost row in the current block.
  • A0 to A4 indicate samples neighboring the left side of the current block, and B0 to B5 indicate samples neighboring the top side of the current block.
  • A1 represents a sample neighboring to the left of LB, and B1 represents a sample neighboring to the top of RT.
  • Col indicates the position of a sample adjacent to the lower right corner of the current block in a co-located picture.
  • a collocated picture is a picture different from the current picture, and information for specifying the collocated picture may be explicitly coded in a bitstream and signaled.
  • a reference picture having a predefined reference picture index may be set as a collocated picture.
  • a motion vector prediction value of the current block may be derived from at least one motion vector prediction candidate included in a motion vector prediction list.
  • the number of motion vector prediction candidates (ie, the size of the list) that can be inserted into the motion vector prediction list may be predefined in the encoder and decoder.
  • the maximum number of motion vector prediction candidates may be two.
  • a motion vector stored in a position of a neighboring sample adjacent to the current block or a scaled motion vector derived by scaling the motion vector may be inserted into the motion vector prediction list as a motion vector prediction candidate.
  • a motion vector prediction candidate may be derived by scanning neighboring samples adjacent to the current block in a predefined order.
  • an available motion vector found first may be inserted into the motion vector prediction list as a motion vector prediction candidate.
  • a motion vector prediction candidate may be derived based on the first available vector found. Specifically, after scaling an available motion vector found first, the scaled motion vector may be inserted into the motion vector prediction list as a motion vector prediction candidate.
  • scaling may be performed based on an output order difference between the current picture and a reference picture (ie, a POC difference) and an output order difference between the current picture and a reference picture of a neighboring sample (ie, a POC difference).
  • a motion vector prediction candidate may be derived based on the first available vector found. Specifically, after scaling an available motion vector found first, the scaled motion vector may be inserted into the motion vector prediction list as a motion vector prediction candidate.
  • scaling may be performed based on an output order difference between the current picture and a reference picture (ie, a POC difference) and an output order difference between the current picture and a reference picture of a neighboring sample (ie, a POC difference).
  • a motion vector prediction candidate may be derived from a sample adjacent to the left side of the current block, and a motion vector prediction candidate may be derived from a sample adjacent to the top side of the current block.
  • the motion vector prediction candidate derived from the left sample may be inserted into the motion vector prediction list prior to the motion vector prediction candidate derived from the upper sample.
  • an index assigned to the motion vector prediction candidate derived from the left sample may have a value smaller than that of the motion vector prediction candidate derived from the upper sample.
  • the motion vector prediction candidate derived from the upper sample may be inserted into the motion vector prediction list before the motion vector prediction candidate derived from the left sample.
  • a motion vector prediction candidate having the highest coding efficiency among motion vector prediction candidates included in the motion vector prediction list may be set as a motion vector predictor (MVP) of the current block.
  • index information indicating a motion vector prediction candidate set as a motion vector prediction value of a current block among a plurality of motion vector prediction candidates may be encoded and signaled to a decoder.
  • the index information may be a 1-bit flag (eg, MVP flag).
  • a motion vector difference (MVD) which is a difference between a motion vector of a current block and a motion vector prediction value, may be encoded and signaled to a decoder.
  • the decoder may construct a motion vector prediction list in the same way as the encoder. Also, index information may be decoded from the bitstream, and one of a plurality of motion vector prediction candidates may be selected based on the decoded index information. The selected motion vector prediction candidate may be set as a motion vector prediction value of the current block.
  • a motion vector difference value may be decoded from the bitstream. Thereafter, the motion vector of the current block may be derived by adding the motion vector prediction value and the motion vector difference value.
  • a motion vector prediction list may be generated for each of the L0 direction and the L1 direction. That is, the motion vector prediction list may be composed of motion vectors in the same direction. Accordingly, the motion vector of the current block and the motion vector prediction candidates included in the motion vector prediction list have the same direction.
  • reference picture index and prediction direction information may be explicitly encoded and signaled to a decoder.
  • reference picture index and prediction direction information may be explicitly encoded and signaled to a decoder. For example, when a plurality of reference pictures exist on a reference picture list and motion estimation is performed on each of the plurality of reference pictures, a method for specifying a reference picture from which motion information of a current block is derived among the plurality of reference pictures A reference picture index may be explicitly coded and signaled to a decoder.
  • the prediction direction information may be an index indicating one of L0 unidirectional prediction, L1 unidirectional prediction, and bidirectional prediction.
  • the L0 flag indicating whether prediction in the L0 direction is performed and the L1 flag indicating whether prediction in the L1 direction are performed may be encoded and signaled.
  • the motion information merging mode is a mode in which motion information of a current block is set to be the same as motion information of a neighboring block.
  • motion information may be encoded/decoded using a motion information merging list.
  • a motion information merging candidate may be derived based on motion information of neighboring blocks or neighboring samples adjacent to the current block. For example, after pre-defining a location to be referenced around the current block, it is possible to check whether motion information exists in the pre-defined reference location. When motion information exists in a predefined reference position, the motion information of the corresponding position may be inserted into the motion information merging list as a motion information merging candidate.
  • the predefined reference positions may include at least one of A0, A1, B0, B1, B5, and Col.
  • motion information merging candidates may be derived in the order of A1, B1, B0, A0, B5, and Col.
  • motion information of a motion information merging candidate having an optimal cost may be set as motion information of the current block.
  • index information eg, merge index
  • a motion information merging candidate selected from among a plurality of motion information merging candidates may be encoded and transmitted to the decoder.
  • a motion information merging list may be configured in the same way as in the encoder. And, based on the merge index decoded from the bitstream, a motion information merge candidate may be selected. Motion information of the selected motion information merging candidate may be set as motion information of the current block.
  • the motion information merging list is composed of a single list regardless of prediction direction. That is, the motion information merging candidates included in the motion information merging list may have only L0 motion information or L1 motion information, or may have bi-directional motion information (ie, L0 motion information and L1 motion information).
  • Motion information of the current block may be derived using a reconstructed sample area around the current block.
  • a reconstructed sample region used to derive motion information of the current block may be referred to as a template.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a template-based motion estimation method.
  • the prediction block of the current block is determined based on the cost between the current block and the reference block within the search range.
  • motion estimation for the current block can be performed.
  • the cost may be calculated based on the sum of absolute differences between reconstructed samples in the current template and reconstructed samples in the reference block. The smaller the absolute value sum, the lower the cost can be.
  • a reference block neighboring the reference template may be set as a prediction block of the current block.
  • Motion information of the current block may be set based on the distance between the current block and the reference block, the index of the picture to which the reference block belongs, and whether the reference picture is included in the L0 or L1 reference picture list.
  • the decoder itself can perform motion estimation in the same way as the encoder. Accordingly, when motion information is derived using a template, there is no need to encode and signal motion information other than information indicating whether or not the template is used.
  • the current template may include at least one of an area adjacent to the top of the current block or an area adjacent to the left side of the current block.
  • an area adjacent to the top may include at least one row
  • an area adjacent to the left side may include at least one column.
  • the current template can be constructed.
  • the template may be configured only with an area adjacent to the left side of the current block or only with an area adjacent to the top of the current block.
  • the size and/or shape of the current template may be predefined in the encoder and decoder.
  • index information specifying one of the plurality of template candidates may be encoded and signaled to a decoder.
  • one of a plurality of template candidates may be adaptively selected based on at least one of the size, shape, or location of the current block. For example, when the current block is in contact with the upper boundary of the CTU, the current template may be configured only with an area adjacent to the left side of the current block.
  • Motion estimation based on a template may be performed on each of the reference pictures stored in the reference picture list.
  • motion estimation may be performed on only some of the reference pictures. For example, motion estimation is performed only for a reference picture having a reference picture index of 0, motion estimation is performed only for reference pictures having a reference picture index smaller than a threshold value, or reference pictures having a POC difference from the current picture smaller than the threshold value. can be done
  • motion estimation may be performed only on a reference picture indicated by the reference picture index.
  • motion estimation may be performed targeting a reference picture of a neighboring block corresponding to the current template. For example, if the template is composed of a left neighboring region and an upper neighboring region, at least one reference picture may be selected using at least one of a reference picture index of a left neighboring block or a reference picture index of an upper neighboring block. Then, motion estimation may be performed on at least one selected reference picture.
  • Information indicating whether template-based motion estimation is applied may be encoded and signaled to a decoder.
  • the information may be a 1-bit flag. For example, when the flag is true (1), it indicates that template-based motion estimation is applied to the L0 and L1 directions of the current block. On the other hand, if the flag is false (0), it indicates that template-based motion estimation is not applied. In this case, motion information of the current block may be derived based on the motion information merging mode or the motion vector prediction mode.
  • template-based motion estimation may be applied only when it is determined that the motion information merging mode and the motion vector prediction mode are not applied to the current block. For example, when both the first flag indicating whether the motion information merging mode is applied and the second flag indicating whether the motion vector prediction mode is applied are 0, motion estimation based on the template may be performed.
  • template-based motion estimation For each of the L0 and L1 directions, information indicating whether template-based motion estimation is applied may be signaled. That is, whether template-based motion estimation is applied to the L0 direction and whether template-based motion estimation is applied to the L1 direction may be independently determined. Accordingly, template-based motion estimation may be applied to one of the L0 direction and the L1 direction, while another mode (eg, motion information merging mode or motion vector prediction mode) may be applied to the other direction.
  • another mode eg, motion information merging mode or motion vector prediction mode
  • a prediction block of the current block may be generated based on a weighted sum operation of the L0 prediction block and the L1 prediction block.
  • the prediction block of the current block this can be created. This will be described later through Equation 2.
  • a motion estimation method based on a template may be inserted as a motion information merging candidate in a motion information merging mode or a motion vector prediction candidate in a motion vector prediction mode.
  • whether to apply the template-based motion estimation method may be determined based on whether the selected motion information merging candidate or the selected motion vector prediction candidate indicates the template-based motion estimation method.
  • motion information of the current block may be generated.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a motion estimation method based on a bilateral matching method.
  • the bilateral matching method can be performed only when the temporal order (ie, POC) of the current picture exists between the temporal order of the L0 reference picture and the temporal order of the L1 reference picture.
  • search ranges may be set for each of the L0 reference picture and the L1 reference picture.
  • an L0 reference picture index for identifying the L0 reference picture and an L1 reference picture index for identifying the L1 reference picture may be coded and signaled.
  • the L1 reference picture may be selected based on the distance between the current picture and the L0 reference picture (hereinafter referred to as the L0 POC difference).
  • the L1 POC difference the absolute value of the distance from the current picture (hereinafter referred to as the L1 POC difference) is equal to the absolute value of the distance between the current picture and the L0 reference picture. You can select a picture. If an L1 reference picture having the same L1 POC difference as the L0 POC difference does not exist, an L1 reference picture having the most similar L1 POC difference to the L0 POC difference may be selected from among the L1 reference pictures.
  • an L1 reference picture having a different temporal direction from the L0 reference picture among the L1 reference pictures may be used for bilateral matching. For example, when the POC of the L0 reference picture is smaller than that of the current picture, one of L1 reference pictures having a POC greater than that of the current picture may be selected.
  • the L1 reference picture index may be coded and signaled, and the L0 reference picture may be selected based on the distance between the current picture and the L1 reference picture.
  • the bilateral matching method may be performed using an L0 reference picture having the closest distance to the current picture among L0 reference pictures and an L1 reference picture having the closest distance to the current picture among L1 reference pictures.
  • both A matching method may also be performed.
  • the LX (X is 0 or 1) reference picture is selected based on an explicitly signaled reference picture index, and the L
  • reference picture list may be selected.
  • L0 and/or L1 reference pictures may be selected based on motion information of neighboring blocks of the current block.
  • an L0 and/or L1 reference picture to be used for bilateral matching may be selected using a reference picture index of a left or upper neighboring block of the current block.
  • the search range may be set within a predetermined range from the collocated block in the reference picture.
  • a search range may be set based on initial motion information.
  • Initial motion information may be derived from a neighboring block of the current block. For example, motion information of a left neighboring block or an upper neighboring block of the current block may be set as initial motion information of the current block.
  • the L0 motion vector and the motion vector in the L1 direction are set in opposite directions. This indicates that the sign of the L0 motion vector and the motion vector in the L1 direction have opposite signs to each other.
  • the size of the LX motion vector may be proportional to the distance between the current picture and the LX reference picture (ie, the POC difference).
  • L0 reference block a reference block belonging to the search range of the L0 reference picture
  • L1 reference block a reference block belonging to the search range of the L1 reference picture
  • an L1 reference block spaced apart from the current block by (-Dx, -Dy) may be selected.
  • D may be determined by a ratio of a distance between the current picture and the L0 reference picture and a distance between the L1 reference picture and the current picture.
  • the absolute value of the distance between the current picture (T) and the L0 reference picture (T-1) and the distance between the current picture (T) and the L1 reference picture (T+1) Absolute values are equal to each other. Accordingly, in the illustrated example, the L0 motion vector (x0, y0) and the L1 motion vector (x1, y1) have the same magnitude but opposite distances. If an L1 reference picture with a POC of (T+2) is used, the L1 motion vector (x1, y1) will be set to (-2*x0, -2*y0).
  • each of the L0 reference block and the L1 reference block may be set as the L0 prediction block and the L1 prediction block of the current block. Thereafter, a final prediction block of the current block may be generated through a weighted sum operation of the L0 reference block and the L1 reference block. For example, according to Equation 2 to be described later, a prediction block of the current block may be generated.
  • the decoder may perform motion estimation in the same way as the encoder. Accordingly, while information indicating whether the bilateral motion matching method is applied is explicitly encoded/decoded, encoding/decoding of motion information such as motion vectors may be omitted. As described above, at least one of the L0 reference picture index and the L1 reference picture index may be explicitly encoded/decoded.
  • the L0 motion vector or the L1 motion vector may be explicitly encoded and signaled.
  • the L0 motion vector When the L0 motion vector is signaled, the L1 motion vector can be derived based on the POC difference between the current picture and the L0 reference picture and the POC difference between the current picture and the L1 reference picture.
  • the L0 motion vector When the L1 motion vector is signaled, the L0 motion vector can be derived based on the POC difference between the current picture and the L0 reference picture and the POC difference between the current picture and the L1 reference picture.
  • the encoder may explicitly encode the smaller one of the L0 motion vector and the L1 motion vector.
  • Information indicating whether the bilateral matching method is applied may be a 1-bit flag. For example, when the flag is true (eg, 1), it may indicate that the bilateral matching method is applied to the current block. When the flag is false (eg, 0), it may indicate that the bilateral matching method is not applied to the current block. In this case, a motion information merging mode or a motion vector prediction mode may be applied to the current block.
  • the bilateral matching method may be applied only when it is determined that the motion information merging mode and the motion vector prediction mode are not applied to the current block. For example, when both the first flag indicating whether the motion information merging mode is applied and the second flag indicating whether the motion vector prediction mode is applied are 0, the bilateral matching method may be applied.
  • the bilateral matching method may be inserted as a motion information merging candidate in the motion information merging mode or a motion vector prediction candidate in the motion vector prediction mode.
  • whether to apply the bilateral matching method may be determined based on whether the selected motion information merging candidate or the selected motion vector prediction candidate indicates the bilateral matching method.
  • a prediction block of the current block may be generated by applying a unidirectional matching method to which the above bidirectional matching method does not apply.
  • a unidirectional matching method two reference pictures having a smaller temporal order (ie, POC) than the current block or two reference pictures having a greater temporal order than the current block may be used.
  • both reference pictures may be derived from the L0 reference picture list or the L1 reference picture list.
  • one of the two reference pictures may be derived from the L0 reference picture list and the other may be derived from the L1 reference picture list.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a motion estimation method based on a unidirectional matching method.
  • the unidirectional matching method may be performed based on two reference pictures having a smaller POC than the current picture (ie, forward reference pictures) or two reference pictures having a higher POC than the current picture (ie, backward reference pictures).
  • FIG. 10 it is illustrated that motion estimation based on a unidirectional matching method is performed based on the first reference picture (T-1) and the second reference picture (T-2) having smaller POCs than the current picture (T).
  • a first reference picture index for identifying the first reference picture and a second reference picture index for identifying the second reference picture may be coded and signaled.
  • a reference picture having a smaller POC difference from the current picture may be set as the first reference picture.
  • only reference pictures having a greater POC difference from the current picture than the first reference picture among the reference pictures included in the reference picture list may be set as the second reference picture.
  • the second reference picture index is obtained by rearranging reference pictures having the same temporal direction as the first reference picture and having a greater POC difference from the current picture than the first reference picture, and then obtaining an index of one of the rearranged reference pictures. It can be set to point to.
  • a reference picture having a greater POC difference from the current picture may be set as the first reference picture.
  • the second reference picture index is obtained by rearranging reference pictures having the same temporal direction as the first reference picture and having a smaller POC difference from the current picture than the first reference picture, and then selecting one of the rearranged reference pictures. It can be set to point to the index of
  • the unidirectional matching method may be performed using a reference picture to which a predefined index is assigned in the reference picture list and a reference picture having the same temporal direction as the reference picture.
  • a reference picture having an index of 0 in the reference picture list is set as a first reference picture
  • a reference picture having the smallest index among reference pictures in the same temporal direction as the first reference picture in the reference picture list is used as a second reference picture.
  • Both the first reference picture and the second reference picture can be selected from the L0 reference picture list or the L1 reference picture list.
  • FIG. 10 it is shown that two L0 reference pictures are used for the unidirectional matching method.
  • the first reference picture may be selected from the L0 reference picture list
  • the second reference picture may be selected from the L1 reference picture list.
  • Information indicating whether the first reference picture and/or the second reference picture belongs to the L0 reference picture list or the L1 reference picture list may be additionally encoded/decoded.
  • unidirectional matching may be performed using one of the L0 reference picture list and the L1 reference picture list set as default.
  • two reference pictures may be selected from among the L0 reference picture list and the L1 reference picture list having a greater number of reference pictures.
  • search ranges within the first reference picture and the second reference picture may be set.
  • the search range may be set within a predetermined range from the collocated block in the reference picture.
  • a search range may be set based on initial motion information.
  • Initial motion information may be derived from a neighboring block of the current block. For example, motion information of a left neighboring block or an upper neighboring block of the current block may be set as initial motion information of the current block.
  • motion estimation may be performed using a cost between a first reference block belonging to the search range of the first reference picture and a second reference block belonging to the search range of the second reference picture.
  • the size of the motion vector should be set to increase in proportion to the distance between the current picture and the reference picture.
  • the second reference block when a first reference block having a vector of (x, y) with the current picture is selected, the second reference block must be spaced apart from the current block by (Dx, Dy).
  • D may be determined by a ratio of a distance between the current picture and the first reference picture and a distance between the current picture and the second reference picture.
  • the distance between the current picture and the first reference picture is 1, and the distance between the current picture and the second reference picture (ie, the POC difference) is 2. Accordingly, when the first motion vector for the first reference block in the first reference picture is (x0, y0), the second motion vector (x1, y1) for the second reference block in the second reference picture is ( 2x0, 2y0).
  • each of the first reference block and the second reference block may be set as the first prediction block and the second prediction block of the current block. Thereafter, a final prediction block of the current block may be generated through a weighted sum operation of the first prediction block and the second prediction block. For example, according to Equation 2 to be described later, a prediction block of the current block may be generated.
  • the decoder may perform motion estimation in the same way as the encoder. Accordingly, information indicating whether the unidirectional motion matching method is applied may be explicitly encoded/decoded, while encoding/decoding of motion information such as motion vectors may be omitted. As described above, at least one of the first reference picture index and the second reference picture index may be explicitly encoded/decoded.
  • information indicating whether the unidirectional matching method is applied is explicitly encoded/decoded, but when the unidirectional matching method is applied, the first motion vector or the second motion vector may be explicitly encoded and signaled.
  • the second motion vector may be derived based on the POC difference between the current picture and the first reference picture and the POC difference between the current picture and the second reference picture.
  • the first motion vector may be derived based on a POC difference between the current picture and the first reference picture and a POC difference between the current picture and the second reference picture.
  • the encoder may explicitly encode a smaller one of the first motion vector and the second motion vector.
  • Information indicating whether the one-way matching method is applied may be a 1-bit flag. For example, when the flag is true (eg, 1), it may indicate that the one-way matching method is applied to the current block. When the flag is false (eg, 0), it may indicate that the one-way matching method is not applied to the current block. In this case, a motion information merging mode or a motion vector prediction mode may be applied to the current block.
  • the unidirectional matching method can be applied only when it is determined that the motion information merging mode and the motion vector prediction mode are not applied to the current block. For example, when both the first flag indicating whether the motion information merging mode is applied and the second flag indicating whether the motion vector prediction mode is applied are 0, the unidirectional matching method may be applied.
  • the unidirectional matching method may be inserted as a motion information merging candidate in the motion information merging mode or a motion vector prediction candidate in the motion vector prediction mode.
  • whether to apply the unidirectional matching method may be determined based on whether the selected motion information merging candidate or the selected motion vector prediction candidate indicates the unidirectional matching method.
  • Intra prediction is a method of obtaining a prediction block of a current block by using reference samples having spatial similarity with the current block.
  • Reference samples used for intra prediction may be reconstructed samples.
  • a reconstructed sample obtained by reconstructing a current block periphery may be set as a reference sample.
  • an adjacent reconstructed sample may be set as a reference sample of the specific location.
  • the original sample may be set as a reference sample.
  • At least one of a method for performing motion estimation in a decoder in the same manner as an encoder may be defined as an inter prediction mode.
  • a method for performing motion estimation in a decoder in the same manner as an encoder may be defined as an inter prediction mode.
  • a plurality of decoder-side motion estimation methods are defined as an inter prediction mode, specifying one of the plurality of decoder-side motion estimation methods together with a flag indicating whether the decoder-side motion estimation method is applied.
  • An index may be encoded and signaled. For example, an index indicating at least one of a template-based motion estimation method, a bilateral estimation method, and a unidirectional estimation method may be encoded and signaled.
  • Intra prediction may be performed based on at least one of a plurality of intra prediction modes predefined in an encoder and a decoder.
  • Intra prediction modes predefined in the encoder and decoder may include non-directional intra prediction modes and directional prediction modes.
  • mode 0 represents a planar mode, which is a non-directional mode
  • mode 1 represents a DC mode, which is a non-directional mode.
  • 65 directional intra prediction modes (2-66) are illustrated.
  • a larger number of intra prediction modes or a smaller number of intra prediction modes than shown may be predefined in the encoder and decoder.
  • One of predefined intra prediction modes may be selected, and a prediction block for a current block may be obtained based on the selected intra prediction mode.
  • the number and locations of reference samples used to generate prediction samples in the prediction block may be adaptively determined according to the selected intra prediction mode.
  • a reference sample T adjacent to the upper right corner and a reference sample L adjacent to the lower left corner of the current block may be used.
  • P1 represents a prediction sample in a horizontal direction
  • P2 represents a prediction sample in a vertical direction
  • P1 may be generated by linearly interpolating a reference sample having the same y-coordinate as P1 (ie, a reference sample located in the horizontal direction of P1) and a reference sample T.
  • P2 may be generated by linearly interpolating a reference sample having the same x-coordinate as P2 (ie, a reference sample located in the vertical direction of P2) and a reference sample L.
  • Equation 1 shows an example of generating a final prediction sample.
  • ⁇ represents a weight assigned to the horizontal direction prediction sample P1
  • ⁇ represents a weight assigned to the vertical direction prediction sample P2.
  • Weight ⁇ and weight ⁇ may be determined based on the width and height of the current block. Depending on the width and height of the current block, the weights ⁇ and ⁇ may have the same or different values. For example, when one side of a block is longer than the other side, a weight assigned to a prediction sample in a direction parallel to the long side may be set to have a higher value. Alternatively, contrary to the above, a weight assigned to a prediction sample in a direction parallel to the long side may be set to have a smaller value.
  • FIG 13 illustrates an example in which prediction samples are generated under the DC mode.
  • an average value of reference samples around the current block may be calculated.
  • Figure 13 shows the range of reference samples used to use the mean value. As in the example shown in FIG. 13 , the average value may be calculated based on the top reference samples and the left reference samples.
  • the average value may be calculated using only the top reference samples or the average value may be calculated using only the left reference samples. For example, when the width of the current block is greater than the height, or when the ratio between the width and height of the current block is equal to or greater than (or less than) a predefined value, an average value may be calculated using only upper reference samples. .
  • the average value can be calculated using only the left reference samples.
  • FIG. 14 illustrates an example in which prediction samples are generated under the directional intra prediction mode.
  • projection may be performed in the direction in which the reference sample is placed, according to the angle of the directional intra prediction mode, at each sample position in the current block.
  • the reference sample at the corresponding position may be set as a prediction sample.
  • reference samples around the projected position may be interpolated, and the interpolated value may be set as the predicted sample.
  • reference sample R3 when angle-based projection of the directional intra prediction mode is performed at the position of sample B in the current block, reference sample R3 exists at the projected position. Accordingly, reference sample R3 may be set as a predicted sample for the sample B position.
  • integer position reference samples existing around the projected position may be interpolated, and the interpolated value may be set as a predicted sample for the sample A position.
  • a value generated by interpolating integer position reference samples may be referred to as a fractional position reference sample (r in FIG. 14 ).
  • the prediction block of the current block may be generated through inter prediction or intra prediction.
  • inter prediction may be generated based on at least one of a plurality of inter prediction modes, and the plurality of inter prediction modes include a motion vector merging mode, a motion vector prediction mode, a motion estimation method based on a template, and a bilateral matching method.
  • at least one of the unidirectional matching methods may be included.
  • an inter prediction mode in which a decoder performs motion estimation in the same way as an encoder to generate a prediction block ie, a motion estimation method based on a template, a bilateral matching method
  • a decoder-side motion estimation mode an inter prediction mode in which information generated by motion estimation in an encoder is explicitly encoded and signaled (ie, a motion information merging mode and/or a motion vector prediction mode) is a motion information signaling mode.
  • a prediction block of a current block may be generated by combining two or more of inter prediction methods. For example, after generating a plurality of prediction blocks based on each of a plurality of inter prediction methods, a final prediction block of the current block may be generated based on the plurality of prediction blocks.
  • the above inter prediction method may be referred to as a combined prediction method.
  • Information indicating whether the combined prediction method is applied may be explicitly coded and signaled.
  • the information may be a 1-bit flag.
  • information identifying each of the two inter-prediction modes may be additionally encoded/decoded. For example, a flag indicating whether template-based motion estimation is applied, a flag indicating whether bilateral matching method is applied, a flag indicating whether unidirectional matching method is applied, a flag indicating whether motion information merging mode is applied, or Two or more of the flags indicating whether the motion vector prediction mode is applied may be coded and signaled.
  • a plurality of combination candidates configured by combining two of the inter prediction modes may be previously defined, and an index specifying one of the plurality of combination candidates may be coded and signaled.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of deriving a prediction block of a current block by a combined prediction method.
  • a first prediction block may be generated by applying the first inter prediction mode to the current block (S1510).
  • the first prediction mode may be any one of a motion vector merging mode, a motion vector prediction mode, a motion estimation method based on a template, a bilateral matching method, and a unidirectional matching method.
  • a second prediction block may be generated by applying the second inter prediction mode to the current block (S1520).
  • the second inter prediction mode may be any one different from the first inter prediction mode among a motion vector merging mode, a motion vector prediction mode, a template-based motion estimation method, a bilateral matching method, and a unidirectional matching method.
  • one of the first inter-prediction mode and the second inter-prediction mode may be set as a decoder-side motion estimation mode, and the other may be forced to be set as a motion information signaling mode.
  • 16 shows an example in which a plurality of prediction blocks are generated under the combined prediction method.
  • the template-based motion estimation method is applied to the L0 direction
  • the general motion estimation method of searching for a reference block similar to the current block is applied to the L1 direction.
  • the first prediction block (ie, the L0 prediction block) for the current block may be generated by applying the template-based motion estimation method to the L0 direction.
  • the current template within the search range of the L0 reference picture and the reference template with the lowest cost may be searched.
  • a distance between the current template and the reference template may be set as a motion vector in the L0 direction.
  • a reference block neighboring the reference template may be set as the first prediction block (ie, L0 prediction block) of the current block.
  • a second prediction block (ie, an L1 prediction block) for the current block may be generated by applying a general motion estimation method to the L1 direction. Specifically, a current block within the search range of the L1 reference picture and a reference block having the lowest cost may be searched for. When a reference block having the lowest cost is determined, a distance between the current block and the reference template may be set as a motion vector in the L1 direction.
  • the reference block may be set as the second prediction block (ie, L1 prediction block) of the current block.
  • the decoder can determine whether the template-based motion estimation method is applied based on the information. When it is determined that the motion estimation method based on the template is applied, the motion vector and/or the first prediction block may be generated through the motion estimation method based on the template in the same way as the encoder.
  • the decoder may generate a first prediction block by setting the template-based motion estimation method to the first inter prediction mode and performing template-based motion estimation.
  • the decoder sets the motion information merging mode or the motion vector prediction mode to the second inter prediction mode, and generates a second prediction block based on motion information derived based on information parsed from the bitstream.
  • the second inter prediction mode is a motion information merging mode
  • motion information may be derived based on a motion information merging index parsed from a bitstream.
  • motion information may be derived based on a motion vector prediction flag and a motion vector difference parsed from a bitstream.
  • the combined prediction method may be performed by applying different inter prediction modes to L0 inter prediction and L1 inter prediction, respectively.
  • bidirectional prediction ie, L0 and L1 prediction
  • unidirectional prediction ie, L0 or L1 prediction
  • bidirectional prediction ie, L0 and L1 prediction
  • uni-prediction may be performed through the first inter-prediction mode
  • bi-prediction may be performed through the second inter-prediction mode.
  • both the first inter-prediction mode and the second inter-prediction mode may be set to perform bidirectional prediction.
  • the prediction direction of the second inter prediction mode may be set according to the prediction direction of the first inter prediction mode.
  • the second inter-prediction mode may be set to be applied to L1-direction prediction or bi-directional prediction.
  • the first inter-prediction mode and the second inter-prediction mode may be selected regardless of the prediction direction.
  • the L0 reference picture is a forward reference picture with a smaller POC than the current picture
  • the L1 reference picture is a backward reference picture with a larger POC than the current picture.
  • the first inter-prediction mode can be forced to be performed using a forward reference picture
  • the second inter-prediction mode to be performed using a backward reference picture.
  • forward reference pictures may be used in both the L0 and L1 directions, or backward reference pictures may be used in both the L0 and L1 directions.
  • a final prediction block of the current block may be generated through a weighted sum operation of the first prediction block and the second prediction block (S1530).
  • Equation 2 shows an example of generating a final prediction block of a current block through a weighted sum operation.
  • Equation 2 P means the last prediction block of the current block, and P0 and P1 mean the first prediction block and the second prediction block, respectively.
  • [x, y] represents the coordinates of the sample in the current block.
  • W represents the width of the current block, and H represents the height of the current block.
  • the weight applied to the first prediction block P0 is w0 and the weight applied to the second prediction block P1 is (1-w0). Conversely, a weight of (1-w0) may be applied to the first prediction block P0 and a weight of w0 may be applied to the second prediction block P1.
  • the same weight may be assigned to each of P0 and P1. That is, by setting w0 to 1/2, the average value of P0 and P1 may be set as the final prediction block.
  • a weight assigned to each prediction block may be adaptively set according to an inter prediction mode used to generate each prediction block. For example, a weight assigned to a prediction block generated by a motion estimation mode on the decoder side may be set to a greater value than a weight assigned to a prediction block generated based on a motion information signaling mode.
  • the first prediction block ie, the L0 prediction block
  • the second prediction block ie, the L1 prediction block
  • the weight assigned to the first prediction block may have a greater value than the weight assigned to the second prediction block.
  • the weight may be determined based on the POC of the first reference picture used to generate the first prediction block and the POC of the second reference picture used to generate the second prediction block.
  • the weight w0 may be determined based on the ratio between the absolute value of the POC difference between the first reference picture and the current picture and the absolute value of the POC difference between the second reference picture and the current picture.
  • a higher weight may be assigned to a prediction block derived from a reference picture having a smaller absolute value of the POC difference from the current picture among the first reference picture and the second reference picture.
  • a weight applied to each prediction block may be determined based on a predefined weight table.
  • the weight table may be a lookup table in which different indices are assigned to each of the weight candidates that may be set to the weight w0.
  • lookup tables to which different indices are assigned to each of the five weight candidates may be pre-stored in the encoder and the decoder.
  • a weight table [4/8, 5/8, 3/8, 10/8, -2/8] including 5 weight candidates to which indices 0 to 4 are assigned in the enumerated order may be predefined.
  • Index information identifying a candidate value having the same value as w0 in the lookup table may be explicitly encoded and signaled.
  • the number of weight candidates included in the weight table and/or the value of the weight candidates may be at least one of the inter prediction mode, the size of the current block, the shape of the current block, the temporal direction of the reference picture(s), or the temporal order of the reference picture(s). It can be adaptively determined based on one.
  • a weight w0 may be selected from N weight candidates.
  • a weight w0 may be selected from among M weight candidates.
  • M may be a natural number different from N.
  • a combined prediction method is applied by combining a first inter prediction mode and a second inter prediction mode different from the first inter prediction mode.
  • the final prediction block of the current block may be generated by generating two prediction blocks based on one inter prediction mode.
  • the same inter prediction mode may be applied to both the L0 direction and the L1 direction.
  • a template-based motion estimation method may be applied to both the L0 direction and the L1 direction.
  • information eg, a flag
  • indicating whether the template-based motion estimation method is applied to each of the L0 and L1 directions may be explicitly encoded and signaled.
  • two prediction blocks may be generated by applying a template-based motion estimation method to each of two forward reference pictures or two backward reference pictures.
  • two prediction blocks may be generated by selecting a plurality of motion information merging candidates from the motion information merging list. For example, a first prediction block is derived based on first motion information derived from a first motion information merging candidate, and a second prediction block is derived based on second motion information derived from a second motion information merging candidate.
  • the decoder-side motion estimation mode when the decoder-side motion estimation mode is inserted into the motion information merging list as one of the motion information merging candidates, at least one of the first motion information merging candidate and the second motion information merging candidate is the decoder-side motion estimation mode. It may be forced to indicate a motion information merging candidate corresponding to .
  • a total of three prediction blocks may be generated for the current block.
  • the first inter-prediction mode is the motion information merging mode and the motion information derived based on the motion information merging list has bi-directional motion information
  • an L0 prediction block and an L1 prediction block are formed using the motion information.
  • the second inter prediction mode is the template-based motion estimation method and the template-based motion estimation method is applied only to the L0 direction
  • one L0 prediction block may be generated.
  • three prediction blocks ie, two L0 prediction blocks and one L1 prediction block
  • a prediction block generated by a weighted sum (or average) of the L0 prediction block and the L1 prediction block generated through the first inter prediction mode is set as the first prediction block, and L0 generated through the second inter prediction mode
  • a final prediction block of the current block may be generated through Equation 2.
  • a prediction block generated by a weighted sum (or average) of two L0 prediction blocks is set as the first prediction block, and one L1 prediction block is set as the second prediction block, and through Equation 2, the current It is also possible to generate the final prediction block of the block.
  • the final prediction block of the current block can be generated in the same manner as above.
  • the first inter-prediction mode is the motion information merging mode and the motion information derived based on the motion information merging list has bi-directional motion information
  • an L0 prediction block and an L1 prediction block are formed using the motion information.
  • the second inter prediction mode is the template-based motion estimation method and the template-based motion estimation method is applied to each of the L0 direction and the L1 direction
  • an L0 prediction block and an L1 prediction block may be generated.
  • four prediction blocks ie, two L0 prediction blocks and two L1 prediction blocks
  • a prediction block generated by a weighted sum (or average) of the L0 prediction block and the L1 prediction block generated based on the first inter prediction mode is set as the first prediction block, and generated based on the second inter prediction mode
  • a prediction block generated by a weighted sum (or average) of the L0 prediction block and the L1 prediction block may be set as the second prediction block.
  • a prediction block generated by a weighted sum (or average) of the L0 prediction block generated based on the first inter prediction mode and the L0 prediction block generated based on the second inter prediction mode is set as the first prediction block;
  • a prediction block generated by a weighted sum (or average) of the L1 prediction block generated based on the first inter prediction mode and the L1 prediction block generated based on the second inter prediction mode may be set as the second prediction block.
  • a combined prediction method may be performed using three or more inter prediction modes.
  • three or more prediction blocks may be generated for the current block, and a final prediction block of the current block may be generated by performing a weighted sum of the three prediction blocks.
  • each of the three prediction blocks may be generated based on a motion estimation mode or a motion information signaling mode on the decoder side.
  • a weighted sum (or average) of the L0 prediction blocks may be set as the first prediction block, and a weighted sum (or average) of the L1 prediction blocks may be set as the second prediction block.
  • a weighted sum (or average) of prediction blocks derived based on the motion estimation mode of the decoding side is set as the first prediction block, and the prediction blocks derived based on the motion information signaling mode
  • a weighted sum (or average) may be set as the second prediction block.
  • a final prediction block of the current block may be derived based on a weighted sum operation between three or more prediction blocks.
  • the weight applied to each prediction block may be determined based on a predefined weight table.
  • information identifying one of the weight candidates included in the weight table may be explicitly encoded and signaled.
  • a plurality of prediction blocks may be generated for the current block by applying the template-based motion estimation method multiple times.
  • a template-based motion estimation method may be applied to each of reference pictures available for the current block, and based on this, up to N reference block(s) may be selected from each reference picture.
  • N represents 1 or an integer larger than 1. For example, when N is 1, as many reference blocks as the number of reference pictures may be generated.
  • M reference blocks may be derived based on costs with a current template by applying a template-based motion estimation method to each of the reference pictures. For example, it is assumed that template-based motion estimation is applied to each of the L reference pictures, and as a result, a reference block having an optimal cost within each reference picture is selected.
  • M reference blocks may be selected in order of lowest cost with the current template.
  • M represents an integer greater than or equal to 1.
  • N and/or M may have predefined values in the encoder and decoder.
  • N and/or M may be determined based on at least one of the size of the current block, the shape of the current block, or the number of samples in the current block.
  • a final prediction block for the current block may be obtained by weighting a plurality of reference blocks derived through the above process.
  • a weight assigned to each reference block may be determined based on a cost ratio between reference templates. For example, when it is assumed that the final prediction block for the current block is obtained by weighting two reference blocks, the weight assigned to each of the first reference block and the second reference block is a first reference template adjacent to the first reference block It may be determined as a ratio between a cost a for and a cost b for a second reference template adjacent to the second reference block. For example, a weight of b/(a+b) may be applied to the first reference block, and a weight of a/(a+b) may be applied to the second reference block.
  • the first reference block and the second reference block are applied.
  • weight can be determined. For example, when the above ratio or the above difference does not exceed a threshold value, the same weight may be applied to the first reference block and the second reference block. Otherwise, the weight for the first reference block and the weight for the second reference block may be determined differently.
  • a reference block having an optimal cost among a plurality of reference blocks may be selected as a prediction block of the current block.
  • the final prediction sample included in the first region of the current block may be obtained through a weighted sum operation between prediction samples included in the first prediction block and prediction samples included in the second prediction block.
  • the final prediction sample included in the second region of the current block may be set to a prediction sample included in the first prediction block or a prediction sample included in the second prediction block. That is, in a region where weighted sum is not performed, a value obtained by copying a reference sample in the first reference picture or the second reference picture may be set as the final prediction sample.
  • the area to which the weighted sum operation is applied is the distance from a specific boundary of the current block, the distance from the reconstructed pixels around the current block, the size of the current block, the shape of the current block, the number of samples in the current block, and the motion of the current block. It may be determined based on at least one of an inter-prediction mode used to obtain a vector or whether bi-directional prediction is applied to the current block.
  • information for specifying a region to which a weighted sum operation is applied may be explicitly encoded and signaled through a bitstream.
  • the information may include at least one of a position or an angle of a dividing line dividing a region to which a weighted sum operation is applied (hereinafter referred to as a weighted sum region) and an area other than the region (hereinafter referred to as a non-weighted sum region). It may be to specify one.
  • FIG. 17 illustrates various examples in which a current block is divided according to a partition type.
  • At least one of the following may be determined according to the partition type of the current block.
  • Each of the above four elements can be coded with a 1-bit flag and signaled. That is, the partition type of the current block may be determined by a plurality of flags.
  • the division direction flag may be set to indicate the horizontal direction
  • the symmetrical division flag may be set to indicate that the ratio is not 1:1.
  • the second (ie, right) partition of the two partitions is designated as the weighted sum area. Accordingly, the flag indicating the ratio of the weighted sum area to the unweighted sum area is set to indicate 3:1, and the flag indicating the position of the weighted sum area is set to indicate the second partition.
  • the division direction flag may be set to indicate a horizontal direction
  • the symmetrical division flag may be set to indicate a 1:1 ratio.
  • encoding/decoding of a flag indicating a ratio of the weighted and unweighted regions may be omitted.
  • the flag indicating the location of the weighted sum area is set to indicate the second partition.
  • an index indicating one of a plurality of partition type candidates may be coded and signaled.
  • a plurality of partition type candidates may be configured as shown in FIG. 17 .
  • more or fewer partition type candidates may be defined than those shown in FIG. 17 .
  • Encoding/decoding of information indicating a ratio between a weighted sum region and an unweighted sum region may be omitted, and a larger or smaller partition among the two partitions may be set as the weighted sum region. For example, in the above example, when the current block is divided at a ratio of 1:3 or 3:1, the encoding/decoding of the flag indicating the position of the weighted sum region is omitted, and the larger or smaller of the two partitions It can be set as a weighted sum area.
  • the ratio between the weighted combined area and the unweighted combined area is 1:1, 1:3 or 3:1.
  • the current block is divided so that the ratio between the weighted and unweighted areas is 1:15 or 15:1, or the ratio between the weighted and unweighted areas is 1:31 or 31:1.
  • the current block may be divided as much as possible.
  • information indicating the ratio occupied by the weighted and unweighted regions in the current block is coded and signaled, or a plurality of ratio values Among them, an index corresponding to the ratio may be coded and signaled.
  • the weighted sum area and the unweighted sum area may be divided by a diagonal line or an oblique line.
  • FIG. 18 is an example showing a direction in which a dividing line dividing a current block is placed
  • FIG. 19 is an example showing a position of a dividing line.
  • a different mode number is assigned to each splitting direction.
  • the dividing line passing through the center point of the current block is named a distance 0 dividing line, and it is assumed that there are dividing lines of distances 1 to 3 depending on the distance from the center line.
  • the current block may be divided by a division line orthogonal to the division direction shown in FIG. 18 .
  • it may be set that a distance 0 division line is used as a candidate for only one of the modes having opposite division directions.
  • the partition type of the current block may be determined based on the division direction and the distance of the division line.
  • information representing the division direction of the current block and information representing the distance of the division line may be encoded and signaled.
  • FIG. 20 illustrates an example in which a current block is divided according to the description of FIGS. 18 and 19 .
  • the current block may be divided into two areas.
  • information indicating a weighted sum region among the two regions may be additionally encoded and signaled.
  • the larger or smaller one of the two regions may be designated as the weighted sum region by default.
  • a prediction sample is obtained by a weighted sum operation of the first prediction block and the second prediction block, and in the unweighted sum region, the prediction sample is obtained using only the first prediction block or the second prediction block. This is illustrated as being obtained.
  • information indicating whether the first prediction block or the second prediction block is used in deriving the prediction sample of the unweighted region may be explicitly encoded and signaled.
  • a prediction block used to derive a prediction sample of an unweighted region may be determined according to a priority order between the first prediction block and the second prediction block.
  • the priority between the first prediction block and the second prediction block is at least one of the temporal distance between the current picture and the reference picture, the temporal direction of the reference picture, the inter prediction mode, the location of the unweighted region, or the cost with the current template. can be determined on the basis of
  • a prediction block derived from a reference picture having a smaller distance from the current picture may have a higher priority. That is, if the temporal distance between the first reference picture and the current picture is smaller than the temporal distance between the current picture and the second reference picture, the prediction sample of the unweighted region may be derived using the first prediction block. .
  • one of the first prediction block and the second prediction block may be selected in consideration of a cost between the current template and the reference template. For example, a cost between the current template and a first reference template composed of restoration regions around the first prediction block (ie, the first reference block) and a cost between the current template and the second prediction block (ie, the second reference block) After comparing costs between the second reference templates composed of reconstruction regions, a prediction block adjacent to a reference template having a lower cost may be used to derive a prediction sample of an unweighted region.
  • 21 illustrates an example of deriving prediction samples in a weighted sum region and an unweighted sum region.
  • the prediction samples included in the weighted sum region may be derived by weighting the prediction samples included in the first prediction block and the prediction samples included in the second prediction block. For example, as in the example shown in FIG. 21, by applying a weight w0 to the prediction sample included in the first prediction block and applying a weight w1 to the prediction sample included in the second prediction block, prediction in the weighted sum region samples can be derived.
  • Prediction samples of the unweighted region may be generated by copying prediction samples included in the first prediction block or the second prediction block.
  • the prediction sample of the unweighted region is generated by copying the prediction sample included in the first prediction block.
  • Filtering may be performed at the boundary between the weighted sum region and the unweighted sum region.
  • the filtering may be performed for smoothing between prediction samples included in the weighted sum region and prediction samples included in the unweighted sum region.
  • Filtering may be performed by assigning a first weight to a first prediction sample included in the weighted sum region and assigning a second weight to a second prediction sample included in the unweighted sum region.
  • the first prediction sample is generated by a weighted sum of prediction samples included in the first prediction block and the second prediction block
  • the second prediction sample is a prediction sample included in the first prediction block or the second prediction block It may have been created by copying.
  • weights assigned to the first prediction sample and the second prediction sample may be adaptively determined according to locations.
  • FIG. 22 illustrates an example in which a filter is applied centered on a boundary between a weighted sum region and an unweighted sum region.
  • mode 5 is applied to an 8x8 block.
  • a number marked on each sample indicates a weight assigned to the first prediction sample.
  • the weight applied to the second prediction sample may be derived by differentiating the weight assigned to the first prediction sample from an integer.
  • the first weight and the second weight are adaptively determined according to the distance of the dividing line and the position of the sample.
  • a final prediction sample may be obtained through a weighted sum operation of the first prediction sample and the second prediction sample. Equations 3 to 5 below represent examples of obtaining filtered prediction samples.
  • Equation 3 P0 means the first prediction sample, and P1 means the second prediction sample.
  • W denotes a weight matrix
  • W_Max denotes the sum of the maximum and minimum values in the weight matrix.
  • W_Max may be set to 8.
  • Shift and Offset represent normalization constants. Since W_Max is set to 8 (2 ⁇ 3), the value of Shift may be set to 3 and the value of Offset may be set to 4.
  • the current block is divided into a weighted sum region and a non-weighted sum region, and then different prediction sample derivation methods are set for each region.
  • the prediction sample is derived by a weighted sum operation of the first prediction block and the second prediction block over the entire region of the current block, but the weight applied to each of the first prediction block and the second prediction block, FIG. 22
  • the above-described division line may be used as an element for determining a weight assigned to each sample instead of dividing the current block into a weighted sum region and an unweighted sum region.
  • 23 and 24 illustrate operations of an encoder and a decoder when a motion information signaling mode is applied.
  • FIG. 23 shows an example of a case where a motion information merging mode is applied
  • FIG. 24 shows an example of a case where a motion vector prediction mode is applied.
  • (a) of FIGS. 23 and 24 shows the operation of the encoder
  • (b) shows the operation of the decoder.
  • the encoder determines motion information of the current block through motion estimation (S2310 and S2410).
  • the encoder When the motion information merging mode is applied, the encoder generates a motion information merging list (S2320) and selects a motion information merging candidate having the same or similar motion information as that of the current block (S2330). Then, an index indicating a selected motion information merging candidate may be encoded (S2340).
  • the decoder generates a motion information merge list in the same manner as the encoder (S2350). Then, based on the index decoded from the bitstream, a motion information merging candidate in the motion information merging list is selected (S2360). A prediction block for the current block may be obtained by setting motion information of the selected motion information merging candidate as motion information of the current block (S2370).
  • the encoder When the motion vector prediction mode is applied, the encoder generates a motion vector prediction list (S2420) and selects a motion vector prediction candidate similar to the motion vector of the current block (S2430). Then, the motion vector prediction value is differentiated from the motion vector to derive a motion vector difference value (S2440). Thereafter, an index indicating the selected motion vector prediction candidate and a motion vector difference value may be encoded (S2450).
  • the decoder generates a motion vector prediction list in the same manner as the encoder (S2460). Then, based on the index decoded from the bitstream, a motion vector prediction candidate in the motion vector prediction list is selected (S2470). The motion vector of the current block is derived by adding the motion vector differential value decoded from the bitstream to the selected motion vector prediction candidate (S2480). Thereafter, a prediction block for the current block may be obtained based on the derived motion vector (S2490).
  • a motion information merging list or a motion vector prediction list is used.
  • motion information merging candidates or motion vector prediction candidates derived based on neighboring blocks adjacent to the current block are inserted into the motion information merging list or motion vector prediction list in a predefined order.
  • motion information merging candidates may be inserted into the motion information merging list in the order of A1, B1, B0, A0, B5, and Col of FIG. 6 .
  • indexes in ascending order from 0 may be allocated. For example, when 6 motion information merging candidates are inserted into the motion information merging list, indices from 0 to 5 may be assigned to each of the 6 motion information merging candidates.
  • the encoder may explicitly encode and signal index information indicating one of the motion information candidates in the motion information merge list.
  • index information that is explicitly encoded may indicate one of 0 to 5.
  • the ranking may indicate the order of insertion into the motion information merge list or the motion vector prediction candidate list.
  • the ranking may indicate a sorting order for rearranging motion information merging candidates or motion vector merging candidates inserted into the list according to a predefined order.
  • a method of determining an insertion order and/or a sorting order described below may be applied to each of the motion information merging list and the motion vector prediction list.
  • the motion information merging candidate and/or motion vector prediction candidate will be referred to as a motion information candidate
  • the motion information merging list and/or motion vector prediction list will be referred to as a motion information list. That is, when the motion information merging mode is applied, the motion information candidate and the motion information list may mean a motion information merging candidate and a motion information merging list, respectively.
  • the motion information candidate and the motion information list may mean a motion vector prediction candidate and a motion vector prediction list, respectively.
  • An insertion order or a sorting order of motion information candidates may be adaptively determined according to the size of the motion information list.
  • the size of the motion information list represents the maximum number of motion information candidates that the motion information list can include.
  • the maximum number of motion information merging candidates that can be included in the motion information merging list and the maximum number of motion vector prediction candidates that can be included in the motion vector prediction list may be different.
  • the maximum number of candidates that can be included in the motion information merging list is 5, 6, or 7, whereas the maximum number of candidates that can be included in the motion vector prediction list can be 2 or 3.
  • information for determining an insertion order or a sorting order of motion information candidates may be explicitly coded and signaled.
  • a different index may be assigned to each of a plurality of insertion order candidates or a plurality of sort order candidates.
  • index information indicating one of a plurality of insertion order candidates or a plurality of sorting order candidates may be explicitly encoded and signaled.
  • Table 1 illustrates insertion order candidates or sorting order candidates for a motion vector prediction list of size 3.
  • index Insertion order (sort order) candidates 0 1 candidate for position B ⁇ 1 candidate for position A ⁇ Col One 1 candidate for position A ⁇ 1 candidate for position B ⁇ Col 2 Col ⁇ 1 candidate for B position ⁇ 1 candidate for A position 3 3 candidates for B position 4 3 candidates for A position
  • the B position candidate represents a motion vector prediction candidate derived from a sample neighboring the top of the current block.
  • Deriving the N B position candidates means selecting N available motion vector prediction candidates found by scanning upper neighboring samples according to a predefined order. For example, in the example of FIG. 6, deriving one B position candidate is, when searching for the top neighboring samples from left to right (ie, B0 ⁇ B5 in order), the first available motion information is used to predict the motion vector means to select a candidate.
  • the predefined scan order may be from right to left (ie, the order of B5 ⁇ B0).
  • only some of the upper neighbor samples may be set as search targets.
  • only B0, B1, and B5 may be selected as search targets.
  • a position candidate represents a motion vector prediction candidate derived from a sample adjacent to the left of the current block.
  • Deriving the N A position candidates means selecting N available motion vector prediction candidates found by scanning left-neighboring samples according to a predefined order. For example, in the example of FIG. 6 , deriving one position candidate A is, when searching for left neighboring samples from bottom to top (ie, A0 ⁇ A4 order), first available motion information is used for motion vector prediction means to select a candidate.
  • the predefined scan order may be from top to bottom (ie, the order of A4 ⁇ A0).
  • only some of the left neighboring samples may be set as search targets. For example, in the example of FIG. 6 , only A0 and A1 may be selected as search targets.
  • Table 2 illustrates insertion order or sorting order candidates for a motion information merge list having a size of 5.
  • sort order Insertion order (sort order) candidates 0 A1 ⁇ B1 ⁇ B0 ⁇ A0 ⁇ B5 ⁇ Col One Col ⁇ A1 ⁇ B1 ⁇ B0 ⁇ A0 ⁇ B5
  • Index information indicating one of a plurality of insertion order candidates or a plurality of sorting order candidates may be encoded and signaled in block units.
  • index information may be signaled through an upper header.
  • the upper header may indicate a slice header, a picture header, a picture parameter set, or a sequence parameter set.
  • index information may be coded and signaled in units of regions where parallel processing is performed.
  • a region in which parallel processing is performed may represent a subpicture, slice, tile, CTU, or a coding unit (eg, merge estimation region (MER)) of a predefined size.
  • MER merge estimation region
  • motion information candidates may be derived according to the selected insertion order, and the motion information candidates may be inserted into the motion information list in the derived order.
  • the index assigned to each of the motion information candidates may be determined in ascending order of insertion into the motion information list.
  • motion information candidates previously inserted into the motion information list may be rearranged according to the sorting order. For example, in a state where the motion vector prediction list is configured in the order of B0, A0, and Col, if the sorting order indicated by index 1 of Table 1 is selected, the motion vector prediction list is rearranged in the order of A0, B0, and Col. It can be.
  • the insertion order or the sorting order may be determined based on at least one of the size of the current block, the shape of the current block, and the ratio between the width and height of the current block. For example, when the height of the current block is greater than the width, the motion information candidate derived from the top neighboring sample (ie, position candidate B) moves before the motion information candidate derived from the left neighboring sample (ie, position candidate A). It can be set to be inserted into the information merging list. On the other hand, when the width of the current block is greater than the height, the motion information candidate derived from the left neighboring sample (ie, position candidate A) comes before the motion information candidate derived from the top neighboring sample (ie, position candidate B). Can be set to be inserted into a list.
  • a motion information candidate (hereinafter referred to as an upper motion information candidate) that can be derived from upper neighboring samples based on at least one of the size of the current block, the shape of the current block, and the ratio between the width and height of the current block. It is possible to adjust the maximum number of and/or the maximum number of motion information candidates (hereinafter, referred to as left motion information candidates) that can be derived from left neighboring samples.
  • the maximum number of upper motion information candidates may be set to a value greater than the maximum number of left motion information candidates.
  • two top motion information candidates can be derived, and only one left motion information candidate can be derived.
  • only upper motion information candidates and temporal motion information candidates ie, Col
  • the maximum number of left motion information candidates may be set to a value greater than the maximum number of upper motion information candidates.
  • the width of the current block is greater than the height
  • two left motion information candidates can be derived, and only one top motion information candidate can be derived.
  • only left motion information candidates and temporal motion information candidates ie, Col
  • an insertion order or a sorting order between motion information candidates may be determined.
  • the insertion order or the sorting order may be determined by comparing the number of available top motion information candidates and the number of available left motion information candidates. For example, if the number of available upper motion information candidates is greater than the number of available left motion information candidates, at least one upper motion information candidate may be set to be inserted into the motion information list before the left motion information candidates. On the other hand, if the number of available left motion information candidates is greater than the number of available upper motion information candidates, at least one left motion information candidate may be set to be inserted into the motion information list before the upper motion information candidates.
  • the insertion order and/or the sorting order may be adaptively determined based on parameters derived in the same way in the encoder and decoder.
  • the parameter may be derived based on at least one of the size of the current block, the shape of the current block, the ratio between the width and height of the current block, or the number of available motion information candidates.
  • an insertion order and/or a sorting order of motion information may be determined using a template. Specifically, an insertion order and/or a sorting order of motion information may be determined based on a cost between a current template and a reference template derived by motion information indicated by a motion information candidate.
  • 25 illustrates an example of rearranging motion information candidates using a template.
  • motion information merging candidates included in the motion information merging list are rearranged using a template.
  • a reference template may be designated based on motion information of each of motion information merging candidates included in the motion information merging list of the current picture. For example, if five motion information merging candidates, A0, A1, B0, B1, and B5, are inserted into the motion information merging list, five reference templates can be derived based on the motion information of each motion information merging candidate.
  • the A0 template may be derived based on the motion information of the motion information merging candidate A0
  • the A1 template may be derived based on the motion information of the motion information merging candidate A1.
  • a reference picture including a reference template may be determined according to a reference picture index of each motion information merging candidate.
  • a cost with the current template can be calculated for each of the reference templates. If the cost is calculated, motion information merging candidates may be rearranged in ascending order of cost. That is, an index of a smaller value may be assigned to a motion information merging candidate used to derive a reference template with a lower cost than a motion information merging candidate used to derive a reference template with a high cost.
  • the method of determining the insertion order and/or the sorting order based on the above template may also be applied to a motion vector prediction list.
  • a reference template for each of the motion vector prediction candidates may be derived based on a vector derived by adding a motion vector difference value to each of the motion vector prediction candidates.
  • information on the motion vector difference value may be explicitly signaled through a bitstream.
  • a reference template for the upper motion vector prediction candidate may be set based on a vector derived by adding a motion vector difference value to the upper motion vector prediction candidate.
  • a reference template for a left motion vector prediction candidate may be set based on a vector derived by adding a motion vector difference value to the left motion vector prediction candidate.
  • a reference template may be derived based on a vector indicated by a motion vector prediction candidate.
  • a cost with a current template may be calculated, and motion vector prediction candidates in the motion vector prediction list may be rearranged.
  • N B position candidates or N A position candidates may be derived.
  • a reference template may be derived based on motion information of each of B0 to B5.
  • a motion information candidate may be derived based on motion information used to derive a reference template having the lowest cost with the current template.
  • a reference template may be derived based on motion information of each of A0 to A4. Thereafter, a motion information candidate may be derived based on motion information used to derive a reference template having the lowest cost with the current template.
  • L motion information candidate(s) among (M+N) candidates may be derived. That is, among (M+N) candidates, L candidates having the lowest cost may be inserted into the motion information list as motion information candidates.
  • an insertion order and/or a sorting order of motion information candidates may be determined.
  • 26 is a diagram for explaining an example of rearranging motion information candidates based on a bilateral matching method.
  • a motion vector prediction list for the current block may be generated for each of the L0 direction and the L1 direction.
  • the L0 reference block may be derived based on the L0 motion vector of each of the L0 motion vector prediction candidates included in the L0 motion vector prediction list.
  • the L0 motion vector may refer to a value indicated by the L0 motion vector prediction candidate.
  • the L0 motion vector may be derived by adding the L0 motion vector difference value to the L0 motion vector prediction candidate.
  • an L1 motion vector having the same magnitude as the L0 motion vector of each L0 motion vector prediction candidate but an opposite sign is derived.
  • an L1 reference block may be derived using the L1 motion vector.
  • an L0 reference block for B0 is derived based on the L0 motion vector of the motion vector prediction candidate B0, and the L1 motion vector has the magnitude and opposite sign of the L0 motion vector.
  • An L1 reference block for B0 can be derived based on .
  • the L1 reference block can be derived from an L1 reference picture having an output order obtained by adding an output order difference between the current picture and the L0 reference picture to the output order (ie, POC) of the current picture.
  • the L0 reference block for A1 is derived based on the L0 motion vector of the motion vector prediction candidate A1
  • the L1 reference block for A1 is derived based on the L1 motion vector having the opposite sign and magnitude to the L0 motion vector. can do.
  • an insertion order and/or a sorting order may be determined so that an index of a smaller value is assigned to a motion vector prediction candidate having a low cost.
  • the L0 motion vector prediction candidates included in the L0 motion vector prediction list may be rearranged according to the sorting order.
  • An insertion order and/or a sorting order of motion vector prediction candidates may be determined in the same manner for the L1 motion vector prediction list. That is, the L1 reference block can be derived based on the L1 motion vector of the L1 motion vector prediction candidate, and the L0 reference block can be derived based on the L0 motion vector having the magnitude and opposite sign to the motion vector. Thereafter, the insertion order and/or the sorting order may be determined by comparing costs of each of the L1 motion vector prediction candidates.
  • two reference pictures having the same absolute value of the output order difference from the current picture may be used in the bilateral matching method.
  • bilateral matching is performed using a reference picture with the closest distance to the current picture or a reference picture having a predefined index among the reference pictures included in the L0 or L1 reference picture list. You may.
  • an L0 reference picture when determining an insertion order and/or a sorting order for an L0 motion vector prediction list, an L0 reference picture may be determined based on an L0 reference picture index explicitly signaled through a bitstream.
  • the L1 reference picture may be set to a reference picture having the closest distance to the current picture in the L1 reference picture list or a reference picture having a predefined index.
  • the L0 motion vector may be scaled to derive the L1 motion vector. In this case, scaling may be performed based on parameters derived based on the distance between the current picture and the L0 reference picture and the distance between the current picture and the L1 reference picture.
  • an insertion order and/or a sorting order based on a bilateral matching method may be determined.
  • the bidirectional matching method may be applied only to motion information merging candidates having bidirectional motion information among motion information merging candidates.
  • the L0 reference block and the L1 reference block of the motion information merging candidate may be derived based on the L0 motion information and the L1 motion information of the motion merge candidate, respectively.
  • the bidirectional matching method may be applied to motion information merging candidates having unidirectional motion information as well as motion information merging candidates having bidirectional motion information among motion information merging candidates.
  • a motion information merging candidate has only L0 motion information
  • an L1 reference block can be derived using an L1 motion vector that has a size and a sign opposite to that of the L0 motion vector. .
  • 27 and 28 illustrate examples in which motion information merging candidates are rearranged according to the sorting order determined by the bilateral matching method.
  • FIG. 27 illustrates an example of the configuration of a motion information merging list before sorting.
  • the size of the motion information merging list is 6, and motion information merging candidates are inserted in the order of A1, B1, B0, A0, B5, and Col.
  • motion information merging candidates corresponding to index 0, index 2, and index 4 have bi-directional motion information (ie, L0 motion information and L1 motion information).
  • motion information merging candidates corresponding to index 1, index 3, and index 5 have unidirectional motion information.
  • a cost between the L0 reference block and the L1 reference block may be calculated for each of the motion information merging candidates of index 0, index 2, and index 4 having bi-directional motion information.
  • the L0 reference block is derived based on the L0 motion information of the motion information merging candidate
  • the L1 reference block is derived based on the L1 motion information of the motion information merging candidate.
  • indexes for motion information merging candidates may be reallocated with reference to the determined sorting order.
  • motion information merging candidates to which the bilateral matching method is not applied that is, motion information merging candidates of index 1, index 3, and index 5 may be excluded from the rearrangement target. That is, indices assigned to motion information merging candidates having unidirectional motion information may not change before and after rearrangement.
  • bi-directional motion information An index assigned to motion information merging candidates having may be changed.
  • indices assigned to motion information candidates (index 1, index 3, and index 5) having unidirectional motion information may not change even after rearrangement.
  • sorting order of motion information merging candidates with unidirectional motion information is the same as the insertion order, whereas the sorting order of motion information merging candidates with bidirectional motion information can be changed differently from the insertion order.
  • the sorting order of motion information merging candidates having bidirectional motion information may always precede motion information merging candidates having unidirectional motion information.
  • the motion information merging list will be rearranged in the order of B0, B5, A1, B1, A0, and Col. That is, an index assigned to motion information merging candidates having unidirectional motion information may have a value greater than an index assigned to motion information merging candidates having bidirectional motion information.
  • the sorting order of motion information merging candidates having unidirectional motion information may always precede motion information merging candidates having bidirectional motion information.
  • the motion information merging list will be rearranged in the order of B1, A0, Col, B0, B5, and A1. That is, an index assigned to motion information merging candidates having unidirectional motion information may have a value smaller than an index assigned to motion information merging candidates having bidirectional motion information.
  • the bidirectional matching method may be applied to motion information merging candidates having unidirectional motion information as well as motion information merging candidates having bidirectional motion information.
  • a sort order of all motion information merging candidates may be determined by comparing costs of each of the motion information merging candidates.
  • motion information merging candidates with bidirectional motion information may measure costs using a bilateral matching method
  • motion information merging candidates with unidirectional motion information may measure costs using a template-based method. Thereafter, a sorting order of motion information merging candidates may be determined by comparing costs of each motion information merging candidate.
  • motion information merging candidates included in the motion information merging list may be rearranged.
  • the predefined conditions are whether there is a motion information merging candidate having bidirectional motion information, whether the number of motion information merging candidates having bidirectional motion information is greater than a threshold value, and whether the output order of the current picture corresponds to the bidirectional motion information. It may be about at least one of whether there exists between the output order of two reference pictures determined by , whether the distance to the current picture for each of the two reference pictures is the same, or whether weights for bi-directional prediction are the same. .
  • motion information merging candidates derived from spatial neighboring blocks of the current block ie, spatial motion information merging candidates
  • motion information merging candidates derived from temporal neighboring blocks ie, temporal motion information merging candidates
  • the threshold value may indicate the maximum number of motion information merging candidates that may be included in the motion information merging list or a value obtained by subtracting an offset from the maximum number.
  • 29 is a diagram illustrating the configuration of a motion information merging list.
  • the maximum number of motion information merging candidates that can be included in the motion information merging list is 6, but the number of motion information merging candidates included in the motion information merging list is 3.
  • a new motion information merging candidate may be generated based on the motion information merging candidate(s) previously included in the motion information merging list, and the generated new motion information merging candidate may be added to the motion information merging list.
  • motion estimation based on a template or bilateral matching may be performed to generate a new motion information merging candidate.
  • Bilateral matching may be performed based on L0 motion information and L1 motion information of each of the motion information merging candidates included in the motion information merging list. For example, a cost between an L0 reference block indicated by the L0 motion information of the first motion information merging candidate and an L1 reference block indicated by the L1 motion information of the second motion information merging candidate is calculated. For the L0 motion information and L1 motion information combinations of the two motion information merging candidates, the above cost calculation is repeatedly performed, and then a combination with a low cost is inserted into the motion information merging list as a new motion information merging candidate.
  • the motion information merge list includes two pieces of L0 motion information (ie, L0 motion information of index 1 (ie, B0) and L0 motion information of index 2 (ie, B5)) and three pieces of L1 motion information. (That is, L1 motion information of index 0 (ie, B1), L1 motion information of index 1, and L1 motion information of index 2) exist.
  • the above combination is used as a new motion information merging candidate. It can be assigned to index 3.
  • a new combination to be added is the same as one of motion information merging candidates previously included in the motion information merging list (eg, motion information merging candidates of indexes 0 to 2), the corresponding combination is moved as a motion information merging candidate. Do not add to information merge list.
  • a new motion information merging candidate may be generated using a template.
  • the method using the template is different from the aforementioned bilateral matching method in generating a motion information merging candidate based on the cost between the L0 reference template, the L1 reference template and the current template, rather than the cost between the L0 reference block and the L1 reference block.
  • FIG. 30 shows an example of cost calculation under a method using a template.
  • the L0 reference template may be determined based on the L0 motion information of the first motion information merging candidate included in the motion information merging list, and the L1 reference template may be determined based on the L1 motion information of the second motion information merging candidate.
  • L0 motion information of index 1 ie, B1
  • L1 motion information of index 0 ie, B0
  • FIG. 30 based on L0 motion information of index 1 (ie, B1) and L1 motion information of index 0 (ie, B0) among the four combinations of L0 motion information and L1 motion information shown in FIG. 29 , it was illustrated that the L0 reference template and the L1 reference template were determined.
  • a cost may be calculated by differentiating the average or weighted sum result from the current template.
  • whether to apply an average operation or a weighted sum operation to the L0 reference template and the L1 reference template may be determined based on whether a predefined condition is satisfied.
  • Predefined conditions are whether or not at least one of the combined motion information is derived from a motion information merging candidate having bi-directional motion information, and whether the output order of the current picture is between the output order of the L0 reference picture and the output order of the L1 reference picture. It is determined based on at least one of whether or not there exists, whether the distance between the current picture and the L0 reference picture and the distance between the current picture and the L1 reference picture are the same, or whether the weight applied to bi-directional prediction of the motion information merging candidate is the same.
  • N combinations having a low cost among the combinations are added to the motion information merging list.
  • N represents the number of motion information merging candidates to be added to the motion information merging list.
  • the motion information merging candidate generated using the above-described bilateral matching and/or template is motion derived from the HMVP (Historical Motion Vector Predictor) table after inserting spatial and/or temporal motion information merging candidates into the motion information merging list. After an information merging candidate is inserted into the motion information merging list, or after inserting a pairwise or combined motion information merging candidate into the motion information merging list, it may be added to the motion information merging list.
  • HMVP Historical Motion Vector Predictor
  • each of the components (eg, units, modules, etc.) constituting the block diagram in the above disclosure may be implemented as a hardware device or software, and a plurality of components may be combined to be implemented as a single hardware device or software. It could be.
  • the above disclosure may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a computer readable recording medium.
  • the computer readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • the hardware device may be configured to act as one or more software modules to perform processing according to the present disclosure and vice versa.
  • This disclosure may be applied to a computing or electronic device capable of encoding/decoding video signals.

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Abstract

본 개시에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록에 대한 움직임 정보 병합 리스트를 생성하는 단계, 상기 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 복수의 움직임 정보 병합 후보들 중 하나를 선택하는 단계, 및 상기 선택된 움직임 정보 병합 후보로부터 유도된 움직임 정보를 기초로, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 복수의 움직임 정보 병합 후보들 각각에 할당되는 인덱스는 복호화기에서 결정하는 상기 움직임 정보 병합 후보들에 대한 순위를 기초로 결정될 수 있다.

Description

비디오 신호 부호화/복호화 방법, 그리고 비트스트림을 저장한 기록 매체
본 개시는 비디오 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 컨텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.
본 개시는 복호화기 측에서 기 복원된 픽처를 기반으로 움직임 추정을 수행하는 방법 및 이를 수행하기 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는 복수 인터 예측 모드들을 조합하여, 예측 정확도를 높이는 방법 및 이를 수행하기 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는 움직임 정보 리스트에 포함된 움직임 정보 후보들에 할당되는 인덱스를 적응적으로 결정하는 방법 및 이를 수행하기 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는 움직임 정보 리스트에 포함된 움직임 정보 후보들을 재정렬하는 방법 및 이를 수행하기 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는 움직임 정보 리스트에 기 삽입된 2개의 움직임 정보 후보들을 조합하여 새로운 움직임 정보 후보를 생성하는 방법 및 이를 수행하기 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록에 대한 움직임 정보 병합 리스트를 생성하는 단계; 상기 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 복수의 움직임 정보 병합 후보들 중 하나를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 움직임 정보 병합 후보로부터 유도된 움직임 정보를 기초로, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 복수의 움직임 정보 병합 후보들 각각에 할당되는 인덱스는 복호화기에서 결정하는 상기 움직임 정보 병합 후보들에 대한 순위를 기초로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록에 대한 움직임 추정을 수행하는 단계; 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보 병합 리스트를 생성하는 단계; 및 상기 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 복수의 움직임 정보 병합 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 정보와 동일한 하나를 선택하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 복수의 움직임 정보 병합 후보들 각각에 할당되는 인덱스는 적응적으로 결정되는 상기 움직임 정보 병합 후보들에 대한 순위를 기초로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 순위에 따라, 상기 움직임 정보 병합 후보들의 삽입 순서가 결정되고, 상기 복수의 움직임 정보 병합 후보들은, 상기 삽입 순서에 따라, 순차적으로 상기 움직임 정보 병합 리스트에 삽입될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 순위에 따라, 상기 움직임 정보 병합 후보들의 정렬 순서가 결정되고, 상기 복수의 움직임 정보 병합 후보들은, 상기 정렬 순서에 따라 재정렬될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 복수의 움직임 정보 후보들 중 단방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들의 정렬 순서는 삽입 순서와 동일하고, 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들 사이의 정렬 순서는 쌍방 매칭을 기초로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들 사이의 정렬 순서는, 상기 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들 각각의 양방향 움직임 정보를 기초로 결정된 L0 참조 블록 및 L1 참조 블록 사이의 비용을 기초로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 순위는, 복수의 순위 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스 정보를 기초로 결정되고, 상기 인덱스는 비트스트림을 통해 명시적으로 시그날링될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 인덱스 정보는, 병렬 처리가 수행되는 영역 단위로 시그날링되고, 상기 병렬 처리가 수행되는 영역은, 서브 픽처, 슬라이스, 타일, 코딩 트리 유닛 또는 머지 처리 영역(Merge Estimation Region)일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 순위는, 상기 움직임 정보 병합 후보들 각각의 움직임 정보를 기초로 결정된 참조 템플릿과 상기 현재 블록 주변 기-복원된 샘플들로 구성된 현재 템플릿 사이의 비용을 기반으로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 순위는, 상기 현재 블록의 형태를 기초로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 너비가 높이보다 더 큰 경우, 좌측 이웃 블록으로부터 유도된 움직임 정보 병합 후보에 할당되는 인덱스가 상단 이웃 블록으로부터 유도된 움직임 정보 병합 후보에 할당되는 인덱스보다 작은 값을 가질 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 복수의 움직임 정보 병합 후보들 중 적어도 하나는, 상기 움직임 정보 병합 리스트에 기 삽입되어 있던 움직임 정보 병합 후보들을 조합하여 생성된 것이고, 상기 조합은, 상기 기 삽입되어 있던 움직임 정보 병합 후보들의 L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보 조합들 중 비용이 가장 낮은 것일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 비용은, 상기 L0 움직임 정보에 의해 결정된 L0 참조 블록 및 상기 L1 움직임 정보에 의해 결정된 L1 참조 블록 사이의 차분을 기초로 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 비용은, 상기 L0 움직임 정보에 의해 결정된 L0 참조 템플릿과 상기 L1 움직임 정보에 의해 결정된 L1 참조 템플릿 사이의 가중합 연산의 결과와, 상기 현재 블록 주변의 현재 템플릿 사이의 차분을 기초로 유도될 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 의하면, 복호화기 측에서 기 복원된 픽처를 기반으로 움직임 추정을 수행함으로써, 시그날링 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
본 개시에 의하면, 복수 인터 예측 모드들을 조합함으로써, 예측 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 개시에 의하면, 움직임 정보 리스트에 포함된 움직임 정보 후보들에 할당되는 인덱스를 적응적으로 결정함으로써, 인덱스를 부호호하는데 필요한 비트수를 감소시킬 수 있다.
본 개시에 의하면, 움직임 정보 리스트에 포함된 움직임 정보 후보들을 재정렬함으로써, 인덱스를 부호호하는데 필요한 비트수를 감소시킬 수 있다.
본 개시에 의하면, 움직임 정보 리스트에 기 삽입된 2개의 움직임 정보 후보들을 조합하여 새로운 움직임 정보 후보를 생성함으로써, 예측 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 움직임 추정이 수행되는 예를 나타낸다.
도 4 및 도 5는, 움직임 추정을 통해 생성된 움직임 정보를 기초로, 현재 블록의 예측 블록이 생성되는 예를 나타낸 것이다.
도 6은 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위해 참조되는 위치를 나타낸다.
도 7은 템플릿 기반 움직임 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 템플릿의 구성 예들을 나타낸다.
도 9는 쌍방 매칭 방법을 기반의 움직임 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 단방향 매칭 방법 기반의 움직임 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 기 정의된 인트라 예측 모드들을 도시한 것이다.
도 12는 플래너 모드 하에서 예측 샘플이 생성되는 예를 나타낸 것이다.
도 13은 DC 모드 하에서 예측 샘플이 생성되는 예를 나타낸 것이다.
도 14는 방향성 인트라 예측 모드 하에서 예측 샘플이 생성되는 예를 나타낸 것이다.
도 15는 조합된 예측 방법에 의해, 현재 블록의 예측 블록을 유도하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 16은 조합된 예측 방법 하에서, 복수의 예측 블록들이 생성되는 예를 나타낸다.
도 17은 파티션 타입에 따라 현재 블록이 분할되는 다양한 예들을 도시한 것이다.
도 18은 현재 블록을 분할하는 분할선이 놓인 방향을 나타낸 예이다.
도 19는 분할선의 위치를 나타낸 예이다.
도 20은 도 18 및 도 19의 설명에 따라, 현재 블록이 분할되는 예를 도시한 것이다.
도 21은 가중합 영역 및 비가중합 영역에서 예측 샘플을 유도하는 예를 나타낸 것이다.
도 22는 가중합 영역 및 비가중합 영역의 경계를 중심으로 필터가 적용되는 예를 나타낸 것이다.
도 23 및 도 24는 움직임 정보 시그날링 모드가 적용되는 경우, 부호화기 및 복호화기의 동작을 나타낸 것이다.
도 25는 템플릿을 이용하여, 움직임 정보 후보들을 재배열하는 예를 나타낸다.
도 26은 쌍방 매칭 방법을 기반으로 움직임 정보 후보들을 재정렬하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 27 및 도 28은 쌍방 매칭 방법에 의해 결정된 정렬 순서에 따라, 움직임 정보 병합 후보들이 재정렬 되는 예를 도시한 것이다.
도 29는 움직임 정보 병합 리스트의 구성을 예시한 도면이다.
도 30은 템플릿을 이용하는 방법 하에서 비용을 산출하는 예를 나타낸 것이다.
본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 개시의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 개시의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 개시의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 개시에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 개시는 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 개시의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 개시의 권리범위에 포함된다.
픽쳐 분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(110)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리(Quad Tree), 터너리 트리 (Ternary Tree), 또는 바이너리 트리(Binary Tree) 와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(largest coding unit)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 일 예로, 하나의 코딩 유닛에 대해 쿼드 트리 분할이 적용되는 것으로 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.
이하, 본 개시의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다.
화면내 예측시, 변환 단위와 예측 단위가 동일하게 설정될 수 있다. 이때, 부호화 유닛을 복수의 변환 단위들로 분할한 뒤, 각 변환 단위마다 화면내 예측을 수행할 수도 있다. 부호화 유닛은, 수평 방향 또는 수직 방향으로 분할될 수 있다. 부호화 단위를 분할하여 생성되는 변환 단위들의 개수는 부호화 단위의 크기에 따라, 2개 또는 4개일 수 있다.
예측부(120, 125)는 화면간 예측을 수행하는 화면간 예측부(120)와 화면내 예측을 수행하는 화면내 예측부(125)를 포함할 수 있다. 부호화 단위에 대해 화면간 예측을 사용할 것인지 또는 화면내 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 화면내 예측 모드, 움직임 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 부호화 단위로 결정되고, 예측의 수행은 예측 단위 또는 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 움직임 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화 장치에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
화면간 예측부(120)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 화면간 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 움직임 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
움직임 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 움직임 예측을 수행할 수 있다. 움직임 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 움직임 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 움직임 벡터값을 가질 수 있다. 움직임 예측부에서는 움직임 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 움직임 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 화면내 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
화면내 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 복수의 참조 픽셀 라인들 중 선택된 하나로부터 참조 픽셀 정보를 유도할 수 있다. 복수의 참조 픽셀 라인들 중 N번째 참조 픽셀 라인은, 현재 블록 내 좌상단 픽셀과의 x축 차분이 N인 좌측 픽셀들 및 상기 좌상단 픽셀과의 y축 차분이 N인 상단 픽셀들을 포함할 수 있다. 현재 블록이 선택할 수 있는 참조 픽셀 라인들의 개수는, 1개, 2개, 3개 또는 4개일 수 있다.
현재 예측 단위의 주변 블록이 화면간 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 화면간 예측을 수행한 픽셀일 경우, 화면간 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 화면내 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀들 중 적어도 하나의 정보로 대체하여 사용할 수 있다.
화면내 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 화면내 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
화면내 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 화면내 예측을 수행할 수 있다.
화면내 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 스무딩(Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 선택된 참조 픽셀 라인에 따라, 스무딩 필터의 적용 여부가 결정될 수 있다.
화면내 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 화면내 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 화면내 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 화면내 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.
변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지, DST를 적용할지 또는 KLT를 적용할지는, 변환 단위의 크기, 변환 단위의 형태, 예측 단위의 예측 모드 또는 예측 단위의 화면내 예측 모드 정보 중 적어도 하나를 기초로 결정할 수 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 화면내 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔, 또는 2차원의 블록 형태 계수를 대각 방향으로 스캔하는 대각 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 화면내 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔, 수평 방향 스캔 또는 대각 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 움직임 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 화면내 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 화면간 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화 장치에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화 장치와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화 장치의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화 장치에서 수행된 화면내 예측 및 화면간 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화 장치에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 영상 부호화 장치에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT, DST, 및 KLT에 대해 역변환 즉, 역 DCT, 역 DST 및 역 KLT를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화 장치에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화 장치의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기, 형태, 예측 모드 및 화면내 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)이 선택적으로 수행될 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화 장치에서의 동작과 동일하게 화면내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 화면내 예측을 수행하지만, 화면내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 화면내 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 화면내 예측을 사용할 수도 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 화면간 예측부 및 화면내 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 화면내 예측 방법의 예측 모드 정보, 화면간 예측 방법의 움직임 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 화면간 예측을 수행하는지 아니면 화면내 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 화면간 예측부(230)는 영상 부호화 장치에서 제공된 현재 예측 단위의 화면간 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 화면간 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 화면간 예측을 수행할 수도 있다.
화면간 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 움직임 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 화면내 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
화면내 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 화면내 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화 장치에서 제공된 예측 단위의 화면내 예측 모드 정보를 기초로 화면내 예측을 수행할 수 있다. 화면내 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화 장치에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 화면내 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.
영상 부호화 장치로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화 장치의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화 장치에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화 장치에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
ALF는 부호화 장치로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이 이하, 본 개시의 실시예에서는 설명의 편의상 코딩 유닛(Coding Unit)을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다.
또한, 현재 블록은, 부호화/복호화 대상 블록을 나타내는 것으로, 부호화/복호화 단계에 따라, 코딩 트리 블록(또는 코딩 트리 유닛), 부호화 블록(또는 부호화 유닛), 변환 블록(또는 변환 유닛), 예측 블록(또는 예측 유닛) 또는 인루프 필터의 적용 대상인 블록 등을 나타내는 것일 수 있다. 본 명세서에서, '유닛'은 특정 부호화/복호화 프로세스를 수행하기 위한 기본 단위를 나타내고, '블록'은 소정 크기의 화소 어레이를 나타낼 수 있다. 별도의 구분이 없는 한, '블록'과 '유닛'은 동등한 의미로 사용될 수 있다. 예컨대, 후술되는 실시예에서, 부호화 블록(코딩 블록) 및 부호화 유닛(코딩 유닛)은 상호 동등한 의미인 것으로 이해될 수 있다.
나아가, 현재 블록이 포함된 픽처를 현재 픽처라 호칭하기로 한다.
현재 픽처의 부호화시, 픽처간 중복된 데이터는 인터 예측을 통해 제거될 수 있다. 인터 예측은, 블록 단위로 수행될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록의 움직임 정보를 이용하여, 참조 픽처로부터 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서, 움직임 정보는, 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스 및 예측 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
현재 블록의 움직임 정보는, 움직임 추정(Motion Estimation)을 통해 생성될 수 있다.
도 3은 움직임 추정이 수행되는 예를 나타낸다.
도 3에서, 현재 픽처의 POC(Picture Order Count)는 T이고, 참조 픽처의 POC는, (T-1)인 것으로 가정하였다.
참조 픽처 내 현재 블록의 기준점과 동일한 위치로부터, 움직임 추정을 위한 탐색 범위를 설정할 수 있다. 여기서, 기준 점은, 현재 블록의 좌상단 샘플의 위치일 수 있다.
일 예로, 도 3에서는, 기준점을 중심으로, (w0+w01) 및 (h0+h1) 크기의 사각형이 탐색 범위로 설정되는 것으로 예시되었다. 위 예시에서, w0, w1, h0, 및 h1은 상호 동일한 값을 가질 수 있다. 또는, w0, w1, h0 및 h1 중 적어도 하나는 다른 하나의 상이한 값을 갖도록 설정될 수 있다. 또는, CTU(Coding Tree Unit) 경계, 슬라이스 경계, 타일 경계 또는 픽처 경계를 초과하지 않도록, w0, w1, h0 및 h1의 크기가 결정될 수도 있다.
탐색 범위 내, 현재 블록과 동일한 크기를 갖는 참조 블록들을 설정한 뒤, 각 참조 블록들에 대해 현재 블록과의 비용(Cost)를 측정할 수 있다. 비용은, 두 블록간 유사도를 이용하여 계산될 수 있다.
일 예로, 현재 블록 내 원본 샘플들과 참조 블록 내 원본 샘플들(또는 복원 샘플들) 간의 차분값들의 절대값 합을 기반으로, 비용을 계산할 수 있다. 절대값값 합이 작을수록, 비용은 감소할 수 있다.
이후, 참조 블록들 각각의 비용을 비교한 뒤, 최적의 비용을 갖는 참조 블록을, 현재 블록의 예측 블록으로 설정할 수 있다.
그리고, 현재 블록과 참조 블록 간 거리를 움직임 벡터로 설정할 수 있다. 구체적으로, 현재 블록과 참조 블록 간의 x 좌표 차분 및 y 좌표 차분이 움직임 벡터로 설정될 수 있다.
나아가, 움직임 추정을 통해 특정된 참조 블록이 포함된 픽처의 인덱스를 참조 픽처 인덱스로 설정한다.
또한, 참조 픽처가 L0 참조 픽처 리스트에 속하는지 또는 L1 참조 픽처 리스트에 속하는지 여부에 기반하여, 예측 방향을 설정할 수 있다.
또한, L0 방향 및 L1 방향 각각에 대해 움직임 추정이 수행될 수 있다. L0 방향 및 L1방향 모두에 대해 예측이 수행된 경우, L0 방향의 움직임 정보 및 L1 방향의 움직임 정보가 각각 생성될 수 있다.
도 4 및 도 5는, 움직임 추정을 통해 생성된 움직임 정보를 기초로, 현재 블록의 예측 블록이 생성되는 예를 나타낸 것이다.
도 4는 단방향(즉, L0 방향) 예측으로 예측 블록을 생성하는 예를 나타낸 것이고, 도 5는 양방향(즉, L0 및 L1 방향) 예측으로 예측 블록을 생성하는 예를 나타낸 것이다.
단방향 예측의 경우, 하나의 움직임 정보를 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성한다. 일 예로, 상기 움직임 정보는 L0 움직임 벡터, L0 참조 픽처 인덱스 및 L0 방향을 가리지는 예측 방향 정보를 포함할 수 있다.
양방향 예측의 경우, 두개의 움직임 정보를 이용하여 예측 블록을 생성한다. 일 예로, L0 방향에 대한 움직임 정보(L0 움직임 정보)를 기초로 특정된 L0 방향의 참조 블록을 L0 예측 블록으로 설정하고, L1 방향에 대한 움직임 정보(L1 움직임 정보)를 기초로 특정된 L1 방향의 참조 블록을 L1 예측 블록을 생성할 수 있다. 이후, L0 예측 블록 및 L1 예측 블록을 가중합하여, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.
도 3 내지 도 5에 도시된 예에서는, L0 참조 픽처는, 현재 픽처의 이전 방향(즉, 현재 픽처보다 POC값이 작음)에 존재하고, L1 참조 픽처는, 현재 픽처의 이후 방향(즉, 현재 픽처보다 POC 값이 큼)에 존재하는 것으로 예시하였다.
다만, 도시된 예와 달리, L0 참조 픽처가 현재 픽처의 이후 방향에 존재하거나, L1 참조 픽처가 현재 픽처의 이전 방향에 존재할 수 있다. 일 예로, L0 참조 픽처 및 L1 참조 픽처는 모두 현재 픽처의 이전 방향에 존재하거나, 또는 모두 현재 픽처의 이후 방향에 존재할 수 있다. 또는, 현재 픽처의 이후 방향에 존재하는 L0 참조 픽처 및 현재 픽처의 이전 방향에 존재하는 L1 참조 픽처를 이용하여 양방향 예측이 수행될 수도 있다.
인터 예측이 수행된 블록의 움직임 정보는 메모리에 저장될 수 있다. 이때, 움직임 정보는 샘플 단위로 저장될 수 있다. 구체적으로, 특정 샘플이 속하는 블록의 움직임 정보가, 특정 샘플의 움직임 정보로 저장될 수 있다. 저장된 움직임 정보는, 차후 부/복호화될 이웃 블록의 움직임 정보를 유도하는 것에 이용될 수 있다.
부호화기에서는, 현재 블록의 샘플(즉, 원본(Original) 샘플)과 예측 샘플 사이의 차분값에 해당하는 잔차 샘플을 부호화한 정보 및 예측 블록을 생성하는데 필요한 움직임 정보를 복호화기로 시그날링할 수 있다. 복호화기에서는, 시그날링된 차분값에 대한 정보를 복호화하여 차분 샘플을 유도하고, 상기 차분 샘플에 움직임 정보를 이용하여 생성된 예측 블록 내 예측 샘플을 더하여, 복원 샘플을 생성할 수 있다.
이때, 복호화기로 시그날링되는 움직임 정보를 효과적으로 압축하기 위해, 복수의 인터 예측 모드들 중 하나가 선택될 수 있다. 여기서, 복수의 인터 예측 모드들은, 움직임 정보 병합 모드 및 움직임 벡터 예측 모드가 포함될 수 있다.
움직임 벡터 예측 모드는, 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측값 사이의 차분값을 부호화하여 시그날링하는 모드이다. 여기서, 움직임 벡터 예측값은, 현재 블록에 인접하는 주변 블록 또는 주변 샘플의 움직임 정보를 기초로 유도될 수 있다.
도 6은 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위해 참조되는 위치를 나타낸다.
설명의 편의를 위해, 현재 블록은 4x4 크기를 갖는 것으로 가정한다.
도시된 예에서, 'LB'는, 현재 블록 내 최좌측열 및 최하단행에 포함된 샘플을 나타낸다. 'RT'은, 현재 블록 내 최우측열 및 최상단행에 포함된 샘플을 나타낸다. A0 내지 A4는 현재 블록의 좌측에 이웃하는 샘플들을 나타내고, B0 내지 B5는, 현재 블록의 상단에 이웃하는 샘플들을 나타낸다. 일 예로, A1은, LB의 좌측에 이웃하는 샘플을 나타내고, B1은, RT의 상단에 이웃하는 샘플을 나타낸다.
Col은, 콜로케이티드(Co-located) 픽처 내 현재 블록의 우하단에 이웃하는 샘플의 위치를 나타낸다. 콜로케이티드 픽처는 현재 픽처와 상이한 픽처이고, 콜로케이티드 픽처를 특정하기 위한 정보가 명시적으로 비트스트림에 부호화되어 시그날링될 수 있다. 또는, 기 정의된 참조 픽처 인덱스를 갖는 참조 픽처를 콜로케이티드 픽처로 설정할 수도 있다.
현재 블록의 움직임 벡터 예측값은, 움직임 벡터 예측 리스트(Motion Vector Prediction List)에 포함된 적어도 하나의 움직임 벡터 예측 후보로부터 유도될 수 있다.
움직임 벡터 예측 리스트에 삽입될 수 있는 움직임 벡터 예측 후보들의 개수(즉, 리스트의 크기)가 부호화기 및 복호화기에 기 정의되어 있을 수 있다. 일 예로, 움직임 벡터 예측 후보들의 최대 개수는 2개일 수 있다.
현재 블록에 인접하는 이웃 샘플의 위치에 저장된 움직임 벡터 또는 상기 움직임 벡터를 스케일링하여 유도된 스케일링된 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측 후보로서 움직임 벡터 예측 리스트에 삽입할 수 있다. 이때, 현재 블록에 인접하는 이웃 샘플들을 기 정의된 순서에 따라 스캔하여, 움직임 벡터 예측 후보를 유도할 수 있다.
일 예로, A0부터 A4의 순서로 각 위치에 움직임 벡터가 저장되어 있는지 여부를 확인할 수 있다. 그리고, 위 스캔 순서에 따라, 가장 먼저 발견된 이용 가능한 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측 후보로서 움직임 벡터 예측 리스트에 삽입할 수 있다.
다른 예로, A0 부터 A4의 순서로, 각 위치에 움직임 벡터가 저장되어 있는지 여부를 확인하되, 가장 먼저 발견된, 현재 블록과 동일한 참조 픽처를 갖는 위치의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측 후보로서 움직임 벡터 예측 리스트에 삽입할 수 있다. 현재 블록과 동일한 참조 픽처를 갖는 이웃 샘플이 존재하지 않는 경우, 가장 먼저 발견된 이용 가능한 벡터를 기초로 움직임 벡터 예측 후보를 유도할 수 있다. 구체적으로, 가장 먼저 발견된 이용 가능한 움직임 벡터를 스케일링한 뒤, 스케일링된 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측 후보로서 움직임 벡터 예측 리스트에 삽입할 수 있다. 이때, 스케일링은, 현재 픽처와 참조 픽처 사이의 출력 순서 차이(즉, POC 차이) 및 현재 픽처와 이웃 샘플의 참조 픽처 사이의 출력 순서 차이(즉, POC 차이)에 기초하여 수행될 수 있다.
나아가, B0 부터 B5의 순서로, 각 위치에 움직임 벡터가 저장되어 있는지 여부를 확인할 수 있다. 그리고, 위 스캔 순서에 따라, 가장 먼저 발견된 이용 가능한 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측 후보로서 움직임 벡터 예측 리스트에 삽입할 수 있다.
다른 예로, B0 부터 B5의 순서로, 각 위치에 움직임 벡터가 저장되어 있는지 여부를 확인하되, 가장 먼저 발견된, 현재 블록과 동일한 참조 픽처를 갖는 위치의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측 후보로서 움직임 벡터 예측 리스트에 삽입할 수 있다. 현재 블록과 동일한 참조 픽처를 갖는 이웃 샘플이 존재하지 않는 경우, 가장 먼저 발견된 이용 가능한 벡터를 기초로 움직임 벡터 예측 후보를 유도할 수 있다. 구체적으로, 가장 먼저 발견된 이용 가능한 움직임 벡터를 스케일링한 뒤, 스케일링된 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측 후보로서 움직임 벡터 예측 리스트에 삽입할 수 있다. 이때, 스케일링은, 현재 픽처와 참조 픽처 사이의 출력 순서 차이(즉, POC 차이) 및 현재 픽처와 이웃 샘플의 참조 픽처 사이의 출력 순서 차이(즉, POC 차이)에 기초하여 수행될 수 있다.
상술한 예에서와 같이, 현재 블록의 좌측에 인접하는 샘플로부터 움직임 벡터 예측 후보를 유도하고, 현재 블록의 상단에 인접하는 샘플로부터 움직임 벡터 예측 후보를 유도할 수 있다.
이때, 좌측 샘플로부터 유도된 움직임 벡터 예측 후보가 상단 샘플로부터 유도된 움직임 벡터 예측 후보보다 먼저 움직임 벡터 예측 리스트에 삽입될 수 있다. 이 경우, 좌측 샘플로부터 유도된 움직임 벡터 예측 후보에 할당되는 인덱스가 상단 샘플로부터 유도된 움직임 벡터 예측 후보보다 작은 값을 가질 수 있다.
위와 반대로, 상단 샘플로부터 유도된 움직임 벡터 예측 후보를 좌측 샘플로부터 유도된 움직임 벡터 예측 후보보다 먼저 움직임 벡터 예측 리스트에 삽입할 수도 있다.
상기 움직임 벡터 예측 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측 후보들 중 부호화 효율이 가장 높은 움직임 벡터 예측 후보를, 현재 블록의 움직임 벡터 예측값(Motion Vector Predictor, MVP)으로 설정할 수 있다. 그리고, 복수의 움직임 벡터 예측 후보들 중 현재 블록의 움직임 벡터 예측값으로 설정되는 움직임 벡터 예측 후보를 가리키는 인덱스 정보를 부호화하여 복호화기로 시그날링할 수 있다. 움직임 벡터 예측 후보들의 개수가 2개인 경우, 상기 인덱스 정보는 1비트의 플래그(예컨대, MVP 플래그)일 수 있다. 또한, 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측값 사이의 차분인 움직임 벡터 차분값(Motion Vector Difference, MVD)를 부호화하여 복호화기로 시그날링할 수 있다.
복호화기는, 부호화기와 동일하게 움직임 벡터 예측 리스트를 구성할 수 있다. 또한, 비트스트림으로부터 인덱스 정보를 복호화하고, 복호화된 인덱스 정보를 기초로 복수의 움직임 벡터 예측 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 선택된 움직임 벡터 예측 후보를, 현재 블록의 움직임 벡터 예측값으로 설정할 수 있다.
또한, 비트스트림으로부터 움직임 벡터 차분값을 복호화할 수 있다. 이후, 움직임 벡터 예측값과 움직임 벡터 차분값을 합하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
현재 블록에 양방향 예측이 적용되는 경우, L0 방향 및 L1 방향 각각에 대해 움직임 벡터 예측 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 움직임 벡터 예측 리스트는, 동일 방향의 움직임 벡터들로 구성될 수 있다. 이에 따라, 현재 블록의 움직임 벡터와, 움직임 벡터 예측 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측 후보들은 동일한 방향을 갖는다.
움직임 벡터 예측 모드가 선택된 경우, 참조 픽처 인덱스 및 예측 방향 정보가 명시적으로 부호화되어 복호화기로 시그날링될 수 있다. 일 예로, 참조 픽처 리스트 상에 복수의 참조 픽처들이 존재하고, 복수 참조 픽처들 각각에 대해 움직임 추정이 수행된 경우, 상기 복수 참조 픽처들 중 현재 블록의 움직임 정보가 유도된 참조 픽처를 특정하기 위한 참조 픽처 인덱스가 명시적으로 부호화되어 복호화기로 시그날링될 수 있다.
이때, 참조 픽처 리스트에 하나의 참조 픽처만이 포함된 경우에는 상기 참조 픽처 인덱스의 부/복호화가 생략될 수 있다.
예측 방향 정보는, L0 단방향 예측, L1 단방향 예측, 또는 양방향 예측 중 하나를 가리키는 인덱스일 수 있다. 또는, L0 방향에 대한 예측이 수행되는지 여부를 나타내는 L0 플래그 및 L1 방향에 대한 예측이 수행되는지 여부를 나타내는 L1 플래그가 각각 부호화되어 시그날링될 수도 있다.
움직임 정보 병합 모드는, 현재 블록의 움직임 정보를 이웃 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정하는 모드이다. 움직임 정보 병합 모드에서는, 움직임 정보 병합 리스트를 이용하여, 움직임 정보가 부/복호화될 수 있다.
움직임 정보 병합 후보는, 현재 블록에 인접하는 이웃 블록 또는 이웃 샘플의 움직임 정보를 기초로 유도될 수 있다. 일 예로, 현재 블록에 주변에 참조할 위치를 기 정의한 뒤, 기 정의된 참조 위치에 움직임 정보가 존재하는지 여부를 확인할 수 있다. 기 정의된 참조 위치에 움직임 정보가 존재하는 경우, 해당 위치의 움직임 정보를 움직임 정보 병합 후보로서 움직임 정보 병합 리스트에 삽입할 수 있다.
도 6의 예시에서, 기 정의된 참조 위치는, A0, A1, B0, B1, B5 및 Col 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 나아가, A1, B1, B0, A0, B5 및 Col의 순서로, 움직임 정보 병합 후보를 유도할 수 있다.
움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보들 중 최적의 비용을 갖는 움직임 정보 병합 후보의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 설정할 수 있다. 나아가, 복수의 움직임 정보 병합 후보들 중 선택된 움직임 정보 병합 후보를 가리키는 인덱스 정보(예컨대, 병합 인덱스)를 부호화하여 복호화기로 전송할 수 있다.
복호화기에서는, 부호화기에서와 동일하게 움직임 정보 병합 리스트를 구성할 수 있다. 그리고, 비트스트림으로부터 복호화된 병합 인덱스를 기초로, 움직임 정보 병합 후보를 선택할 수 있다. 선택된 움직임 정보 병합 후보의 움직임 정보가, 현재 블록의 움직임 정보로 설정될 수 있다.
움직임 정보 병합 리스트는 움직임 벡터 예측 리스트와는 달리, 예측 방향과 상관없이 단일의 리스트로 구성된다. 즉, 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보은 L0 움직임 정보 또는 L1 움직임 정보만을 가질 수도 있고, 양방향 움직임 정보(즉, L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보)를 가질 수도 있다.
현재 블록 주변 복원 샘플 영역을 이용하여, 현재 블록의 움직임 정보를 유도할 수도 있다. 여기서, 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는데 이용되는 복원 샘플 영역을 템플릿(Template)이라 호칭할 수도 있다.
도 7은 템플릿 기반 움직임 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에서는, 탐색 범위 내 현재 블록과 참조 블록 간의 비용을 기반으로, 현재 블록의 예측 블록을 결정하는 것으로 설명하였다. 본 실시예에 따르면, 도 3과 달리, 현재 블록에 이웃하는 템플릿(이하, 현재 템플릿이라 함) 및 현재 템플릿과 동일한 크기 및 형태를 갖는 참조 템플릿 사이의 비용을 기반으로, 현재 블록에 대한 움직임 추정을 수행할 수 있다.
일 예로, 현재 템플릿 내 복원 샘플들과 참조 블록 내 복원 샘플들 간의 차분값의 절대값 합을 기반으로, 비용을 계산할 수 있다. 절대값 합이 작을수록, 비용은 감소할 수 있다.
탐색 범위 내 현재 템플릿과 최적의 비용을 갖는 참조 템플릿이 결정되면, 참조 템플릿에 이웃하는 참조 블록을 현재 블록의 예측 블록으로 설정할 수 있다.
그리고, 현재 블록과 참조 블록 사이의 거리, 참조 블록이 속하는 픽처의 인덱스 및 참조 픽처가 L0 또는 L1 참조 픽처 리스트에 포함되는지 여부를 기반으로, 현재 블록의 움직임 정보를 설정할 수 있다.
템플릿은 현재 블록 주변 기 복원된 영역이 템플릿으로 정의되는 바, 복호화기 스스로 부호화기와 동일한 방식으로 움직임 추정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 템플릿을 이용하여 움직임 정보를 유도하는 경우, 템플릿 이용 여부를 나타내는 정보 외, 움직임 정보를 부호화하여 시그날링할 필요가 없다.
현재 템플릿은 현재 블록 상단에 인접하는 영역 또는 좌측에 인접하는 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상단에 인접하는 영역은, 적어도 하나의 행을 포함하고, 좌측에 인접하는 영역은, 적어도 하나의 열을 포함할 수 있다.
도 8은 템플릿의 구성 예들을 나타낸다.
도 8에 도시된 예들 중 하나를 따라, 현재 템플릿이 구성될 수 있다.
또는, 도 8에 도시된 예와 달리, 현재 블록의 좌측에 인접하는 영역만으로 템플릿을 구성하거나, 현재 블록의 상단에 인접하는 영역만으로 템플릿을 구성할 수도 있다.
현재 템플릿의 크기 및/또는 형태는 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다.
또는, 크기 및/또는 형태가 상이한 복수의 템플릿 후보들을 기 정의한 뒤, 복수의 템플릿 후보들 중 하나를 특정하는 인덱스 정보를 부호화하여 복호화기로 시그날링할 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기, 형태 또는 위치 중 적어도 하나에 기초하여, 복수의 템플릿 후보들 중 하나를 적응적으로 선택할 수도 있다. 일 예로, 현재 블록이 CTU의 상단 경계에 접하는 경우, 현재 블록의 좌측에 인접하는 영역만으로 현재 템플릿을 구성할 수 있다.
참조 픽처 리스트에 저장된 참조 픽처들 각각에 대해 템플릿에 기반한 움직임 추정을 수행할 수 있다. 또는, 참조 픽처들 중 일부에 대해서만 움직임 추정을 수행할 수도 있다. 일 예로, 참조 픽처 인덱스가 0인 참조 픽처에 대해서만 움직임 추정을 수행하거나, 참조 픽처 인덱스가 문턱값보다 작은 참조 픽처들 또는 현재 픽처와의 POC 차분이 문턱값보다 작은 참조 픽처들에 대해서만 움직임 추정을 수행할 수 있다.
또는, 참조 픽처 인덱스를 명시적으로 부호화하여 시그날링한 뒤, 상기 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처에 대해서만 움직임 추정을 수행할 수 있다.
또는, 현재 템플릿에 대응하는 이웃 블록의 참조 픽처를 대상으로 움직임 추정을 수행할 수 있다. 일 예로, 템플릿이 좌측 인접 영역 및 상단 인접 영역으로 구성되어 있다면, 좌측 이웃 블록의 참조 픽처 인덱스 또는 상단 이웃 블록의 참조 픽처 인덱스 중 적어도 하나를 이용하여 적어도 하나의 참조 픽처를 선택할 수 있다. 이후, 선택된 적어도 하나의 참조 픽처를 대상으로, 움직임 추정을 수행할 수 있다.
템플릿에 기반한 움직임 추정이 적용되었는지 여부를 나타내는 정보가 부호화되어 복호화기로 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있다. 일 예로, 상기 플래그가 참(1)인 것은, 현재 블록의 L0 방향 및 L1 방향에 템플릿에 기반한 움직임 추정이 적용됨을 가리킨다. 반면, 상기 플래그가 거짓(0)인 것은, 템플릿에 기반한 움직임 추정이 적용되지 않음을 나타낸다. 이 경우, 움직임 정보 병합 모드 또는 움직임 벡터 예측 모드를 기반으로, 현재 블록의 움직임 정보가 유도될 수 있다.
위와 반대로, 현재 블록에 움직임 정보 병합 모드 및 움직임 벡터 예측 모드가 적용되지 않는 것으로 결정된 경우에 한하여, 템플릿에 기반한 움직임 추정이 적용될 수 있다. 일 예로, 움직임 정보 병합 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 제1 플래그 및 움직임 벡터 예측 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 제2 플래그가 모두 0인 경우, 템플릿에 기반한 움직임 추정이 수행될 수 있다.
L0 방향 및 L1 방향 각각에 대해, 템플릿에 기반한 움직임 추정이 적용되었는지 여부를 나타내는 정보가 시그날링될 수 있다. 즉, L0 방향에 템플릿에 기반한 움직임 추정이 적용되는지 여부 및 L1 방향에 템플릿에 기반한 움직임 추정이 적용되는지 여부가 상호 독립적으로 결정될 수 있다. 이에 따라, L0 방향 및 L1 방향 중 어느 하나에는 템플릿에 기반한 움직임 추정이 적용되는 반면, 다른 하나에는, 타 모드(예컨대, 움직임 정보 병합 모드 또는 움직임 벡터 예측 모드)가 적용될 수 있다.
L0 방향 및 L1 방향에 모두 템플릿에 기반한 움직임 추정이 적용되는 경우, L0 예측 블록 및 L1 예측 블록의 가중합 연산을 기초로, 현재 블록의 예측 블록이 생성될 수 있다. 또는, L0 방향 및 L1 방향 중 하나에는 템플릿에 기반한 움직임 추정이 적용되었으나, 다른 하나에는, 타 모드가 적용된 경우에도, L0 예측 블록 및 L1 예측 블록의 가중합 연산을 기초로, 현재 블록의 예측 블록이 생성될 수 있다. 이에 대해서는, 수학식 2를 통해 후술하기로 한다.
또는, 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법이, 움직임 정보 병합 모드 상의 움직임 정보 병합 후보 또는 움직임 벡터 예측 모드 상의 움직임 벡터 예측 후보로 삽입될 수도 있다. 이 경우, 선택된 움직임 정보 병합 후보 또는 선택된 움직임 벡터 예측 후보가 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법을 가리키는지 여부에 기초하여, 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법의 적용 여부가 결정될 수 있다.
쌍방 매칭 방법을 기반으로, 현재 블록의 움직임 정보를 생성할 수도 있다.
도 9는 쌍방 매칭 방법을 기반의 움직임 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
쌍방 매칭 방법은, 현재 픽처의 시간적 순서(즉, POC)가 L0 참조 픽처의 시간적 순서 및 L1 참조 픽처의 시간적 순서 사이에 존재하는 경우에 한하여 수행될 수 있다.
쌍방 매칭 방법이 적용되는 경우, L0 참조 픽처 및 L1 참조 픽처 각각에 탐색 범위를 설정할 수 있다. 이때, L0 참조 픽처를 식별하기 위한 L0 참조 픽처 인덱스 및 L1 참조 픽처를 식별하기 위한 L1 참조 픽처 인덱스가 각각 부호화되어 시그날링될 수 있다.
다른 예로, L0 참조 픽처 인덱스만을 부호화하여 시그날링하고, 현재 픽처와 L0 참조 픽처 사이의 거리(이하, L0 POC 차분이라 함)을 기초로, L1 참조 픽처를 선택할 수 있다. 일 예로, L1 참조 픽처 리스트에 포함된 L1 참조 픽처들 중, 현재 픽처와의 거리(이하, L1 POC 차분이라 함)의 절대값이 현재 픽처와 L0 참조 픽처 사이의 거리의 절대값과 동일한 L1 참조 픽처를 선택할 수 있다. L0 POC 차분과 동일한 L1 POC 차분을 갖는 L1 참조 픽처가 존재하지 않는 경우, L1 참조 픽처들 중 L1 POC 차분이 L0 POC 차분과 가장 유사한 L1 참조 픽처를 선택할 수 있다.
이때, L1 참조 픽처들 중 L0 참조 픽처와 시간적 방향이 상이한 L1 참조 픽처 만이 쌍방 매칭에 이용될 수 있다. 일 예로, L0 참조 픽처의 POC가 현재 픽처보다 작은 경우, 현재 픽처보다 POC가 큰 L1 참조 픽처들 중에서 하나를 선택할 수 있다.
위와 반대로, L1 참조 픽처 인덱스만을 부호화하여 시그날링하고, 현재 픽처와 L1 참조 픽처 사이의 거리를 기초로, L0 참조 픽처를 선택할 수도 있다.
또는, L0 참조 픽처들 중 현재 픽처와의 거리가 가장 가까운 L0 참조 픽처 및, L1 참조 픽처들 중 현재 픽처와의 거리가 가장 가까운 L1 참조 픽처를 이용하여 쌍방 매칭 방법을 수행할 수도 있다.
또는, L0 참조 픽처 리스트 내 기 정의된 인덱스가 할당된 L0 참조 픽처(예컨대, 인덱스 0) 및 L1 참조 픽처 리스트 내 기 정의된 인덱스가 할당된 L1 참조 픽처(예컨대, 인덱스 0)를 이용하여, 쌍방 매칭 방법을 수행할 수도 있다.
또는, LX (X는 0 또는 1) 참조 픽처는 명시적으로 시그날링되는 참조 픽처 인덱스를 기반으로 선택하고, L｜X-1｜ 참조 픽처는, L｜X-1｜ 참조 픽처들 중 현재 픽처와 가장 가까운 거리를 갖는 참조 픽처, 또는 L｜X-1｜ 참조 픽처 리스트 내 기 정의된 인덱스를 갖는 참조 픽처로 선택될 수 있다.
다른 예로, 현재 블록의 이웃 블록의 움직임 정보를 기초로 L0 및/또는 L1 참조 픽처를 선택할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 좌측 또는 상단 이웃 블록의 참조 픽처 인덱스를 이용하여, 쌍방 매칭에 이용될 L0 및/또는 L1 참조 픽처를 선택할 수 있다.
탐색 범위는 참조 픽처 내 콜로케이티드 블록으로부터 소정 범위 이내로 설정될 수 있다.
다른 예로, 초기 움직임 정보를 기초로 탐색 범위를 설정할 수 있다. 초기 움직임 정보는, 현재 블록의 이웃 블록으로부터 유도될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 좌측 이웃 블록 또는 상단 이웃 블록의 움직임 정보가, 현재 블록의 초기 움직임 정보로 설정될 수 있다.
쌍방 매칭 방법이 적용되는 경우, L0 움직임 벡터와 L1 방향의 움직임 벡터는 서로 반대 방향으로 설정된다. 이는, L0 움직임 벡터의 부호와 L1 방향의 움직임 벡터가 서로 반대 부호를 가짐을 나타낸다. 아울러, LX 움직임 벡터의 크기는, 현재 픽처와 LX 참조 픽처 사이의 거리(즉, POC 차분)에 비례할 수 있다.
이후, L0 참조 픽처의 탐색 범위에 속하는 참조 블록(이하, L0 참조 블록이라 함) 및 L1 참조 픽처의 탐색 범위에 속하는 참조 블록(이하, L1 참조 블록이라 함) 사이의 비용(cost)를 이용하여, 움직임 추정을 수행할 수 있다.
현재 블록과의 벡터가 (x, y)인 L0 참조 블록을 선택한 경우, 현재 블록으로부터 (-Dx, -Dy) 만큼 이격된 위치의 L1 참조 블록을 선택할 수 있다. 여기서, D는, 현재 픽처와 L0 참조 픽처 사이의 거리 및 L1 참조 픽처와 현재 픽처 사이의 거리의 비율에 의해 결정될 수 있다.
일 예로, 도 9에 도시된 예에서, 현재 픽처(T)와 L0 참조 픽처(T-1) 사이의 거리의 절대값 및 현재 픽처(T)와 L1 참조 픽처(T+1) 사이의 거리의 절대값은 상호 동일하다. 이에 따라, 도시된 예에서, L0 움직임 벡터 (x0, y0) 및 L1 움직임 벡터 (x1, y1)는 상호 크기는 동일하나 거리는 반대이다. 만약, POC가 (T+2)인 L1 참조 픽처가 이용되었다면, L1 움직임 벡터 (x1, y1)은, (-2*x0, -2*y0)로 설정될 것이다.
최적의 비용을 갖는 L0 참조 블록 및 L1 참조 블록이 선택되면, L0 참조 블록 및 L1 참조 블록 각각을 현재 블록의 L0 예측 블록 및 L1 예측 블록으로 설정할 수 있다. 이후, L0 참조 블록 및 L1 참조 블록의 가중합 연산을 통해, 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 일 예로, 후술할 수학식 2에 따라, 현재 블록의 예측 블록이 생성될 수 있다.
쌍방 매칭 방법이 적용되는 경우, 복호화기에서는 부호화기와 동일한 방법으로 움직임 추정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 쌍방 움직임 매칭 방법이 적용되는지 여부를 나타내는 정보는 명시적으로 부/복호화하는 한편, 움직임 벡터 등의 움직임 정보의 부/복호화는 생략할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, L0 참조 픽처 인덱스 또는 L1 참조 픽처 인덱스 중 적어도 하나가 명시적으로 부/복호화될 수도 있다.
다른 예로, 쌍방 매칭 방법이 적용되었는지 여부를 나타내는 정보를 명시적으로 부/복호화하되, 쌍방 매칭 방법이 적용된 경우, L0 움직임 벡터 또는 L1 움직임 벡터를 명시적으로 부호화하여 시그날링할 수도 있다. L0 움직임 벡터가 시그날링된 경우, L1 움직임 벡터는, 현재 픽처와 L0 참조 픽처간의 POC 차분 및 현재 픽처와 L1 참조 픽처간의 POC 차분을 기초로 유도될 수 있다. L1 움직임 벡터가 시그날링된 경우, L0 움직임 벡터는, 현재 픽처와 L0 참조 픽처간의 POC 차분 및 현재 픽처와 L1 참조 픽처간의 POC 차분을 기초로 유도될 수 있다. 이때, 부호화기에서는, L0 움직임 벡터 및 L1 움직임 벡터 중 크기가 작은 것을 명시적으로 부호화할 수 있다.
쌍방 매칭 방법이 적용되었는지 여부를 나타내는 정보는 1비트의 플래그일 수 있다. 일 예로, 상기 플래그가 참(예컨대, 1)인 것은, 현재 블록에 쌍방 매칭 방법이 적용됨을 나타낼 수 있다. 상기 플래그가 거짓(예컨대, 0)인 것은, 현재 블록에 쌍방 매칭 방법이 적용되지 않음을 나타낼 수 있다. 이 경우, 현재 블록에는, 움직임 정보 병합 모드 또는 움직임 벡터 예측 모드가 적용될 수 있다.
위와 반대로, 현재 블록에 움직임 정보 병합 모드 및 움직임 벡터 예측 모드가 적용되지 않는 것으로 결정된 경우에 한하여, 쌍방 매칭 방법이 적용될 수 있다. 일 예로, 움직임 정보 병합 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 제1 플래그 및 움직임 벡터 예측 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 제2 플래그가 모두 0인 경우, 쌍방 매칭 방법이 적용될 수 있다.
또는, 쌍방 매칭 방법이, 움직임 정보 병합 모드 상의 움직임 정보 병합 후보 또는 움직임 벡터 예측 모드 상의 움직임 벡터 예측 후보로 삽입될 수도 있다. 이 경우, 선택된 움직임 정보 병합 후보 또는 선택된 움직임 벡터 예측 후보가 쌍방 매칭 방법을 가리키는지 여부에 기초하여, 쌍방 매칭 방법의 적용 여부가 결정될 수 있다.
쌍방 매칭 방법에서는, 현재 픽처의 시간적 순서가, L0 참조 픽처의 시간적 순서 및 L1 참조 픽처의 시간적 순서 사이에 존재해야 하는 것으로 예시되었다. 위 쌍방 매칭 방법의 제약이 적용되지 않는 단방향 매칭 방법을 적용하여, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수도 있다. 구체적으로, 단방향 매칭 방법에서는, 현재 블록보다 시간적 순서(즉, POC)가 작은 2개의 참조 픽처들 또는 현재 블록보다 시간적 순서가 큰 2개의 참조 픽처들이 이용될 수 있다. 이때, 2개의 참조 픽처들은 모두 L0 참조 픽처 리스트 또는 L1 참조 픽처 리스트로부터 유도된 것일 수 있다. 또는, 2개의 참조 픽처들 중 1개는 L0 참조 픽처 리스트로부터 유도되고, 다른 하나는 L1 참조 픽처 리스트로부터 유도될 수도 있다.
도 10은 단방향 매칭 방법 기반의 움직임 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단방향 매칭 방법은, 현재 픽처보다 POC가 작은 2개의 참조 픽처들(즉, Forward 참조 픽처들) 또는 현재 픽처보다 POC가 큰 2개의 참조 픽처들(즉, Backward 참조 픽처들)을 기초로 수행될 수 있다. 도 10에서는, 현재 픽처(T) 보다 POC가 작은 제1 참조 픽처(T-1) 및 제2 참조 픽처(T-2)를 기초로 단방향 매칭 방법에 기반한 움직임 추정이 수행되는 것으로 예시되었다.
이때, 제1 참조 픽처를 식별하기 위한 제1 참조 픽처 인덱스 및 제2 참조 픽처를 식별하기 위한 제2 참조 픽처 인덱스가 각각 부호화되어 시그날링될 수 있다. 이때, 단방향 매칭 방법에 이용되는 두 참조 픽처들 중 현재 픽처와의 POC 차분이 더 작은 참조 픽처를 제1 참조 픽처로 설정할 수 있다. 이에 따라, 제1 참조 픽처가 선택되면, 참조 픽처 리스트에 포함된 참조 픽처들 중 제1 참조 픽처보다 현재 픽처와의 POC 차분이 더 큰 참조 픽처들만이 제2 참조 픽처로 설정될 수 있다. 제2 참조 픽처 인덱스는, 제1 참조 픽처와 동일한 시간적 방향을 가지면서, 제1 참조 픽처보다 현재 픽처와의 POC 차분이 더 큰 참조 픽처들을 재정렬한 뒤, 재정렬된 참조 픽처들 중 하나의 인덱스를 가리키도록 설정될 수 있다.
위와 반대로, 두 참조 픽처들 중 현재 픽처와의 POC 차분이 더 큰 참조 픽처를 제1 참조 픽처로 설정할 수도 있다. 이 경우, 제2 참조 픽처 인덱스는, 제1 참조 픽처와 동일한 시간적 방향을 가지면서, 제1 참조 픽처보다 현재 픽처와의 POC 차분이 더 작은 참조 픽처들을 재정렬한 뒤, 재정렬된 참조 픽처들 중 하나의 인덱스를 가리키도록 설정될 수 있다.
또는, 참조 픽처 리스트 내 기 정의된 인덱스가 할당된 참조 픽처 및 이와 동일한 시간적 방향을 갖는 참조 픽처를 이용하여, 단방향 매칭 방법을 수행할 수도 있다. 일 예로, 참조 픽처 리스트 내 인덱스가 0인 참조 픽처를 제1 참조 픽처로 설정하고, 참조 픽처 리스트 내 제1 참조 픽처와 시간적 방향이 동일한 참조 픽처들 중 인덱스가 가장 작은 참조 픽처를 제2 참조 픽처로 선택할 수 있다.
제1 참조 픽처 및 제2 참조 픽처는 모두 L0 참조 픽처 리스트 또는 L1 참조 픽처 리스트로부터 선택될 수 있다. 도 10에서는, 2개의 L0 참조 픽처들이 단방향 매칭 방법에 이용되는 것으로 도시되었다. 또는, 제1 참조 픽처는 L0 참조 픽처 리스트로부터 선택되고, 제2 참조 픽처는 L1 참조 픽처 리스트로부터 선택될 수도 있다.
제1 참조 픽처 및/또는 제2 참조 픽처가 L0 참조 픽처 리스트에 속하는지 또는 L1 참조 픽처 리스트에 속하는지 여부를 나타내는 정보가 추가로 부/복호화될 수도 있다.
또는, L0 참조 픽처 리스트 및 L1 참조 픽처 리스트 중 디폴트로 설정된 하나를 이용하여 단방향 매칭을 수행할 수 있다. 또는, L0 참조 픽처 리스트 및 L1 참조 픽처 리스트 중 참조 픽처들의 개수가 더 많은 것으로부터 두개의 참조 픽처들을 선택할 수도 있다.
이후, 제1 참조 픽처 및 제2 참조 픽처 내 탐색 범위를 설정할 수 있다.
탐색 범위는 참조 픽처 내 콜로케이티드 블록으로부터 소정 범위 이내로 설정될 수 있다.
다른 예로, 초기 움직임 정보를 기초로 탐색 범위를 설정할 수 있다. 초기 움직임 정보는, 현재 블록의 이웃 블록으로부터 유도될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 좌측 이웃 블록 또는 상단 이웃 블록의 움직임 정보가, 현재 블록의 초기 움직임 정보로 설정될 수 있다.
이후, 제1 참조 픽처의 탐색 범위에 속하는 제1 참조 블록 및 제2 참조 픽처의 탐색 범위에 속하는 제2 참조 블록 사이의 비용(cost)를 이용하여, 움직임 추정을 수행할 수 있다.
이때, 단방향 매칭 방법 하에서, 움직임 벡터의 크기는, 현재 픽처와 참조 픽처 사이의 거리에 비례하여 증가하도록 설정되어야 한다. 구체적으로, 현재 픽처와의 벡터가 (x, y)인 제1 참조 블록을 선택한 경우, 제2 참조 블록은 현재 블록으로부터 (Dx, Dy)만큼 이격되어야 한다. 여기서, D는, 현재 픽처와 제1 참조 픽처 사이의 거리 및 현재 픽처와 제2 참조 픽처 사이의 거리의 비율에 의해 결정될 수 있다.
일 예로, 도 10의 예에서, 현재 픽처와 제1 참조 픽처 사이의 거리(즉, POC 차분)은 1이고, 현재 픽처와 제2 참조 픽처 사이의 거리(즉, POC 차분)은 2이다. 이에 따라, 제1 참조 픽처 내 제1 참조 블록에 대한 제1 움직임 벡터가 (x0, y0)인 경우, 제2 참조 픽처 내 제2 참조 블록에 대한 제2 움직임 벡터 (x1, y1)은, (2x0, 2y0)로 설정될 수 있다.
최적의 비용을 갖는 제1 참조 블록 및 제2 참조 블록이 선택되면, 제1 참조 블록 및 제2 참조 블록 각각을 현재 블록의 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록으로 설정할 수 있다. 이후, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록의 가중합 연산을 통해, 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 일 예로, 후술할 수학식 2에 따라, 현재 블록의 예측 블록이 생성될 수 있다.
단방향 매칭 방법이 적용되는 경우, 복호화기에서는 부호화기와 동일한 방법으로 움직임 추정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 단방향 움직임 매칭 방법이 적용되는지 여부를 나타내는 정보는 명시적으로 부/복호화하는 한편, 움직임 벡터 등의 움직임 정보의 부/복호화는 생략할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 참조 픽처 인덱스 또는 제2 참조 픽처 인덱스 중 적어도 하나가 명시적으로 부/복호화될 수도 있다.
다른 예로, 단방향 매칭 방법이 적용되었는지 여부를 나타내는 정보를 명시적으로 부/복호화하되, 단방향 매칭 방법이 적용된 경우, 제1 움직임 벡터 또는 제2 움직임 벡터를 명시적으로 부호화하여 시그날링할 수도 있다. 제1 움직임 벡터가 시그날링된 경우, 제2 움직임 벡터는, 현재 픽처와 제1 참조 픽처간의 POC 차분 및 현재 픽처와 제2 참조 픽처간의 POC 차분을 기초로 유도될 수 있다. 제2 움직임 벡터가 시그날링된 경우, 제1 움직임 벡터는, 현재 픽처와 제1 참조 픽처간의 POC 차분 및 현재 픽처와 제2 참조 픽처간의 POC 차분을 기초로 유도될 수 있다. 이때, 부호화기에서는, 제1 움직임 벡터 및 제2 움직임 벡터 중 크기가 작은 것을 명시적으로 부호화할 수 있다.
단방향 매칭 방법이 적용되었는지 여부를 나타내는 정보는 1비트의 플래그일 수 있다. 일 예로, 상기 플래그가 참(예컨대, 1)인 것은, 현재 블록에 단방향 매칭 방법이 적용됨을 나타낼 수 있다. 상기 플래그가 거짓(예컨대, 0)인 것은, 현재 블록에 단방향 매칭 방법이 적용되지 않음을 나타낼 수 있다. 이 경우, 현재 블록에는, 움직임 정보 병합 모드 또는 움직임 벡터 예측 모드가 적용될 수 있다.
위와 반대로, 현재 블록에 움직임 정보 병합 모드 및 움직임 벡터 예측 모드가 적용되지 않는 것으로 결정된 경우에 한하여, 단방향 매칭 방법이 적용될 수 있다. 일 예로, 움직임 정보 병합 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 제1 플래그 및 움직임 벡터 예측 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 제2 플래그가 모두 0인 경우, 단방향 매칭 방법이 적용될 수 있다.
또는, 단방향 매칭 방법이, 움직임 정보 병합 모드 상의 움직임 정보 병합 후보 또는 움직임 벡터 예측 모드 상의 움직임 벡터 예측 후보로 삽입될 수도 있다. 이 경우, 선택된 움직임 정보 병합 후보 또는 선택된 움직임 벡터 예측 후보가 단방향 매칭 방법을 가리키는지 여부에 기초하여, 단방향 매칭 방법의 적용 여부가 결정될 수 있다.
인트라 예측은 현재 블록과 공간적 유사성이 있는 참조 샘플들을 이용하여, 현재 블록의 예측 블록을 획득하는 방법이다. 인트라 예측에 이용되는 참조 샘플들은 복원 샘플일 수 있다. 일 예로, 현재 블록 주변 기 복원된 복원 샘플을 참조 샘플로 설정할 수 있다. 또는, 특정 위치의 복원 샘플이 이용 불가한 것으로 결정된 경우, 인접하는 복원 샘플을 특정 위치의 참조 샘플로 설정할 수 있다.
설명한 바와 달리, 원본 샘플을 참조 샘플로 설정할 수도 있다.
상술한 예에서와 같이, 부호화기와 동일한 방식으로 복호화기에서 움직임 추정을 수행하는 방법, 즉, 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법, 쌍방 추정 방법 및 단방향 추정 방법 중 적어도 하나가, 인터 예측 모드로 정의될 수 있다. 이때, 복수개의 복호화기 측 움직임 추정 방법들이 인터 예측 모드로서 정의되어 있을 경우, 복호화기 측 움직임 추정 방법이 적용되는지 여부를 나타내는 플래그와 함께, 복수개의 복호화기 측 움직임 추정 방법들 중 하나를 특정하는 인덱스가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 일 예로, 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법, 쌍방 추정 방법 및 단방향 추정 방법 중 적어도 하나를 지시하는 인덱스가 부호화되어 시그날링될 수 있다.
인트라 예측은, 부호화기 및 복호화기에 기 정의된 복수의 인트라 예측 모드들 중 적어도 하나를 기초로 수행될 수 있다.
도 11은 기 정의된 인트라 예측 모드들을 도시한 것이다.
부호화기 및 복호화기에 기 정의되어 있는 인트라 예측 모드들은, 비 방향성 인트라 예측 모드들 및 방향성 예측 모드들을 포함할 수 있다. 일 예로, 도 11에 도시된 예에서, 0번 모드는, 비 방향성 모드인 플래너(Planar) 모드, 1번 모드는 비 방향성 모드인 DC 모드를 나타낸다. 아울러, 도 11에 도시된 예에서는, 65개의 방향성 인트라 예측 모드들 (2-66)이 예시되었다.
도시된 것보다, 더 많은 개수의 인트라 예측 모드들 또는 더 적은 개수의 인트라 예측 모드들이 부호화기 및 복호화기에 기 정의되어 있을 수 있다.
기 정의된 인트라 예측 모드들 중 하나를 선택하고, 선택된 인트라 예측 모드에 기초하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득할 수 있다. 이때, 예측 블록 내 예측 샘플을 생성하는데 이용되는 참조 샘플들의 개수 및 위치는 선택된 인트라 예측 모드에 따라 적응적으로 결정될 수 있다.
도 12는 플래너 모드 하에서 예측 샘플이 생성되는 예를 나타낸 것이다.
도 12에 도시된 예에서, 플래너 모드 하에서 예측 블록 생성 시, 현재 블록의 우상단 코너에 인접하는 참조 샘플 T 및 좌하단 코너에 인접하는 참조 샘플 L이 이용될 수 있다.
P1은 수평 방향의 예측 샘플을 나타내고, P2는 수직 방향의 예측 샘플을 나타낸다. P1은, P1과 동일한 y 좌표를 갖는 참조 샘플(즉, P1의 수평 방향에 위치하는 참조 샘플) 및 참조 샘플 T를 선형 보간함으로써 생성될 수 있다. P2는, P2와 동일한 x 좌표를 갖는 참조 샘플(즉, P2의 수직 방향에 위치하는 참조 샘플) 및 참조 샘플 L을 선형 보간함으로써 생성될 수 있다.
이후, 수평 방향 예측 샘플 P1 및 수직 방향 예측 샘플 P2의 가중합 연산을 통해, 최종 예측 샘플을 획득할 수 있다. 수학식 1은 최종 예측 샘플이 생성되는 예를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2022013792-appb-img-000001
상기 수학식 1에서, α는 수평 방향 예측 샘플 P1에 할당되는 가중치를 나타내고, β는 수직 방향 예측 샘플 P2에 할당되는 가중치를 나타낸다. 가중치 α 및 가중치 β는 현재 블록의 너비 및 높이를 기초로 결정될 수 있다. 현재 블록의 너비 및 높이에 따라, 가중치 α 및 가중치 β는 동일한 값을 가질 수도 있고 상이한 값을 가질 수도 있다. 일 예로, 블록의 한면이 다른 한면보다 더 긴 경우, 긴 면과 평행인 방향의 예측 샘플에 할당되는 가중치가 더 높은 값을 갖도록 설정할 수 있다. 또는, 위와 반대로, 긴 면과 평행인 방향의 예측 샘플에 할당되는 가중치가 더 작은 값을 갖도록 설정할 수도 있다.
도 13은 DC 모드 하에서 예측 샘플이 생성되는 예를 나타낸 것이다.
DC 모드 하에서, 현재 블록 주변 참조 샘플들의 평균 값을 계산할 수 있다. 도 13은 평균 값을 이용하는데 이용되는 참조 샘플들의 범위를 나타낸 것이다. 도 13에 도시된 예에서와 같이, 평균 값은 상단 참조 샘플들 및 좌측 참조 샘플들을 기초로 계산될 수 있다.
현재 블록의 형태에 따라, 상단 참조 샘플들만을 이용하여 평균 값을 계산하거나, 좌측 참조 샘플들만을 이용하여 평균 값을 계산할 수도 있다. 일 예로, 현재 블록의 너비가 높이보다 큰 경우, 또는 현재 블록의 너비와 높이 사이의 비율이 기 정의된 값 이상(또는, 이하)인 경우, 상단 참조 샘플들만을 이용하여 평균 값을 계산할 수 있다.
반면, 현재 블록의 너비가 높이보다 작은 경우, 또는 현재 블록의 너비와 높이 사이의 비율이 기 정의된 값보다 작은(또는, 큰) 경우, 좌측 참조 샘플들만을 이용하여 평균 값을 계산할 수 있다.
도 14는 방향성 인트라 예측 모드 하에서 예측 샘플이 생성되는 예를 나타낸 것이다.
현재 블록에 방향성 인트라 예측 모드가 적용되는 경우, 현재 블록 내 각 샘플 위치에서, 방향성 인트라 예측 모드의 각도에 따라, 참조 샘플이 놓인 방향으로 프로젝션(Projection)을 수행할 수 있다.
프로젝션된 위치에 참조 샘플이 존재하는 경우(즉, 프로젝션된 위치가 참조 샘플의 정수 위치인 경우), 해당 위치의 참조 샘플을 예측 샘플로 설정할 수 있다.
반면, 프로젝션된 위치에 참조 샘플이 존재하지 않는 경우(즉, 프로젝션된 위치가 참조 샘플의 분수 위치인 경우), 프로젝션된 위치 주변의 참조 샘플들을 보간하고, 보간된 값을 예측 샘플로 설정할 수 있다.
일 예로, 도 14에 도시된 예에서, 현재 블록 내 샘플 B의 위치에서, 방향성 인트라 예측 모드의 각도에 기반한 프로젝션을 수행할 경우, 프로젝션된 위치에 참조 샘플 R3이 존재한다. 이에 따라, 참조 샘플 R3가 샘플 B 위치에 대한 예측 샘플로 설정될 수 있다.
반면, 현재 블록 내 샘플 A의 위치에서, 방향성 인트라 예측 모드의 각도에 기반한 프로젝션을 수행할 경우, 프로젝션된 위치에 참조 샘플이 존재하지 않는다. 이 경우, 프로젝션된 위치 주변에 존재하는 정수 위치 참조 샘플들을 보간하고, 보간된 값을 샘플 A 위치에 대한 예측 샘플로 설정할 수 있다. 여기서, 정수 위치 참조 샘플들을 보간하여 생성된 값을 분수 위치 참조 샘플(도 14의 r) 이라 호칭할 수 있다.
상술한 바와 같이, 현재 블록의 예측 블록은, 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 생성될 수 있다. 이때, 인터 예측은 복수의 인터 예측 모드들 중 적어도 하나를 기초로 생성될 수 있고, 상기 복수의 인터 예측 모드들은, 움직임 벡터 병합 모드, 움직임 벡터 예측 모드, 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법, 쌍방 매칭 방법 또는 단방향 매칭 방법 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 인터 예측 모드들 중 복호화기에서 부호화기와 동일한 방법으로 움직임 추정을 수행하여 예측 블록을 생성하는 인터 예측 모드(즉, 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법, 쌍방 매칭 방법 및/또는 단방향 매칭 방법)을 복호화기 측 움직임 추정 모드라 호칭하기로 한다. 또한, 인터 예측 모드들 중 부호화기에서의 움직임 추정에 의해 생성된 정보들이 명시적으로 부호화되어 시그날링되는 인터 예측 모드(즉, 움직임 정보 병합 모드 및/또는 움직임 벡터 예측 모드)를 움직임 정보 시그날링 모드라 호칭하기로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 인터 예측 방법들 중 둘 이상을 조합하여, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다. 일 예로, 복수의 인터 예측 방법들 각각을 기반으로 복수의 예측 블록들을 생성한 뒤, 복수의 예측 블록들을 기반으로, 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.
위와 같은, 인터 예측 방법을, 조합된 예측 방법이라 호칭할 수 있다.
설명의 편의를 위해, 후술되는 예에서는, 최종 예측 블록을 생성하는데 이용되는 예측 블록들의 개수가 2개인 것으로 가정한다.
조합된 예측 방법이 적용되는지 여부를 나타내는 정보가 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 1비트의 플래그일 수 있다.
2개의 상이한 인터 예측 모드들을 조합하는 경우, 2개의 인터 예측 모드들 각각을 식별하는 정보가 추가로 부/복호화될 수 있다. 일 예로, 템플릿 기반의 움직임 추정이 적용되는지 여부를 나타내는 플래그, 쌍방 매칭 방법이 적용되는지 여부를 나타내는 플래그, 단방향 매칭 방법이 적용되는지 여부를 나타내는 플래그, 움직임 정보 병합 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 또는 움직임 벡터 예측 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 중 둘 이상이 부호화되어 시그날링될 수 있다.
또는, 인터 예측 모드들 중 2개를 조합하여 구성된 복수의 조합 후보들을 기 정의하고, 복수의 조합 후보들 중 하나를 특정하는 인덱스를 부호화하여 시그날링할 수도 있다.
이하, 조합된 예측 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 15는 조합된 예측 방법에 의해, 현재 블록의 예측 블록을 유도하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 현재 블록에 제1 인터 예측 모드를 적용하여, 제1 예측 블록을 생성할 수 있다(S1510). 여기서, 제1 예측 모드는, 움직임 벡터 병합 모드, 움직임 벡터 예측 모드, 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법, 쌍방 매칭 방법 또는 단방향 매칭 방법 중 어느 하나일 수 있다.
현재 블록에 제2 인터 예측 모드를 적용하여, 제2 예측 블록을 생성할 수 있다(S1520). 여기서, 제2 인터 예측 모드는, 움직임 벡터 병합 모드, 움직임 벡터 예측 모드, 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법, 쌍방 매칭 방법 또는 단방향 매칭 방법 중 제1 인터 예측 모드와 상이한 어느 하나일 수 있다.
또는, 제1 인터 예측 모드 및 제2 인터 예측 모드 중 하나는 복호화기 측 움직임 추정 모드로 설정되고, 다른 하나는 움직임 정보 시그날링 모드로 설정되도록 강제할 수도 있다.
도 16은 조합된 예측 방법 하에서, 복수의 예측 블록들이 생성되는 예를 나타낸다.
도 16에 도시된 예에서는, L0 방향에 대해, 템플릿 기반 움직임 추정 방법이 적용되고, L1 방향에 대해, 현재 블록과 유사한 참조 블록을 탐색하는 일반적인 움직임 추정 방법이 적용되는 것으로 예시되었다.
구체적으로, L0 방향에, 템플릿 기반 움직임 추정 방법을 적용하여, 현재 블록에 대한 제1 예측 블록(즉, L0 예측 블록)을 생성할 수 있다. 구체적으로, L0 참조 픽처의 탐색 범위 내 현재 템플릿과 비용이 가장 작은 참조 템플릿을 탐색할 수 있다. 비용이 가장 작은 참조 템플릿이 결정되면, 현재 템플릿과 참조 템플릿 사이의 거리를 L0 방향에 대한 움직임 벡터로 설정할 수 있다.
또한, 참조 템플릿에 이웃하는 참조 블록을 현재 블록의 제1 예측 블록(즉, L0 예측 블록)으로 설정할 수 있다.
L1 방향에 일반적인 움직임 추정 방법을 적용하여, 현재 블록에 대한 제2 예측 블록(즉, L1 예측 블록)을 생성할 수 있다. 구체적으로, L1 참조 픽처의 탐색 범위 내 현재 블록과 비용이 가장 작은 참조 블록을 탐색할 수 있다. 비용이 가장 작은 참조 블록이 결정되면, 현재 블록과 참조 템플릿 사이의 거리를 L1 방향에 대한 움직임 벡터로 설정할 수 있다.
또한, 참조 블록을 현재 블록의 제2 예측 블록(즉, L1 예측 블록)으로 설정할 수 있다.
템플릿 기반의 움직임 추정 방법이 적용되는 경우, 템플릿 기반의 움직임 추정 방법이 적용되었음을 지시하는 정보를 시그날링하는 한편, 움직임 정보(예컨대, 움직임 벡터)를 별도 시그날링할 필요 없다. 즉, L0 방향에 대해서는, 템플릿 기반의 움직임 추정 방법이 적용되었음을 나타내는 정보를 부호화하여 시그날링하는 것으로 족하다. 복호화기에서는 상기 정보를 기반으로 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법이 적용되었는지 여부를 결정할 수 있다. 템플릿게 기반한 움직임 추정 방법이 적용된 것으로 결정된 경우, 부호화기와 동일하게 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법을 통해 움직임 벡터 및/또는 제1 예측 블록을 생성할 수 있다.
즉, 복호화기에서는, 템플릿 기반의 움직임 추정 방법을 제1 인터 예측 모드로 설정하고, 템플릿 기반의 움직임 추정을 수행하여, 제1 예측 블록을 생성할 수 있다.
반면, 일반적인 움직임 추정 방법이 적용되는 경우, 움직임 벡터 병합 모드 또는 움직임 벡터 예측 모드를 기반으로 생성된 정보를 명시적으로 부호화하여 시그날링하여야 한다.
이에 따라, 복호화기에서는, 움직임 정보 병합 모드 또는 움직임 벡터 예측 모드를 제2 인터 예측 모드로 설정하고, 비트스트림으로부터 파싱된 정보를 기초로 유도된 움직임 정보를 기반으로, 제2 예측 블록을 생성할 수 있다. 일 예로, 제2 인터 예측 모드가 움직임 정보 병합 모드인 경우, 비트스트림으로부터 파싱되는 움직임 정보 병합 인덱스를 기반으로, 움직임 정보가 유도될 수 있다. 또는, 제2 인터 예측 모드가 움직임 벡터 예측 모드인 경우, 비트스트림으로부터 파싱되는 움직임 벡터 예측 플래그 및 움직임 벡터 차분을 기반으로, 움직임 정보가 유도될 수 있다.
도 16에 도시된 예에서와 같이, 조합된 예측 방법은, L0 인터 예측 및 L1 인터 예측 각각에 상이한 인터 예측 모드를 적용하여 수행될 수 있다.
다른 예로, 제1 인터 예측 모드을 통해서는, 양방향 예측(즉, L0 및 L1 예측)을 수행하고, 제2 인터 예측 모드는, 단방향 예측(즉, L0 또는 L1 예측)을 수행하도록 설정될 수도 있다. 위와 반대로, 제1 인터 예측 모드를 통해서는, 단방향 예측을 수행하고, 제2 인터 예측 모드는, 양방향 예측을 수행하도록 설정될 수도 있다.
또는, 제1 인터 예측 모드 및 제2 인터 예측 모드 모두가 양방향 예측을 수행하도록 설정될 수도 있다.
또는, 제1 인터 예측 모드의 예측 방향에 따라, 제2 인터 예측 모드의 예측 방향을 설정할 수도 있다. 일 예로, 제1 인터 예측 모드가 L0 방향 예측에 적용되는 경우, 제2 인터 예측 모드는, L1 방향 예측, 또는 양방향 예측에 적용되도록 설정될 수 있다.
또는, 예측 방향과 무관하게, 제1 인터 예측 모드 및 제2 인터 예측 모드가 선택될 수도 있다.
도 16에 도시된 예에서, L0 참조 픽처는 현재 픽처보다 POC가 작은 정(Forward)방향 참조 픽처이고, L1 참조 픽처는 현재 픽처보다 POC가 큰 역(Backward)방향 참조 픽처인 것으로 도시되었다. 도시된 예에서와 같이, 제1 인터 예측 모드는 정방향 참조 픽처를 이용하여 수행되고, 제2 인터 예측 모드는 역방향 참조 픽처를 이용하여 수행되도록 강제될 수 있다.
다른 예로, 도시된 예와 달리, L0 방향 및 L1 방향에 모두 정방향 참조 픽처들을 이용하거나, L0 및 L1 방향에 모두 역방향 참조 픽처들을 이용할 수도 있다.
제1 예측 블록 및 제2 예측 블록이 생성되면, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록의 가중합 연산을 통해, 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다(S1530).
다음의 수학식 2는, 가중합 연산을 통해 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 예를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2022013792-appb-img-000002
상기 수학식 2에서, P는, 현재 블록의 최종 예측 블록을 의미하고, P0 및 P1은, 각각 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록을 의미한다. 아울러, [x, y]는, 현재 블록 내 샘플의 좌표를 나타낸다. 또한, W는, 현재 블록의 너비를, H는, 현재 블록의 높이를 나타낸다.
상술한 예에서는, 제1 예측 블록 P0에 적용되는 가중치가 w0이고, 제2 예측 블록 P1에 적용되는 가중치가 (1-w0)인 것으로 예시되었다. 이와 반대로, 제1 예측 블록 P0에 (1-w0)의 가중치를 적용하고, 제2 예측 블록 P1에 w0의 가중치를 적용할 수도 있다.
가중합 연산시, P0 및 P1 각각에 동일한 가중치가 할당되도록 설정할 수 있다. 즉, w0를 1/2로 설정하여, P0 및 P1의 평균 값을 최종 예측 블록으로 설정할 수 있다.
다른 예로, 각 예측 블록을 생성하는데 이용된 인터 예측 모드에 따라, 각 예측 블록에 할당되는 가중치를 적응적으로 설정할 수 있다. 일 예로, 복호화기 측 움직임 추정 모드에 의해 생성된 예측 블록에 할당되는 가중치가, 움직임 정보 시그날링 모드를 기반으로 생성된 예측 블록에 할당되는 가중치보다 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 도 16에서는, 제1 예측 블록(즉, L0 예측 블록)은 템플릿 기반 움직임 추정 방법에 의해 생성된 반면, 제2 예측 블록(즉, L1 예측 블록)이 움직임 정보 병합 모드 또는 움직임 벡터 예측 모드에 의해 생성된다. 이에 따라, 제1 예측 블록에 할당되는 가중치가, 제2 예측 블록에 할당되는 가중치보다 큰 값을 가질 수 있다.
다른 예로, 제1 예측 블록을 생성하는데 이용된 제1 참조 픽처의 POC 및 제2 예측 블록을 생성하는데 이용된 제2 참조 픽처의 POC를 기반으로 가중치를 결정할 수도 있다. 일 예로, 제1 참조 픽처와 현재 픽처 사이의 POC 차분의 절대값 및 제2 참조 픽처와 현재 픽처 사이의 POC 차분의 절대값 간의 비율을 기초로, 가중치 w0를 결정할 수 있다. 제1 참조 픽처 및 제2 참조 픽처 중 현재 픽처와의 POC 차분의 절대값이 더 작은 참조 픽처로부터 유도된 예측 블록에 더 높은 가중치가 부여될 수 있다.
다른 예로, 기 정의된 가중치 테이블을 기반으로, 각 예측 블록에 적용되는 가중치를 결정할 수 있다. 여기서, 가중치 테이블은, 가중치 w0로 설정될 수 있는 가중치 후보들 각각에 상이한 인덱스가 할당된 룩업테이블일 수 있다.
일 예로, 5개의 가중치 후보들 각각에 상이한 인덱스가 할당된 룩업 테이블이 부호화기 및 복호화기에 기 저장되어 있을 수 있다. 예컨대, 열거된 순서에 따라 인덱스 0 부터 4가 할당되는 5개의 가중치 후보들을 포함하는 가중치 테이블 [4/8, 5/8, 3/8, 10/8, -2/8]이 기 정의되어 있을 수 있다. 위 룩업 테이블 중 w0와 동일한 값을 갖는 후보 값을 식별하는 인덱스 정보가 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다.
정수 연산 기반의 처리를 수행하기 위해, 가중치 테이블 내 후보 값들을 N 배로 스케일업 후, 제1 예측 블록 P0 및 제2 예측 블록 P1에 대한 가중 합 연산을 수행하는 것도 가능하다. 이 경우, N을 기반으로, 가중합된 결과를 스케일 다운하여 정규화를 수행해야 한다.
가중치 테이블에 포함된 가중치 후보들의 개수 및/또는 가중치 후보들의 값은 인터 예측 모드, 현재 블록의 크기, 현재 블록의 형태, 참조 픽처(들)의 시간적 방향 또는 참조 픽처(들)의 시간적 순서 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
일 예로, 제1 예측 블록이 복호화기 측 움직임 추정 모드에 의해 생성된 것일 경우, N 개의 가중치 후보들 중에서, 가중치 w0를 선택할 수 있다. 반면, 제1 예측 블록이 움직임 정보 시그날링 모드를 기반으로 생성된 것인 경우, M 개의 가중치 후보들 중에서, 가중치 w0를 선택할 수 있다. 여기서, M은 N과 상이한 자연수일 수 있다.
상술한 예에서는, 제1 인터 예측 모드 및 상기 제1 인터 예측 모드와 상이한 제2 인터 예측 모드를 조합하여, 조합된 예측 방법이 적용되는 것으로 설명하였다. 설명한 예와 달리, 하나의 인터 예측 모드를 기반으로 2개의 예측 블록을 생성하여 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수도 있다.
일 예로, 도 16에 도시된 예에서, L0 방향 및 L1 방향 모두에 동일한 인터 예측 모드가 적용될 수 있다. 구체적으로, L0 방향 및 L1 방향 모두에 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법이 적용될 수 있다. 이를 위해, L0 방향 및 L1 방향 각각에 대해, 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법의 적용 여부를 나타내는 정보(예컨대, 플래그)가 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다.
또는, 2개의 순방향 참조 픽처들 또는 2개의 역방향 참조 픽처들 각각에 대해 템플릿 기반 움직임 추정 방법을 적용하여 2개의 예측 블록들을 생성할 수도 있다.
또는, 움직임 정보 병합 리스트로부터 복수개의 움직임 정보 병합 후보를 선택하여 2개의 예측 블록들을 생성할 수도 있다. 일 예로, 제1 움직임 정보 병합 후보로부터 유도된 제1 움직임 정보를 기초로 제1 예측 블록을 유도하고, 제2 움직임 정보 병합 후보로부터 유도된 제2 움직임 정보를 기초로 제2 예측 블록을 유도할 수 있다.
상술한 바와 같이, 복호화기 측 움직임 추정 모드가 움직임 정보 병합 후보들 중 하나로 움직임 정보 병합 리스트에 삽입되는 경우, 제1 움직임 정보 병합 후보 또는 제2 움직임 정보 병합 후보 중 적어도 하나는 복호화기 측 움직임 추정 모드에 대응하는 움직임 정보 병합 후보를 지시하도록 강제될 수도 있다.
제1 인터 예측 모드를 통해 양방향 예측이 수행되고, 제2 예측 모드를 통해 단방향 예측이 수행되는 경우, 현재 블록에 대해 총 3개의 예측 블록이 생성될 수 있다. 일 예로, 제1 인터 예측 모드가 움직임 정보 병합 모드이고, 움직임 정보 병합 리스트를 기반으로 유도된 움직임 정보가, 양방향 움직임 정보를 갖는 경우, 상기 움직임 정보를 이용하여, L0 예측 블록 및 L1 예측 블록이 생성될 수 있다. 제2 인터 예측 모드가 템플릿 기반 움직임 추정 방법이고, L0 방향에 대해서만, 템플릿 기반 움직임 추정 방법이 적용된 경우, 하나의 L0 예측 블록이 생성될 수 있다. 이 경우, 현재 블록에 대해, 3개의 예측 블록(즉, 2개의 L0 예측 블록 및 1개의 L1 예측 블록)이 생성될 수 있다.
이 경우, 제1 인터 예측 모드를 통해 생성된 L0 예측 블록 및 L1 예측 블록을 가중합(또는 평균)하여 생성된 예측 블록을 제1 예측 블록으로 설정하고, 제2 인터 예측 모드를 통해 생성된 L0 예측 블록을 제2 예측 블록으로 설정한 뒤, 수학식 2를 통해, 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 또는, 2개의 L0 예측 블록들을 가중합(또는 평균)하여 생성된 예측 블록을 제1 예측 블록으로 설정하고, 1개의 L1 예측 블록을 제2 예측 블록으로 설정한 뒤, 수학식 2를 통해, 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수도 있다.
제1 인터 예측 모드 및 제2 인터 예측 모드 각각이 양방향 예측에 적용되는 경우에도, 위와 동일한 방법으로, 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 일 예로, 제1 인터 예측 모드가 움직임 정보 병합 모드이고, 움직임 정보 병합 리스트를 기반으로 유도된 움직임 정보가, 양방향 움직임 정보를 갖는 경우, 상기 움직임 정보를 이용하여, L0 예측 블록 및 L1 예측 블록이 생성될 수 있다. 제2 인터 예측 모드가 템플릿 기반 움직임 추정 방법이고, L0 방향 및 L1 방향 각각에, 템플릿 기반 움직임 추정 방법이 적용된 경우, L0 예측 블록 및 L1 예측 블록이 생성될 수 있다. 이 경우, 현재 블록에 대해, 4개의 예측 블록(즉, 2개의 L0 예측 블록 및 2개의 L1 예측 블록)이 생성될 수 있다.
이 경우, 제1 인터 예측 모드를 기초로 생성된 L0 예측 블록 및 L1 예측 블록을 가중합(또는 평균)하여 생성된 예측 블록을 제1 예측 블록으로 설정하고, 제2 인터 예측 모드를 기초로 생성된 L0 예측 블록 및 L1 예측 블록을 가중합(또는 평균)하여 생성된 예측 블록을 제2 예측 블록으로 설정할 수 있다. 또는, 제1 인터 예측 모드를 기초로 생성된 L0 예측 블록 및 제2 인터 예측 모드를 기초로 생성된 L0 예측 블록을 가중합(또는 평균)하여 생성된 예측 블록을 제1 예측 블록으로 설정하고, 제1 인터 예측 모드를 기초로 생성된 L1 예측 블록 및 제2 인터 예측 모드를 기초로 생성된 L1 예측 블록을 가중합(또는 평균)하여 생성된 예측 블록을 제2 예측 블록으로 설정할 수 있다.
또는, 3개 이상의 인터 예측 모드들을 이용하여, 조합된 예측 방법을 수행할 수도 있다. 이 경우, 현재 블록에 대해 3개 이상의 예측 블록들이 생성되고, 3개의 예측 블록들을 가중합 하여, 현재 블록의 최종 예측 블록이 생성될 수 있다. 이때, 3개의 예측 블록들 각각은, 복호화기 측 움직임 추정 모드 또는 움직임 정보 시그날링 모드를 기반으로 생성된 것일 수 있다.
이 경우, L0 예측 블록들을 가중합(또는 평균)한 것을, 제1 예측 블록으로 설정하고, L1 예측 블록들을 가중합(또는 평균)한 것을, 제2 예측 블록으로 설정할 수 있다. 또는, 복수개의 예측 블록들 중 복호화 측 움직임 추정 모드를 기반으로 유도된 예측 블록들을 가중합(또는 평균)한 것을 제1 예측 블록으로 설정하고, 움직임 정보 시그날링 모드를 기반으로 유도된 예측 블록들을 가중합(또는 평균)한 것을 제2 예측 블록으로 설정할 수도 있다.
다른 예로, 현재 블록에 대해 3개 이상의 예측 블록들이 생성되는 경우, 3개 이상의 예측 블록들 간의 가중합 연산을 기반으로, 현재 블록의 최종 예측 블록을 유도할 수도 있다. 이때, 각 예측 블록에 적용되는 가중치는, 기 정의된 가중치 테이블을 기반으로 결정될 수 있다. 이를 위해, 가중치 테이블에 포함된 가중치 후보들 중 하나를 식별하는 정보가 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다.
템플릿 기반 움직임 추정 방법을 복수 회 적용하여, 현재 블록에 대해 다수의 예측 블록들을 생성할 수도 있다. 구체적으로, 현재 블록이 이용할 수 있는 참조 픽처들 각각에 템플릿 기반 움직임 추정 방법을 적용하고, 이를 기반으로, 각각의 참조 픽처로부터 최대 N 개의 참조 블록(들)을 선정할 수 있다. 여기서, N은 1 또는 1보다 큰 정수를 나타낸다. 일 예로, N이 1인 경우, 참조 픽처들 개수만큼의 참조 블록들이 생성될 수 있다.
또는, 참조 픽처들 각각에 템플릿 기반 움직임 추정 방법을 적용하여, 현재 템플릿과의 비용을 기반으로 M개의 참조 블록을 유도할 수 있다. 일 예로, L개의 참조 픽처들 각각에 템플릿 기반 움직임 추정을 적용하여, 그 결과로, 각각의 참조 픽처 내 최적의 비용을 갖는 참조 블록이 선정된 것으로 가정한다. 위 과정을 통해 선정된 L개의 참조 블록들 중 현재 템플릿과의 비용이 낮은 순으로 M개의 참조 블록들을 선택할 수 있다. 여기서, M은 1 이상의 정수를 나타낸다.
위 예에서, N 및/또는 M은 부호화기 및 복호화기에서 기 정의된 값을 가질 수 있다. 또는, 현재 블록의 크기, 현재 블록의 형태 또는 현재 블록 내 샘플의 개수 중 적어도 하나에 기초하여, N 및/또는 M이 결정될 수 있다.
위 과정을 통해 유도된 복수개의 참조 블록들을 가중합 하여, 현재 블록에 대한 최종 예측 블록을 획득할 수 있다. 이때, 각 참조 블록에 할당되는 가중치는, 참조 템플릿들 사이의 비용 비율을 기초로 결정될 수 있다. 일 예로, 2개의 참조 블록들을 가중합하여 현재 블록에 대한 최종 예측 블록이 획득되는 것으로 가정할 때, 제1 참조 블록 및 제2 참조 블록 각각에 할당되는 가중치는, 제1 참조 블록 주변 제1 참조 템플릿에 대한 비용 a와 제2 참조 블록 주변 제2 참조 템플릿에 대한 비용 b 사이의 비율로 결정될 수 있다. 일 예로, 제1 참조 블록에는, b/(a+b)의 가중치가 적용되고, 제2 참조 블록에는 a/(a+b)의 가중치가 적용될 수 있다.
다른 예로, 제1 참조 템플릿에 대한 비용 a 와 제2 참조 템플릿에 대한 비용 b 사이의 비율 또는 비용 a와 비용 b의 차분을 문턱값과 비교한 뒤, 제1 참조 블록 및 제2 참조 블록에 적용될 가중치를 결정할 수도 있다. 일 예로, 위 비율 또는 위 차분이 문턱값을 초과하지 않는 경우, 제1 참조 블록 및 제2 참조 블록에는 동일한 가중치가 적용될 수 있다. 그렇지 않은 경우에는, 제1 참조 블록에 대한 가중치 및 제2 참조 블록에 대한 가중치가 상이하게 결정될 수 있다.
또는, 위 비율 또는 위 차분이 문턱값을 초과하는 경우, 복수개의 참조 블록들 중 최적의 비용을 갖는 참조 블록을 현재 블록의 예측 블록으로 선택할 수도 있다.
복수 예측 블록들을 기초로 최종 예측 블록을 생성하는 경우, 현재 블록의 전체 영역에 대해 가중합을 수행하는 대신, 일부 영역에만 가중합을 수행하는 것도 가능하다.
일 예로, 현재 블록 내 제1 영역에 포함된 최종 예측 샘플은, 제1 예측 블록에 포함된 예측 샘플 및 제2 예측 블록에 포함된 예측 샘플 간의 가중합 연산을 통해 획득될 수 있다. 반면, 현재 블록 내 제2 영역에 포함된 최종 예측 샘플은, 제1 예측 블록에 포함된 예측 샘플로 설정되거나, 제2 예측 블록에 포함된 예측 샘플로 설정될 수 있다. 즉, 가중합이 수행되지 않는 영역에서는, 제1 참조 픽처 또는 제2 참조 픽처 내 참조 샘플을 복사한 값이 최종 예측 샘플로 설정될 수 있다.
가중합 연산이 적용되는 영역은, 현재 블록의 특정 경계로 부터의 거리, 현재 블록 주변의 복원 화소로부터의 거리, 현재 블록의 크기, 현재 블록의 형태, 현재 블록 내 샘플의 개수, 현재 블록의 움직임 벡터를 획득하는데 이용된 인터 예측 모드 또는 현재 블록에 양방향 예측이 적용되는지 여부 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
다른 예로, 가중합 연산이 적용되는 영역을 특정하기 위한 정보가 명시적으로 부호화되어 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 일 예로, 상기 정보는, 가중합 연산이 적용되는 영역(이하, 가중합 영역이라 함)과, 그 이외의 영역(이하, 비가중합 영역이라 함)을 구분하는 분할선의 위치 또는 분할선의 각도 중 적어도 하나를 특정하기 위한 것일 수 있다.
도 17은 파티션 타입에 따라 현재 블록이 분할되는 다양한 예들을 도시한 것이다.
도 17에 도시된 예에 따르면, 현재 블록의 파티션 타입에 의해, 다음 중 적어도 하나가 결정될 수 있다.
1) 현재 블록의 분할 방향 (수평 방향 분할 / 수직 방향 분할)
2) 대칭 분할 여부 (1:1 분할인지 여부)
3) 가중합 영역과 비가중합 영역의 비율(또는 형태) (가중합 영역과 비가중합 영역 사이의 비율이 1:3인지 혹은 3:1인지 여부)
4) 가중합 영역의 위치(가중합 영역이 첫번째 파티션인지 또는 두번째 파티션인지 여부)
위 네가지 요소를 각각 1비트의 플래그로 부호화하여 시그날링할 수 있다. 즉, 복수의 플래그들에 의해, 현재 블록의 파티션 타입이 결정될 수 있다.
일 예로, 도 17의 (d)의 예를 참조하면, 현재 블록에 수평 방향 분할이 적용되고, 분할된 두 파티션들이 1:3의 비율을 갖는다. 이에 따라, 분할 방향 플래그는, 수평 방향을 지시하도록 설정되고, 대칭 분할 플래그는 1:1 비율이 아님을 지시하도록 설정될 수 있다.
또한, 두 파티션들 중 두번째(즉, 우측) 파티션이 가중합 영역으로 지정되는 것으로 예시되었다. 이에 따라, 가중합 영역과 비가중합 영역의 비율을 나타내는 플래그는 3:1을 지시하도록 설정되고, 가중합 영역의 위치를 나타내는 플래그는, 두번째 파티션을 지시하도록 설정된다.
도 17의 (h)에 도시된 예를 참조하면, 현재 블록에 수직 방향 분할이 적용되고, 분할된 두 파티션들이 1:1의 비율을 갖는다. 이에 따라, 분할 방향 플래그는, 수평 방향을 지시하도록 설정되고, 대칭 분할 플래그는 1:1 비율을 지시하도록 설정될 수 있다. 이때, 가중합 영역 및 비가중합 영역의 크기는 동일하므로, 가중합 영역과 비가중합 영역의 비율을 나타내는 플래그의 부/복호화는 생략될 수 있다.
두 파티션들 중 두번째(즉, 우측) 파티션이 가중합 영역으로 지정되는 바, 가중합 영역의 위치를 나타내는 플래그는, 두번째 파티션을 지시하도록 설정된다.
다른 예로, 복수개의 파티션 타입 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스를 부호화하여 시그날링할 수 있다. 복수개의 파티션 타입 후보들은, 도 17에 도시된 것과 같이 구성될 수 있다. 또는, 도 17에 도시된 것보다 더 많은 수 또는 더 적은 수의 파티션 타입 후보들이 정의되어 있을 수도 있다.
가중합 영역과 비가중합 영역 사이의 비율을 나타내는 정보의 부/복호화를 생략하고, 두 파티션들 중 크기가 큰 또는 크기가 작은 파티션을 가중합 영역으로 설정할 수도 있다. 예컨대, 상술한 예에서, 현재 블록이 1:3 또는 3:1의 비율로 분할되는 경우, 가중합 영역의 위치를 나타내는 플래그의 부/복호화가 생략되고, 두 파티션들 중 큰 파티션 또는 작은 파티션이 가중합 영역으로 설정될 수 있다.
상술한 예에서는, 가중합 영역과 비가중합 영역 사이의 비율이 1:1, 1:3 또는 3:1인 것으로 설명하였다. 설명한 예와 달리, 가중합 영역과 비가중합 영역 사이의 비율이 1:15 또는 15:1이 되도록 현재 블록을 분할하거나, 가중합 영역과 비가중합 영역 사이의 비율이 1:31 또는 31:1이 되도록 현재 블록을 분할할 수도 있다.
현재 블록 내 가중합 영역 및 비가중합 영역이 대칭 형태로 분할되었는지 여부를 나타내는 플래그 대신, 현재 블록 내 가중합 영역 또는 비가중합 영역이 점유하는 비율을 나타내는 정보를 부호화하여 시그날링하거나, 복수의 비율값들 중 상기 비율에 대응하는 인덱스를 부호화하여 시그날링할 수도 있다.
도 17에 도시된 예와 달리, 대각선 또는 사선에 의해, 가중합 영역과 비가중합 영역을 분할할 수도 있다.
도 18은 현재 블록을 분할하는 분할선이 놓인 방향을 나타낸 예이고, 도 19는 분할선의 위치를 나타낸 예이다.
도 18에서는, 32개의 분할 방향들이 예시된 한편, 각 분할 방향에 상이한 모드 번호가 할당되어 있는 것으로 예시되었다. 또한, 도 19에서는, 현재 블록의 중심점을 지나는 분할선을 거리 0 분할선이라 명명하였고, 상기 중심선과의 거리에 따라, 거리 1 내지 거리 3의 분할선이 존재하는 것으로 가정하였다.
도 18에 도시된 분할 방향에 직교하는 분할선에 의하여, 현재 블록을 분할할 수 있다. 이때, 분할 방향이 상호 반대인 모드들 사이의 중복을 방지하기 위해, 분할 방향이 반대인 모드들 중 하나에 대해서만, 거리 0 분할선이 후보로서 이용되는 것으로 설정될 수 있다.
일 예로, 도 19에 도시된 예에서와 같이, 4번 모드가 선택된 경우에는, 거리 0 내지 거리 3 중 하나가 선택 가능한 반면, 20번 모드가 선택된 경우에는, 거리 1 내지 거리 3중 하나가 선택 가능할 수 있다.
도 18 및 도 19에 도시된 예에서와 같이, 분할 방향 및 분할선의 거리를 기반으로, 현재 블록의 파티션 타입이 결정될 수 있다. 이를 위해, 현재 블록의 분할 방향을 나타내는 정보 및 분할선의 거리를 나타내는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다.
도 20은 도 18 및 도 19의 설명에 따라, 현재 블록이 분할되는 예를 도시한 것이다.
도 18의 5번 모드가 선택되고, 거리 2가 선택된 경우, 도 20에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록이 2개의 영역들로 분할될 수 있다.
또한, 2개의 영역들 중 가중합 영역을 지시하는 정보를 추가로 부호화하여 시그날링할 수도 있다. 또는, 2개의 영역들 중 크기가 큰 쪽 또는 작은 쪽을 디폴트로 가중합 영역으로 지정할 수도 있다.
상술한 예에서, 가중합 영역에서는, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록의 가중합 연산에 의해 예측 샘플이 획득되고, 비가중합 영역에서는, 제1 예측 블록 또는 제2 예측 블록만을 이용하여 예측 샘플이 획득되는 것으로 예시하였다.
이때, 비가중합 영역의 예측 샘플을 유도하는데, 제1 예측 블록이 이용되는지 또는 제2 예측 블록이 이용되는지 여부를 나타내는 정보가 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다.
또는, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록 사이의 우선 순위에 따라, 비가중합 영역의 예측 샘플을 유도하는데 이용되는 예측 블록이 결정될 수 있다. 여기서, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록 사이의 우선 순위는, 현재 픽처와 참조 픽처 사이의 시간적 거리, 참조 픽처의 시간적 방향, 인터 예측 모드, 비가중합 영역의 위치 또는 현재 템플릿과의 비용 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
일 예로, 제1 참조 픽처 및 제2 참조 픽처 중 현재 픽처와의 거리(즉, POC 차분의 절대값)가 더 작은 참조 픽처로부터 유도된 예측 블록이 더 높은 우선순위를 가질 수 있다. 즉, 제1 참조 픽처와 현재 픽처와의 시간적 거리가, 현재 픽처와 제2 참조 픽처 사이의 시간적 거리보다 더 작다면, 제1 예측 블록을 이용하여, 비가중합 영역의 예측 샘플을 유도할 수 있다.
또는, 현재 템플릿과 참조 템플릿 간의 비용을 고려하여, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록 중 하나를 선택할 수도 있다. 일 예로, 현재 템플릿과 제1 예측 블록(즉, 제1 참조 블록) 주변의 복원 영역들로 구성된 제1 참조 템플릿 사이의 비용 및 현재 템플릿과 제2 예측 블록(즉, 제2 참조 블록) 주변의 복원 영역들로 구성된 제2 참조 템플릿 사이의 비용을 비교한 뒤, 더 낮은 비용을 갖는 참조 템플릿에 인접하는 예측 블록을 비가중합 영역의 예측 샘플을 유도하는데 이용할 수 있다.
도 21은 가중합 영역 및 비가중합 영역에서 예측 샘플을 유도하는 예를 나타낸 것이다.
가중합 영역에 포함된 예측 샘플은, 제1 예측 블록에 포함된 예측 샘플 및 제2 예측 블록에 포함된 예측 샘플을 가중합 하여 유도될 수 있다. 일 예로, 도 21에 도시된 예에서와 같이, 제1 예측 블록에 포함된 예측 샘플에 가중치 w0를 적용하고, 제2 예측 블록에 포함된 예측 샘플에 가중치 w1를 적용하여, 가중합 영역 내 예측 샘플을 유도할 수 있다.
비가중합 영역의 예측 샘플은, 제1 예측 블록 또는 제2 예측 블록에 포함된 예측 샘플을 복사하여 생성될 수 있다. 도 21에 도시된 예에서는, 비가중합 영역의 예측 샘플이, 제1 예측 블록에 포함된 예측 샘플을 복사하여 생성되는 것으로 예시되었다.
가중합 영역 및 비가중합 영역의 경계에서 필터링을 수행할 수도 있다. 상기 필터링은, 가중합 영역에 포함된 예측 샘플과 비가중합 영역에 포함된 예측 샘플들 간의 평활화를 위해 수행될 수 있다.
필터링은, 가중합 영역에 포함된 제1 예측 샘플에 제1 가중치를 부여하고, 비가중합 영역에 포함된 제2 예측 샘플에 제2 가중치를 부여함으로써 수행될 수 있다. 여기서, 제1 예측 샘플은, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록에 포함된 예측 샘플들을 가중합하여 생성된 것이고, 제2 예측 샘플은, 제1 예측 블록 또는 제2 예측 블록에 포함된 예측 샘플을 복사하여 생성된 것일 수 있다.
이때, 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플에 부여되는 가중치는, 위치에 따라 적응적으로 결정될 수 있다.
도 22는 가중합 영역 및 비가중합 영역의 경계를 중심으로 필터가 적용되는 예를 나타낸 것이다.
도 22에서는, 8x8 블록에 5번 모드가 적용된 것으로 가정한다. 또한, 도시된 예에서, 각 샘플 상에 표기된 숫자는 제1 예측 샘플에 할당되는 가중치를 나타낸다. 제2 예측 샘플에 적용되는 가중치는, 정수에서 제1 예측 샘플에 할당되는 가중치를 차분하여 유도될 수 있다.
도 22에 도시된 예에서와 같이, 분할선의 거리 및 샘플의 위치에 따라, 제1 가중치 및 제2 가중치가 적응적으로 결정되는 것을 확인할 수 있다.
각 위치별 가중치가 결정되면, 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플의 가중합 연산을 통해, 최종 예측 샘플을 획득할 수 있다. 다음의 수학식 3 내지 5는 필터링된 예측 샘플을 획득하는 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2022013792-appb-img-000003
Figure PCTKR2022013792-appb-img-000004
Figure PCTKR2022013792-appb-img-000005
수학식 3에서, P0는 제1 예측 샘플을, P1은 제2 예측 샘플을 의미한다. W는, 가중치 매트릭스를 의미하고, W_Max는, 가중치 매트릭스 내 최대값과 최소값의 합을 의미한다. 일 예로, 도 22의 예를 참조하면, W_Max는 8로 설정될 수 있다. Shift 및 Offset은 정규화 상수를 의미한다. W_Max가 8(2^3)으로 설정된 바, Shift의 값은 3으로 설정되고, Offset의 값은 4로 설정될 수 있다.
상술한 예에서는, 현재 블록을 가중합 영역 및 비가중합 영역으로 분할한 뒤, 각 영역 별 예측 샘플 유도 방법을 상이하게 설정하는 것으로 설명하였다. 설명한 바와 달리, 현재 블록 전 영역에 걸쳐, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록의 가중합 연산에 의해 예측 샘플을 유도하되, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록 각각에 적용되는 가중치를, 도 22에 도시된 예에서와 같이, 샘플 위치 별로 상이하게 설정할 수도 있다. 이 경우, 상술한 분할선은, 현재 블록을 가중합 영역 및 비가중합 영역으로 분할하는 용도 대신, 각 샘플에 할당되는 가중치를 결정하기 위한 요소로 이용될 수 있다.
도 23 및 도 24는 움직임 정보 시그날링 모드가 적용되는 경우, 부호화기 및 복호화기의 동작을 나타낸 것이다.
도 23은 움직임 정보 병합 모드가 적용되는 경우의 예를 나타낸 것이고, 도 24는 움직임 벡터 예측 모드가 적용되는 경우의 예를 나타낸 것이다. 또한, 도 23 및 도 24의 (a)는 부호화기의 동작을, (b)는 복호화기의 동작을 나타낸 것이다.
부호화기에서는, 움직임 추정을 통해, 현재 블록의 움직임 정보를 결정한다(S2310, S2410).
움직임 정보 병합 모드가 적용되는 경우, 부호화기에서는, 움직임 정보 병합 리스트를 생성하고(S2320), 현재 블록의 움직임 정보와 동일 또는 유사한 움직임 정보를 갖는, 움직임 정보 병합 후보를 선택한다(S2330). 그리고 나서, 선택된 움직임 정보 병합 후보를 지시하는 인덱스를 부호화할 수 있다(S2340).
복호화기에서는, 부호화기와 동일한 방식으로, 움직임 정보 병합 리스트를 생성한다(S2350). 그리고, 비트스트림으로부터 디코딩된 인덱스를 기반으로, 움직임 정보 병합 리스트 내 움직임 정보 병합 후보를 선택한다(S2360). 선택된 움직임 정보 병합 후보의 움직임 정보를, 현재 블록의 움직임 정보로 설정하여, 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득할 수 있다(S2370).
움직임 벡터 예측 모드가 적용되는 경우, 부호화기에서는, 움직임 벡터 예측 리스트를 생성하고(S2420), 현재 블록의 움직임 벡터와 유사한 움직임 벡터 예측 후보를 선택한다(S2430). 그리고, 움직임 벡터에서 움직임 벡터 예측값을 차분하여, 움직임 벡터 차분값을 유도한다(S2440). 이후, 선택된 움직임 벡터 예측 후보를 지시하는 인덱스 및 움직임 벡터 차분값을 부호화할 수 있다(S2450).
복호화기에서는, 부호화기와 동일한 방식으로, 움직임 벡터 예측 리스트를 생성한다(S2460). 그리고, 비트스트림으로부터 디코딩된 인덱스를 기반으로, 움직임 벡터 예측 리스트 내 움직임 벡터 예측 후보를 선택한다(S2470). 선택된 움직임 벡터 예측 후보에, 비트스트림으로부터 디코딩된 움직임 벡터 차분값을 더하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 유도한다(S2480). 이후, 유도된 움직임 벡터를 기반으로, 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득할 수 있다(S2490).
상술한 바와 같이, 움직임 정보 시그날링 모드에서는, 움직임 정보 병합 리스트 또는 움직임 벡터 예측 리스트가 이용된다. 이때, 현재 블록에 인접하는 이웃 블록들을 기초로 유도된 움직임 정보 병합 후보들 또는 움직임 벡터 예측 후보들을 기 정의된 순서로 움직임 정보 병합 리스트 또는 움직임 벡터 예측 리스트에 삽입된다.
일 예로, 움직임 정보 병합 모드가 적용되는 경우, 도 6의 A1, B1, B0, A0, B5, Col의 순서로, 움직임 정보 병합 후보를 움직임 정보 병합 리스트에 삽입할 수 있다.
또한, 움직임 정보 병합 리스트에 삽입된 순서에 따라, 0부터 오름차순의 인덱스가 할당될 수 있다. 일 예로, 움직임 정보 병합 리스트에 6개의 움직임 정보 병합 후보들이 삽입되어 있을 경우, 6개의 움직임 정보 병합 후보들 각각에 0 부터 5의 인덱스가 할당될 수 있다.
부호화기에서는, 움직임 정보 병합 리스트 내 움직임 정보 후보 중 하나를 지시하는 인덱스 정보를 명시적으로 부호화하여 시그날링할 수 있다. 이 경우, 명시적으로 부호화되는 인덱스 정보는 0 부터 5 중 하나를 가리킬 수 있다.
다만, 인덱스마다 이진화되는 빈(Bin)의 길이가 상이하므로, 효율적인 부/복호화를 위해, 인덱스가 큰 움직임 정보 후보 보다, 인덱스가 작은 움직임 정보 병합 후보가 선택될 확률을 높일 필요가 있다.
이를 위해, 복호화기에서 능동적으로 움직임 정보 병합 후보들 또는 움직임 벡터 예측 후보들 간의 순위를 결정할 필요가 있다. 여기서, 순위는, 움직임 정보 병합 리스트 또는 움직임 벡터 예측 후보 리스트에 삽입되는 순서를 나타낼 수 있다. 또는, 상기 순위는, 기 정의된 순서에 따라 리스트에 삽입된 움직임 정보 병합 후보들 또는 움직임 벡터 병합 후보들을 재정렬하기 위한 정렬 순서를 나타낼 수 있다.
후술되는 삽입 순서 및/또는 정렬 순서를 결정하는 방법은, 움직임 정보 병합 리스트 및 움직임 벡터 예측 리스트 각각에 적용될 수 있다. 이를 고려하여, 움직임 정보 병합 후보 및/또는 움직임 벡터 예측 후보를, 움직임 정보 후보라 호칭하기로 하고, 움직임 정보 병합 리스트 및/또는 움직임 벡터 예측 리스트를, 움직임 정보 리스트가 호칭하기로 한다. 즉, 움직임 정보 병합 모드가 적용되는 경우, 움직임 정보 후보 및 움직임 정보 리스트는, 각각 움직임 정보 병합 후보 및 움직임 정보 병합 리스트를 의미할 수 있다. 반면, 움직임 벡터 예측 모드가 적용되는 경우, 움직임 정보 후보 및 움직임 정보 리스트는, 각각 움직임 벡터 예측 후보 및 움직임 벡터 예측 리스트를 의미할 수 있다.
이하, 삽입 순서 또는 정렬 순서를 결정하는 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
움직임 정보 후보들의 삽입 순서 또는 정렬 순서는, 움직임 정보 리스트의 크기에 따라 적응적으로 결정될 수 있다. 여기서, 움직임 정보 리스트의 크기는, 움직임 정보 리스트가 포함할 수 있는 움직임 정보 후보들의 최대 개수를 나타낸다.
움직임 정보 병합 리스트가 포함할 수 있는 움직임 정보 병합 후보들의 최대 개수와, 움직임 벡터 예측 리스트가 포함할 수 있는 움직임 벡터 예측 후보들의 최대 개수는 상이할 수 있다. 일 예로, 움직임 정보 병합 리스트가 포함할 수 있는 최대 후보들의 개수는, 5, 6, 또는 7개인 반면, 움직임 벡터 예측 리스트가 포함할 수 있는 최대 후보들의 개수는 2개 또는 3개일 수 있다.
또는, 움직임 정보 후보들의 삽입 순서 또는 정렬 순서를 결정하기 위한 정보를 명시적으로 부호화하여 시그날링할 수 있다. 일 예로, 복수의 삽입 순서 후보들 또는 복수의 정렬 순서 후보들 각각에 상이한 인덱스를 할당할 수 있다. 그리고, 복수의 삽입 순서 후보들 또는 복수의 정렬 순서 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스 정보를 명시적으로 부호화하여 시그날링할 수 있다.
표 1은 크기가 3인 움직임 벡터 예측 리스트에 대한 삽입 순서 후보들 또는 정렬 순서 후보들을 예시한 것이다.
인덱스 삽입 순서(정렬 순서) 후보
0 B 위치 후보 1개 → A 위치 후보 1개 → Col
1 A 위치 후보 1개 → B 위치 후보 1개 → Col
2 Col → B 위치 후보 1개 → A 위치 후보 1개
3 B 위치 후보 3개
4 A 위치 후보 3개
B 위치 후보는, 현재 블록의 상단에 이웃하는 샘플로부터 유도되는 움직임 벡터 예측 후보를 나타낸다. N개의 B 위치 후보를 유도하는 것은, 기 정의된 순서에 따라 상단 이웃 샘플들을 스캔하여 발견된 N개의 가용한 움직임 벡터 예측 후보들을 선택하는 것을 의미한다. 일 예로, 도 6의 예에서, 1개의 B 위치 후보를 유도하는 것은, 상단 이웃 샘플들을 좌에서 우(즉, B0 → B5 순)로 탐색할 때, 최초로 발견된 가용한 움직임 정보를 움직임 벡터 예측 후보로 선택하는 것을 의미한다. 기 정의된 스캔 순서는, 우에서 좌(즉, B5 → B0의 순서)일 수도 있다.
또는, 상단 이웃 샘플들 중 일부만을 탐색 대상으로 설정할 수도 있다. 일 예로, 도 6의 예에서, B0, B1, B5만을 탐색 대상으로 선정할 수 있다.
A 위치 후보는, 현재 블록의 좌측에 이웃하는 샘플로부터 유도되는 움직임 벡터 예측 후보를 나타낸다. N개의 A 위치 후보를 유도하는 것은, 기 정의된 순서에 따라 좌측 이웃 샘플들을 스캔하여 발견된 N개의 가용한 움직임 벡터 예측 후보들을 선택하는 것을 의미한다. 일 예로, 도 6의 예에서, 1개의 A 위치 후보를 유도하는 것은, 좌측 이웃 샘플들을 아래에서 위(즉, A0 → A4 순)로 탐색할 때, 최초로 발견된 가용한 움직임 정보를 움직임 벡터 예측 후보로 선택하는 것을 의미한다. 기 정의된 스캔 순서는, 위에서 아래(즉, A4 → A0의 순서)일 수도 있다.
또는, 좌측 이웃 샘플들 중 일부만을 탐색 대상으로 설정할 수도 있다. 일 예로, 도 6의 예에서, A0, A1 만을 탐색 대상으로 선정할 수 있다.
표 2는 크기가 5인 움직임 정보 병합 리스트에 대한 삽입 순서 또는 정렬 순서 후보들을 예시한 것이다.
인덱스 삽입 순서(정렬 순서) 후보
0 A1 → B1 → B0 → A0 → B5 → Col
1 Col → A1 → B1 → B0 → A0 → B5
복수의 삽입 순서 후보들 또는 복수의 정렬 순서 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스 정보는, 블록 단위로 부호화되어 시그날링될 수 있다.
또는, 상위 헤더를 통해 인덱스 정보가 시그날링될 수도 있다. 여기서, 상위 헤더는, 슬라이스 헤더, 픽처 헤더, 픽처 파라미터 세트 또는 시퀀스 파라미터 세트를 나타낼 수 있다.
또는, 병렬처리가 수행되는 영역 단위로, 인덱스 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 병렬처리가 수행되는 영역은, 서브 픽처, 슬라이스, 타일, CTU, 또는 기 정의된 크기의 코딩 유닛(예컨대, MER(Merge Estimation Region))을 나타낼 수 있다.
복수의 삽입 순서 후보들 중 하나가 선택되면, 선택된 삽입 순서에 따라, 움직임 정보 후보를 유도하고, 유도된 순서대로, 움직임 정보 후보를 움직임 정보 리스트에 삽입할 수 있다. 이 경우, 움직임 정보 후보들 각각에 할당되는 인덱스는, 움직임 정보 리스트에 삽입된 순서의 오름차순으로 결정될 수 있다.
또는, 복수의 정렬 순서 후보들 중 하나가 선택되면, 움직임 정보 리스트에 기 삽입된 움직임 정보 후보들을 정렬 순서에 맞춰 재정렬할 수 있다. 일 예로, B0, A0, Col의 순서로 움직임 벡터 예측 리스트가 구성된 상태에서, 상기 표 1의 인덱스 1이 지시하는 정렬 순서가 선택되었다면, 움직임 벡터 예측 리스트는, A0, B0, Col의 순서로 재정렬될 수 있다.
현재 블록의 크기, 현재 블록의 형태, 현재 블록의 너비 및 높이 사이의 비율 중 적어도 하나에 기초하여, 삽입 순서 또는 정렬 순서를 결정할 수도 있다. 일 예로, 현재 블록의 높이가 너비보다 더 큰 경우, 상단 이웃 샘플(즉, B 위치 후보)로부터 유도된 움직임 정보 후보가 좌측 이웃 샘플(즉, A 위치 후보)로부터 유도된 움직임 정보 후보보다 먼저 움직임 정보 병합 리스트에 삽입되도록 설정될 수 있다. 반면, 현재 블록의 너비가 높이보다 더 큰 경우, 좌측 이웃 샘플(즉, A 위치 후보)로부터 유도된 움직임 정보 후보가 상단 이웃 샘플(즉, B 위치 후보)로부터 유도된 움직임 정보 후보보다 먼저 움직임 정보 리스트에 삽입되도록 설정될 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기, 현재 블록의 형태, 현재 블록의 너비 및 높이 사이의 비율 중 적어도 하나에 기초하여, 상단 이웃 샘플들로부터 유도될 수 있는 움직임 정보 후보(이하, 상단 움직임 정보 후보라 함)의 최대 개수 및/또는 좌측 이웃 샘플들로부터 유도될 수 있는 움직임 정보 후보(이하, 좌측 움직임 정보 후보라 함)의 최대 개수를 조절할 수 있다.
일 예로, 현재 블록의 높이가 너비보다 큰 경우에는, 상단 움직임 정보 후보들의 최대 개수를 좌측 움직임 정보 후보들의 최대 개수보다 큰 값으로 설정할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 높이가 너비보다 큰 경우에는, 상단 움직임 정보 후보들은 2개를 유도하고, 좌측 움직임 정보 후보는 1개만을 유도할 수 있다. 또는, 현재 블록의 높이가 너비보다 큰 경우에는, 상단 움직임 정보 후보들과 시간적 움직임 정보 후보(즉, Col) 만을 움직임 정보 리스트에 삽입할 수 있다.
반면, 현재 블록의 너비가 높이보다 큰 경우에는, 좌측 움직임 정보 후보들의 최대 개수를 상단 움직임 정보 후보들의 최대 개수보다 큰 값으로 설정할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 너비가 높이보다 큰 경우에는, 좌측 움직임 정보 후보들은 2개를 유도하고, 상단 움직임 정보 후보는 1개만을 유도할 수 있다. 또는, 현재 블록의 너비가 높이보다 큰 경우에는, 좌측 움직임 정보 후보들과 시간적 움직임 정보 후보(즉, Col) 만을 움직임 정보 리스트에 삽입할 수 있다.
가용한 움직임 정보 병합 후보들의 개수에 따라, 움직임 정보 후보들 간의 삽입 순서 또는 정렬 순서를 결정할 수도 있다. 구체적으로, 가용한 상단 움직임 정보 후보들의 개수 및 가용한 좌측 움직임 정보 후보들의 개수를 비교하여, 삽입 순서 또는 정렬 순서를 결정할 수 있다. 일 예로, 가용한 상단 움직임 정보 후보들의 개수가 가용한 좌측 움직임 정보 후보들의 개수보다 많다면, 적어도 하나의 상단 움직임 정보 후보가, 좌측 움직임 정보 후보들보다 먼저 움직임 정보 리스트에 삽입되도록 설정할 수 있다. 반면, 가용한 좌측 움직임 정보 후보들의 개수가 가용한 상단 움직임 정보 후보들의 개수보다 많다면, 적어도 하나의 좌측 움직임 정보 후보가, 상단 움직임 정보 후보들보다 먼저 움직임 정보 리스트에 삽입되도록 설정할 수 있다.
삽입 순서 및/또는 정렬 순서를 나타내는 인덱스 정보를 명시적으로 부호화하여 시그날링하는 대신, 부호화기 및 복호화기에서 동일한 방식으로 유도된 파라미터에 기반하여, 적응적으로 삽입 순서 및/또는 정렬 순서를 결정할 수도 있다. 여기서, 파라미터는, 현재 블록의 크기, 현재 블록의 형태, 현재 블록의 너비와 높이 사이의 비율 또는 가용한 움직임 정보 후보들의 개수 중 적어도 하나를 기초로 유도될 수 있다.
다른 예로, 템플릿을 이용하여, 움직임 정보의 삽입 순서 및/또는 정렬 순서를 결정할 수도 있다. 구체적으로, 현재 템플릿과, 움직임 정보 후보가 지시하는 움직임 정보에 의해 유도된 참조 템플릿 사이의 비용을 기반으로, 움직임 정보의 삽입 순서 및/또는 정렬 순서가 결정될 수 있다.
도 25는 템플릿을 이용하여, 움직임 정보 후보들을 재배열하는 예를 나타낸다.
설명의 편의를 위해, 템플릿을 이용하여, 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보들이 재배열되는 것으로 가정한다.
현재 픽처의 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보들 각각의 움직임 정보를 기초로, 참조 템플릿을 지정할 수 있다. 일 예로, 움직임 정보 병합 리스트에 5개의 움직임 정보 병합 후보들, A0, A1, B0, B1, B5가 삽입되어 있다면, 각 움직임 정보 병합 후보들의 움직임 정보를 기반으로 5개의 참조 템플릿들을 유도할 수 있다.
일 예로, 도 25에 도시된 예에서와 같이, 움직임 정보 병합 후보 A0의 움직임 정보를 기반으로, A0 템플릿이 유도되고, 움직임 정보 병합 후보 A1의 움직임 정보를 기반으로, A1 템플릿이 유도될 수 있다.
도 25에서는, 5개의 참조 템플릿들이 모두 동일한 참조 픽처에 존재하는 것으로 가정하였으나. 참조 템플릿가 포함된 참조 픽처는 각 움직임 정보 병합 후보들의 참조 픽처 인덱스에 따라 결정될 수 있다.
이후, 참조 템플릿들 각각에 대해 현재 템플릿과의 비용을 계산할 수 있다. 비용이 계산되면, 비용의 오름차순으로, 움직임 정보 병합 후보들을 재정렬할 수 있다. 즉, 비용이 큰 참조 템플릿을 유도하는데 이용된 움직임 정보 병합 후보보다 비용이 작은 참조 템플릿을 유도하는데 이용된 움직임 정보 병합 후보에 더 작은 값의 인덱스를 할당할 수 있다.
위 템플릿에 기반한 삽입 순서 및/또는 정렬 순서 결정 방법은, 움직임 벡터 예측 리스트에도 적용될 수 있다. 이 경우, 각 움직임 벡터 예측 후보들에 대한 참조 템플릿은, 움직임 벡터 예측 후보들 각각에 움직임 벡터 차분값을 더하여 유도된 벡터를 기반으로 유도될 수 있다. 이때, 움직임 벡터 차분값에 대한 정보는, 비트스트림을 통해 명시적으로 시그날링될 수 있다.
일 예로, 움직임 벡터 예측 리스트에, 1개의 상단 움직임 벡터 예측 후보 및 1개의 좌측 움직임 벡터 예측 후보가 존재하는 것으로 가정한다. 이 경우, 상단 움직임 벡터 예측 후보에 움직임 벡터 차분값을 더하여 유도된 벡터를 기반으로, 상단 움직임 벡터 예측 후보에 대한 참조 템플릿을 설정할 수 있다. 또한, 좌측 움직임 벡터 예측 후보에 움직임 벡터 차분값을 더하여 유도된 벡터를 기반으로, 좌측 움직임 벡터 예측 후보에 대한 참조 템플릿을 설정할 수 있다.
다른 예로, 움직임 벡터 예측 후보가 지시하는 벡터 그대로를 기반으로, 참조 템플릿을 유도할 수도 있다.
이후, 참조 템플릿들 각각에 대해, 현재 템플릿과의 비용을 계산하여, 움직임 벡터 예측 리스트 내 움직임 벡터 예측 후보들을 재정렬할 수 있다.
현재 템플릿과의 비용을 고려하여, N개의 B 위치 후보 또는 N개의 A 위치 후보를 유도할 수도 있다. 일 예로, 1개의 B 위치 후보를 유도하는 경우, B0 내지 B5 각각의 움직임 정보를 기반으로, 참조 템플릿을 유도할 수 있다. 이후, 현재 템플릿과의 비용이 가장 작은 참조 템플릿을 유도하는데 이용된 움직임 정보를 기반으로, 움직임 정보 후보를 유도할 수 있다.
1개의 A 위치 후보를 유도하는 경우, A0 내지 A4 각각의 움직임 정보를 기반으로, 참조 템플릿을 유도할 수 있다. 이후, 현재 템플릿과의 비용이 가장 작은 참조 템플릿을 유도하는데 이용된 움직임 정보를 기반으로, 움직임 정보 후보를 유도할 수 있다.
또는, M개의 B 위치 후보(들) 및 N개의 A 위치 후보(들)을 유도한 뒤, (M+N)개의 후보들 중 L개의 움직임 정보 후보(들)을 도할 수도 있다. 즉, (M+N)개의 후보들 중 비용이 가장 작은 L개의 후보들을 움직임 정보 후보로서 움직임 정보 리스트에 삽입할 수 있다.
쌍방 매칭 방법을 기반으로, 움직임 정보 후보들의 삽입 순서 및/또는 정렬 순서를 결정할 수도 있다.
도 26은 쌍방 매칭 방법을 기반으로 움직임 정보 후보들을 재정렬하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
L0 방향 및 L1 방향 각각에 대해 현재 블록에 대한 움직임 벡터 예측 리스트가 생성될 수 있다.
이때, L0 움직임 벡터 예측 리스트에 포함된 L0 움직임 벡터 예측 후보들 각각의 L0 움직임 벡터를 기반으로, L0 참조 블록을 유도할 수 있다. 여기서, L0 움직임 벡터는, L0 움직임 벡터 예측 후보가 지시하는 값 그대로를 의미할 수 있다. 또는, L0 움직임 벡터는, L0 움직임 벡터 예측 후보에 L0 움직임 벡터 차분값을 더하여 유도된 것일 수 있다.
이후, 각 L0 움직임 벡터 예측 후보의 L0 움직임 벡터와 크기는 동일하나 부호는 반대인 L1 움직임 벡터를 유도한다. 이후, L0 움직임 벡터 예측 후보들 각각에 대해, L1 움직임 벡터를 이용하여 L1 참조 블록을 유도할 수 있다.
일 예로, 도 26에 도시된 예에서와 같이, 움직임 벡터 예측 후보 B0의 L0 움직임 벡터를 기초로 B0에 대한 L0 참조 블록을 유도하고, 상기 L0 움직임 벡터와 크기는 갖고 부호는 반대인 L1 움직임 벡터를 기초로 B0에 대한 L1 참조 블록을 유도할 수 있다. 여기서, L1 참조 블록은, 현재 픽처의 출력 순서(즉, POC)에, 현재 픽처 및 L0 참조 픽처 사이의 출력 순서 차분을 더한 출력 순서를 갖는 L1 참조 픽처로부터 유도될 수 있다.
마찬가지로, 움직임 벡터 예측 후보 A1의 L0 움직임 벡터를 기초로 A1에 대한 L0 참조 블록을 유도하고, 상기 L0 움직임 벡터와 크기는 갖고 부호는 반대인 L1 움직임 벡터를 기초로 A1에 대한 L1 참조 블록을 유도할 수 있다.
이후, B0에 대한 L0 참조 블록 및 L1 참조 블록 사이의 비용 및 A1에 대한 L0 참조 블록 및 L1 참조 블록 사이의 비용을 비교하여, 움직임 벡터 예측 후보 B0 및 움직임 벡터 예측 후보 A1의 삽입 순서 및/또는 정렬 순서를 결정할 수 있다. 구체적으로, 비용이 낮은 움직임 벡터 예측 후보에 더 작은 값의 인덱스가 할당되도록 삽입 순서 및/또는 정렬 순서가 결정될 수 있다.
일 예로, 비용을 비교하여 L0 움직임 벡터 예측 후보들 간의 정렬 순서가 결정되면, L0 움직임 벡터 예측 리스트에 포함된 L0 움직임 벡터 예측 후보들을 정렬 순서에 따라 재정렬할 수 있다.
L1 움직임 벡터 예측 리스트에 대해서도 동일한 방법으로 움직임 벡터 예측 후보들의 삽입 순서 및/또는 정렬 순서를 결정할 수 있다. 즉, L1 움직임 벡터 예측 후보의 L1 움직임 벡터를 기반으로 L1 참조 블록을 유도하고, 상기 움직임 벡터와 크기는 갖고 부호는 반대인 L0 움직임 벡터를 기반으로 L0 참조 블록을 유도할 수 있다. 이후, 각 L1 움직임 벡터 예측 후보들 각각에 대한 비용을 비교하여, 삽입 순서 및/또는 정렬 순서를 결정할 수 있다.
도 26에 도시된 예에서와 같이, 쌍방 매칭 방식에는, 현재 픽처와의 출력 순서 차분의 절대값이 동일한 두 참조 픽처들이 이용될 수 있다.
도 26에 도시된 예와 달리, L0 또는 L1 참조 픽처 리스트에 포함된 참조 픽처들 중 현재 픽처와의 거리가 가장 가까운 참조 픽처 또는 인덱스가 기 정의된 값을 갖는 참조 픽처를 이용하여 쌍방 매칭을 수행할 수도 있다.
일 예로, L0 움직임 벡터 예측 리스트에 대한 삽입 순서 및/또는 정렬 순서를 결정하고자 하는 경우, L0 참조 픽처는 비트스트림을 통해 명시적으로 시그날링되는 L0 참조 픽처 인덱스를 기반으로 결정될 수 있다. 반면, L1 참조 픽처는, L1 참조 픽처 리스트 내 현재 픽처와의 거리가 가장 가까운 참조 픽처 또는 기 정의된 인덱스를 갖는 참조 픽처로 설정될 수 있다.
만약, 현재 픽처와 L0 참조 픽처 사이의 거리(즉, PCO 차분의 절대값)과 현재 픽처와 L1 참조 픽처 사이의 거리가 상이한 경우, L0 움직임 벡터를 스케일링하여 L1 움직임 벡터를 유도할 수도 있다. 이 경우, 스케일링은 현재 픽처와 L0 참조 픽처 사이의 거리 및 현재 픽처와 L1 참조 픽처 사이의 거리를 기반으로 유도되는 파라미터를 기반으로 수행될 수 있다.
움직임 정보 병합 후보들에 대해서도, 쌍방 매칭 방법에 기반한 삽입 순서 및/또는 정렬 순서를 결정할 수 있다.
이때, 움직임 정보 병합 후보들 중 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들에 대해서만, 쌍방 매칭 방법을 적용할 수 있다. 이 경우, 움직임 정보 병합 후보의 L0 참조 블록 및 L1 참조 블록은, 각각 움직임 병합 후보의 L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보를 기반으로 유도될 수 있다.
또는, 움직임 정보 병합 후보들 중 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들 뿐만 아니라, 단방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보에 대해서도, 쌍방 매칭 방법을 적용할 수 있다. 일 예로, 움직임 정보 병합 후보가 L0 움직임 정보만을 갖는 경우, 도 26에 도시된 예에서와 마찬가지로, L0 움직임 벡터와 크기는 갖고 부호는 반대인 L1 움직임 벡터를 이용하여 L1 참조 블록을 유도할 수 있다.
도 27 및 도 28은 쌍방 매칭 방법에 의해 결정된 정렬 순서에 따라, 움직임 정보 병합 후보들이 재정렬 되는 예를 도시한 것이다.
도 27은 정렬 전 움직임 정보 병합 리스트의 구성 예를 도시한 것이다.
도 27에서는, 움직임 정보 병합 리스트의 크기는 6이고, A1, B1, B0, A0, B5, Col 순으로 움직임 정보 병합 후보들이 삽입된 것으로 예시되었다.
도 27에 도시된 예에서, 위 예시에서, 인덱스 0, 인덱스 2 및 인덱스 4에 대응하는 움직임 정보 병합 후보들은 양방향 움직임 정보(즉, L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보)를 갖는다. 반면, 인덱스 1, 인덱스 3 및 인덱스 5에 대응하는 움직임 정보 병합 후보들은 단방향 움직임 정보를 갖는다.
이 경우, 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들만을 재정렬할 수 있다. 구체적으로, 양방향 움직임 정보를 갖는 인덱스 0, 인덱스 2 및 인덱스 4의 움직임 정보 병합 후보들 각각에 대해 L0 참조 블록 및 L1 참조 블록 사이의 비용을 계산할 수 있다. 여기서, L0 참조 블록은 움직임 정보 병합 후보의 L0 움직임 정보를 기초로 유도되고, L1 참조 블록은 움직임 정보 병합 후보의 L1 움직임 정보를 기초로 유도된다.
이후, 비용을 비교하여, 움직임 정보 병합 후보들에 대한 정렬 순서를 결정한다. 이후, 결정된 정렬 순서를 참조하여, 움직임 정보 병합 후보들에 대한 인덱스를 재할당할 수 있다.
이때, 쌍방 매칭 방법이 적용되지 않은 움직임 정보 병합 후보들, 즉, 인덱스, 1, 인덱스 3 및 인덱스 5의 움직임 정보 병합 후보들은 재정렬 대상에서 제외될 수 있다. 즉, 단방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들에 할당되는 인덱스는 재정렬 전후 변경되지 않을 수 있다.
일 예로, 쌍방 매칭 방법에 기반으로 유도된 비용의 오름차순이, B0(인덱스 2), B5(인덱스 4), A1(인덱스 1)의 순이었다면, 도 28에 도시된 예에서와 같이, 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들에 할당되는 인덱스가 변경될 수 있다. 도 28에 도시된 예에서와 같이, 단방향 움직임 정보를 갖는, 움직임 정보 후보들(인덱스 1, 인덱스 3 및 인덱스 5)에 할당되는 인덱스는 재정렬 이후에도 변경되지 않을 수 있다.
이는, 단방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들의 정렬 순서는, 삽입 순서와 동일한 반면, 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들의 정렬 순서는, 삽입 순서와 상이하게 변경될 수 있음을 의미한다.
다른 예로, 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보의 정렬 순서가 항상 단방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보보다 앞서도록 설정할 수도 있다. 이 경우, 움직임 정보 병합 리스트는, B0, B5, A1, B1, A0 및 Col의 순으로 재정렬 될 것이다. 즉, 단방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보에 할당되는 인덱스는 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들에 할당되는 인덱스보다 큰 값을 가질 수 있다.
위와 반대로, 단방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보의 정렬 순서가 항상 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보보다 앞서도록 설정할 수도 있다. 이 경우, 움직임 정보 병합 리스트는, B1, A0, Col, B0, B5 및 A1의 순으로 재정렬 될 것이다. 즉, 단방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보에 할당되는 인덱스는 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들에 할당되는 인덱스보다 작은 값을 가질 수 있다.
다른 예로, 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들 뿐만 아니라, 단방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들에 대해서도 쌍방 매칭 방법을 적용할 수 있다. 이 경우, 움직임 정보 병합 후보들 각각의 비용을 비교하여, 움직임 정보 병합 후보들 전체에 대한 정렬 순서가 결정될 수 있다.
다른 예로, 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들은 쌍방 매칭 방법을 이용하여 비용을 측정하고, 단방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들은 템플릿에 기반한 방법을 이용하여 비용을 측정할 수 있다. 이후, 각 움직임 정보 병합 후보들에 대한 비용을 비교하여, 움직임 정보 병합 후보들에 대한 정렬 순서를 결정할 수 있다.
기 정의된 조건을 만족하는 경우에 한하여, 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보들에 대한 재정렬을 수행할 수도 있다. 여기서, 기 정의된 조건은, 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보가 존재하는지 여부, 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들의 개수가 문턱값보다 큰지 여부, 현재 픽처의 출력 순서가 양방향 움직임 정보에 의해 결정되는 두 참조 픽처들의 출력 순서 사이에 존재하는지 여부, 두 참조 픽처들 각각에 대한 현재 픽처와의 거리가 동일한지 여부 또는 양방향 예측에 대한 가중치들이 상호 동일한지 여부 중 적어도 하나에 대한 것일 수 있다.
움직임 정보 병합 리스트에는, 현재 블록의 공간적 이웃 블록들로부터 유도된 움직임 정보 병합 후보들(즉, 공간적 움직임 정보 병합 후보들) 및 시간적 이웃 블록으로부터 유도된 움직임 정보 병합 후보(즉, 시간적 움직임 정보 병합 후보)가 삽입될 수 있다.
이때, 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보들의 개수가 문턱값보다 작은 경우, 움직임 정보 병합 후보를 추가 생성하여 움직임 정보 병합 리스트에 삽입할 수 있다. 여기서, 문턱값은, 움직임 정보 병합 리스트가 포함할 수 있는 움직임 정보 병합 후보들의 최대 개수 또는 상기 최대 개수에서 오프셋을 차분한 값을 나타낼 수 있다.
도 29는 움직임 정보 병합 리스트의 구성을 예시한 도면이다.
도 29에서는, 움직임 정보 병합 리스트가 포함할 수 있는 움직임 정보 병합 후보들의 최대 개수는 6개이나, 움직임 정보 병합 리스트가 포함하는 움직임 정보 병합 후보들의 개수는 3개인 것으로 예시되었다.
가용한 공간적 이웃 블록 및/또는 가용한 시간적 이웃 블록의 개수가 문턱값보다 작은 경우, 움직임 정보 병합 리스트에는 충분한 수의 움직임 정보 병합 후보들이 포함되지 않게 된다.
이 경우, 움직임 정보 병합 리스트에 기 포함되어 있는 움직임 정보 병합 후보(들)을 기반으로, 새로운 움직임 정보 병합 후보를 생성하고, 생성된 새로운 움직임 정보 병합 후보를, 움직임 정보 병합 리스트에 추가할 수 있다.
구체적으로, 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보(들)을 기반으로, 쌍방 매칭 또는 템플릿에 기반한 움직임 추정을 수행하여, 새로운 움직임 정보 병합 후보를 생성할 수 있다.
쌍방 매칭은, 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보들 각각의 L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보를 기반으로 수행될 수 있다. 일 예로, 제1 움직임 정보 병합 후보의 L0 움직임 정보에 의해 지시되는 L0 참조 블록 및 제2 움직임 정보 병합 후보의 L1 움직임 정보에 의해 지시되는 L1 참조 블록 사이의 비용을 산출한다. 2개의 움직임 정보 병합 후보들의 L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보 조합에 대해, 위 비용 산출을 반복적으로 수행한 뒤, 비용이 낮은 조합을 새로운 움직임 정보 병합 후보로서 움직임 정보 병합 리스트에 삽입한다.
일 예로, 도 29에서, 움직임 정보 병합 리스트에는 2개의 L0 움직임 정보(즉, 인덱스 1(즉, B0)의 L0 움직임 정보 및 인덱스 2(즉, B5)의 L0 움직임 정보)와 3개의 L1 움직임 정보(즉, 인덱스 0(즉, B1)의 L1 움직임 정보, 인덱스 1의 L1 움직임 정보 및 인덱스 2의 L1 움직임 정보)가 존재한다. 하나의 움직임 정보 후보로부터 유도되는 L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보 조합을 제외하면, 총 4개의 L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보 조합들이 존재한다 (인덱스 1의 L0 움직임 정보 - 인덱스 0의 L1 움직임 정보, 인덱스 1의 L0 움직임 정보 - 인덱스 2의 L1 움직임 정보, 인덱스 2의 L0 움직임 정보 - 인덱스 0의 L1 움직임 정보, 인덱스 2의 L0 움직임 정보 - 인덱스 1의 L1 움직임 정보). 4개 조합들 각각에 대해 L0 참조 블록 및 L1 참조 블록 간의 비용을 산출한 뒤, 비용이 작은 순서로, 움직임 정보 병합 리스트에 삽입할 수 있다.
일 예로, 도 29에 도시된 예에서, 3개(인덱스 3부터 5)의 움직임 정보 병합 후보들을 움직임 정보 병합 후보 리스트에 포함하고자 하는 경우, 4개의 조합들 중 비용이 적은 3개의 조합들을 새로운 움직임 정보 병합 후보로서 움직임 정보 병합 리스트에 삽입할 수 있다.
예를 들어, 인덱스 1의 L0방향 움직임 정보와 인덱스 2에 존재하는 L1방향 움직임 정보를 기반으로 생성된 L0 참조 블록 및 L1 참조 블록 사이의 비용이 가장 작다면, 위 조합을 새로운 움직임 정보 병합 후보로서 인덱스 3에 할당할 수 있다.
단, 새롭게 추가하고자 하는 조합이, 움직임 정보 병합 리스트에 기 포함된 움직임 정보 병합 후보들(예컨대, 인덱스 0 내지 2의 움직임 정보 병합 후보들)중 하나와 동일한 경우에는, 해당 조합을 움직임 정보 병합 후보로서 움직임 정보 병합 리스트에 추가하지 않는다.
템플릿을 이용하여, 새로운 움직임 정보 병합 후보를 생성할 수도 있다. 템플릿을 이용하는 방식은, 상술한 쌍방 매칭 방식 대비, L0 참조 블록 및 L1 참조 블록 사이의 비용이 아닌, L0 참조 템플릿, L1 참조 템플릿 및 현재 템플릿 사이의 비용을 기반으로 움직임 정보 병합 후보를 생성하는 차이가 있다.
도 30은 템플릿을 이용하는 방법 하에서 비용을 산출하는 예를 나타낸 것이다.
움직임 정보 병합 리스트에 포함된 제1 움직임 정보 병합 후보의 L0 움직임 정보를 기반으로 L0 참조 템플릿을 결정하고, 및 제2 움직임 정보 병합 후보의 L1 움직임 정보를 기반으로 L1 참조 템플릿을 결정할 수 있다.
일 예로, 도 30에서는, 도 29에 도시된 4개의 L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보 조합들 중, 인덱스 1(즉, B1)의 L0 움직임 정보 및 인덱스 0(즉, B0)의 L1 움직임 정보를 기반으로, L0 참조 템플릿 및 L1 참조 템플릿이 결정되는 것으로 예시되었다.
이후, L0 참조 템플릿 및 L1 참조 템플릿을 기반으로, 평균 또는 가중합 연산을 수행한 뒤, 현재 템플릿에서 평균 또는 가중합된 결과를 차분하여 비용을 계산할 수 있다.
이때, L0 참조 템플릿 및 L1 참조 템플릿에 대해 평균 연산을 적용할 것인지 또는 가중합 연산을 적용할 것인지는, 기 정의된 조건을 만족하는지 여부를 기반으로 결정될 수 있다. 기 정의된 조건은, 조합된 움직임 정보 중 적어도 하나가 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보로부터 도출된 것인지 여부, 현재 픽처의 출력 순서가 L0 참조 픽처의 출력 순서 및 L1 참조 픽처의 출력 순서 사이에 존재하는지 여부, 현재 픽처와 L0 참조 픽처 사이의 거리 및 현재 픽처와 L1 참조 픽처 사이의 거리가 동일한지 여부 또는 움직임 정보 병합 후보의 양방향 예측에 적용되는 가중치가 동일한지 여부 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
위와 같은 방법으로, L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보 조합들 각각에 대한 비용을 산출한 뒤, 상기 조합들 중 비용이 작은 N개의 조합들을, 움직임 정보 병합 리스트에 추가한다. 여기서, N은 움직임 정보 병합 리스트에 추가하고자 하는 움직임 정보 병합 후보들의 개수를 나타낸다.
상술한 쌍방 매칭 및/또는 템플릿을 이용하여 생성된 움직임 정보 병합 후보는, 공간적 및/또는 시간적 움직임 정보 병합 후보들을 움직임 정보 병합 리스트에 삽입한 이후, HMVP (Historical Motion Vector Predictor) 테이블로부터 유도된 움직임 정보 병합 후보가 움직임 저옵 병합 리스트에 삽입된 이후, 또는 페어와이즈(pairwise) 또는 조합된(combined) 움직임 정보 병합 후보를 움직임 정보 병합 리스트에 삽입한 이후에 움직임 정보 병합 리스트에 추가될 수 있다.
복호화 과정 또는 부호화 과정을 중심으로 설명된 실시예들을, 부호화 과정 또는 복호화 과정에 적용하는 것은, 본 개시의 범주에 포함되는 것이다. 소정의 순서로 설명된 실시예들을, 설명된 것과 상이한 순서로 변경하는 것 역시, 본 개시의 범주에 포함되는 것이다.
상술한 개시는 일련의 단계 또는 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 이는 발명의 시계열적 순서를 한정한 것은 아니며, 필요에 따라 동시에 수행되거나 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 상술한 개시에서 블록도를 구성하는 구성요소(예를 들어, 유닛, 모듈 등) 각각은 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있고, 복수의 구성요소가 결합하여 하나의 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 상술한 개시는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 개시에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 개시는 비디오 신호를 인코딩/디코딩할 수 있는 컴퓨팅 또는 전자 장치 에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 현재 블록에 대한 움직임 정보 병합 리스트를 생성하는 단계;
    상기 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 복수의 움직임 정보 병합 후보들 중 하나를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 움직임 정보 병합 후보로부터 유도된 움직임 정보를 기초로, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함하되,
    상기 복수의 움직임 정보 병합 후보들 각각에 할당되는 인덱스는 복호화기에서 결정하는 상기 움직임 정보 병합 후보들에 대한 순위를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 순위에 따라, 상기 움직임 정보 병합 후보들의 삽입 순서가 결정되고,
    상기 복수의 움직임 정보 병합 후보들은, 상기 삽입 순서에 따라, 순차적으로 상기 움직임 정보 병합 리스트에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 순위에 따라, 상기 움직임 정보 병합 후보들의 정렬 순서가 결정되고,
    상기 복수의 움직임 정보 병합 후보들은, 상기 정렬 순서에 따라 재정렬되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 움직임 정보 후보들 중 단방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들의 정렬 순서는 삽입 순서와 동일하고,
    양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들 사이의 정렬 순서는 쌍방 매칭을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들 사이의 정렬 순서는, 상기 양방향 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보들 각각의 양방향 움직임 정보를 기초로 결정된 L0 참조 블록 및 L1 참조 블록 사이의 비용을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 순위는, 복수의 순위 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스 정보를 기초로 결정되고,
    상기 인덱스는 비트스트림을 통해 명시적으로 시그날링되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 인덱스 정보는, 병렬 처리가 수행되는 영역 단위로 시그날링되고,
    상기 병렬 처리가 수행되는 영역은, 서브 픽처, 슬라이스, 타일, 코딩 트리 유닛 또는 머지 처리 영역(Merge Estimation Region)인 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 순위는, 상기 움직임 정보 병합 후보들 각각의 움직임 정보를 기초로 결정된 참조 템플릿과 상기 현재 블록 주변 기-복원된 샘플들로 구성된 현재 템플릿 사이의 비용을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 순위는, 상기 현재 블록의 형태를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 현재 블록의 너비가 높이보다 더 큰 경우, 좌측 이웃 블록으로부터 유도된 움직임 정보 병합 후보에 할당되는 인덱스가 상단 이웃 블록으로부터 유도된 움직임 정보 병합 후보에 할당되는 인덱스보다 작은 값을 갖는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 움직임 정보 병합 후보들 중 적어도 하나는, 상기 움직임 정보 병합 리스트에 기 삽입되어 있던 움직임 정보 병합 후보들을 조합하여 생성된 것이고,
    상기 조합은, 상기 기 삽입되어 있던 움직임 정보 병합 후보들의 L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보 조합들 중 비용이 가장 낮은 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 비용은, 상기 L0 움직임 정보에 의해 결정된 L0 참조 블록 및 상기 L1 움직임 정보에 의해 결정된 L1 참조 블록 사이의 차분을 기초로 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 비용은, 상기 L0 움직임 정보에 의해 결정된 L0 참조 템플릿과 상기 L1 움직임 정보에 의해 결정된 L1 참조 템플릿 사이의 가중합 연산의 결과와, 상기 현재 블록 주변의 현재 템플릿 사이의 차분을 기초로 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  14. 현재 블록에 대한 움직임 추정을 수행하는 단계;
    상기 현재 블록에 대한 움직임 정보 병합 리스트를 생성하는 단계; 및
    상기 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 복수의 움직임 정보 병합 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 정보와 동일한 하나를 선택하는 단계를 포함하되,
    상기 복수의 움직임 정보 병합 후보들 각각에 할당되는 인덱스는 적응적으로 결정되는 상기 움직임 정보 병합 후보들에 대한 순위를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  15. 현재 블록에 대한 움직임 추정을 수행하는 단계;
    상기 현재 블록에 대한 움직임 정보 병합 리스트를 생성하는 단계; 및
    상기 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 복수의 움직임 정보 병합 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 정보와 동일한 하나를 선택하는 단계를 포함하되,
    상기 복수의 움직임 정보 병합 후보들 각각에 할당되는 인덱스는 적응적으로 결정되는 상기 움직임 정보 병합 후보들에 대한 순위를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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