WO2023204675A1 - 템플릿 매칭을 이용하는 영상 부호화/복호화 방법, 비트스트림을 전송하는 방법 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 - Google Patents

템플릿 매칭을 이용하는 영상 부호화/복호화 방법, 비트스트림을 전송하는 방법 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 Download PDF

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WO2023204675A1
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장형문
박내리
남정학
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present disclosure aims to provide a method of performing inter prediction using template matching.
  • a template for calculating the template matching cost may be adaptively determined based on the encoding information of the current block or the size of the current block.
  • a template for calculating the template matching cost may be adaptively determined based on the size or direction of the motion vector that is the target of the template matching cost calculation.
  • the weight may be adaptively determined based on the size or direction of the motion vector that is the target of template matching cost calculation.
  • An image encoding method is an image encoding method performed by an image encoding device, comprising the steps of determining information about template matching for a current block on which a template matching-based technology is performed, based on the determined information about template matching. It may include calculating a template matching cost, and performing a template matching-based technique based on the calculated template matching cost.
  • the necessary additional information (size of the template, cost function for calculating the template matching cost, application of a weight value to the template matching cost, etc.) is signaled (transmitted). or reception), template matching-based coding can be performed efficiently.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a video coding system to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • Figure 3 is a diagram schematically showing an image decoding device to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • Figure 5 is a flowchart showing a method of encoding an image based on inter prediction.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a template matching-based encoding/decoding method according to the present disclosure.
  • “/” and “,” may be interpreted as “and/or.”
  • “A/B” and “A, B” can be interpreted as “A and/or B.”
  • “A/B/C” and “A, B, C” may mean “at least one of A, B and/or C.”
  • a video coding system may include an encoding device 10 and a decoding device 20.
  • the encoding device 10 may transmit encoded video and/or image information or data in file or streaming form to the decoding device 20 through a digital storage medium or network.
  • the encoding device 10 may include a video source generator 11, an encoder 12, and a transmitter 13.
  • the decoding device 20 may include a receiving unit 21, a decoding unit 22, and a rendering unit 23.
  • the encoder 12 may be called a video/image encoder
  • the decoder 22 may be called a video/image decoder.
  • the transmission unit 13 may be included in the encoding unit 12.
  • the receiving unit 21 may be included in the decoding unit 22.
  • the rendering unit 23 may include a display unit, and the display unit may be composed of a separate device or external component.
  • the encoder 12 can encode the input video/image.
  • the encoder 12 can perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and encoding efficiency.
  • the encoder 12 may output encoded data (encoded video/image information) in the form of a bitstream.
  • the rendering unit 23 may render the decrypted video/image.
  • the rendered video/image may be displayed through the display unit.
  • the video decoding apparatus 200 may generate residual samples for the current block based on the received residual information (S740).
  • the image decoding apparatus 200 may generate reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the residual samples and generate a reconstructed picture based on them (S750). Thereafter, as described above, an in-loop filtering procedure, etc. may be further applied to the reconstructed picture.
  • Inter prediction can be performed using motion information of the current block.
  • the video encoding device 100 can derive optimal motion information for the current block through a motion estimation procedure. For example, the image encoding device 100 can use an original block in the original picture for the current block to search for a similar reference block with high correlation in units of fractional pixels within a set search range in the reference picture, and thereby perform movement. Information can be derived. Similarity of blocks can be derived based on the difference between phase-based sample values. For example, the similarity of blocks may be calculated based on the SAD between the current block (or the template of the current block) and the reference block (or the template of the reference block). In this case, motion information can be derived based on the reference block with the smallest SAD in the search area. The derived motion information may be signaled to the video decoding device 200 according to various methods based on the inter prediction mode.
  • prediction samples derived based on L0 prediction i.e., prediction using a reference picture in the reference picture list L0 and MVL0
  • L1 prediction i.e., prediction using a reference picture in the reference picture list L1 and MVL1
  • Prediction samples derived through a weighted sum (according to phase) or weighted average of prediction samples derived based on (prediction) can be used as prediction samples of the current block.
  • L0 prediction i.e., prediction using a reference picture in the reference picture list L0 and MVL0
  • L1 prediction i.e., prediction using a reference picture in the reference picture list L1 and MVL1
  • Prediction samples derived through a weighted sum (according to phase) or weighted average of prediction samples derived based on (prediction) can be used as prediction samples of the current block.
  • pair prediction if the reference picture used for L0 prediction and the reference picture used for L1 prediction are located in different temporal directions with respect to the current picture (
  • restored samples and a restored picture can be generated based on the derived prediction samples, and then procedures such as in-loop filtering can be performed.
  • a search for a better motion vector can be performed in the surrounding area of the initial motion vector.
  • the range of the surrounding area where the search is performed may be within the [-8, +8]-pel search area centered on the initial motion vector.
  • the size of the search step for performing the search may be determined based on the AMVR mode of the current block.
  • template matching may be performed continuously with the bilateral matching process in merge mode.
  • a local search can be performed to derive the integer sample precision intDeltaMV during BM.
  • Local search can apply a 3x3 square search pattern to loop with the search range [-sHor, sHor] in the horizontal direction and the search range [-sVer, sVer] in the vertical direction.
  • the values of sHor and sVer may be determined based on the block dimensions, and the maximum value of sHor and sVer may be 8.
  • improved MV can be derived by applying BM to 16x16 grid subblocks.
  • the improved MV may be searched around the two MVs (MV0_pass1, MV1_pass1) obtained in the first pass for the reference picture lists L0 and L1.
  • Improved MVs MV0_pass2(sbIdx2) and MV1_pass2(sbIdx2)) can be derived based on the minimum two-way matching cost between two reference subblocks for L0 and L1.
  • the search area (2*sHor + 1) * (2*sVer + 1) can be divided into up to 5 diamond-shaped search areas as shown in FIG. 10.
  • Figure 10 is a diagram showing a search area that can be applied in multi-pass Decoder-side Motion Vector Refinement (DMVR) according to the present disclosure.
  • Each search area is assigned a costFactor determined by the distance (intDeltaMV) between each search point and the starting MV, and each diamond area can be processed in order starting from the center of the search area.
  • improved MV can be derived by applying BDOF to the 8x8 grid subblock. For each 8x8 sub-block, BDOF improvement can be applied to derive scaled Vx and Vy without clipping, starting from the improved MV of the upper sub-block in the second pass.
  • the derived bioMv(Vx, Vy) is rounded to 1/16 sample precision and can be clipped to values between -32 and 32.
  • the improved MVs of the third pass (MV0_pass3(sbIdx3) and MV1_pass3(sbIdx3)) can be derived as follows:
  • MV0_pass3(sbIdx3) MV0_pass2(sbIdx2) + bioMv
  • Adaptive decoder-side motion vector refinement technology is a multi-processing technique consisting of two new merge modes that improves the MV in only one direction, either L0 or L1 of both predictions, for merge candidates that meet the DMVR conditions. It is an extension of Pass DMVR.
  • a multi-pass DMVR process can be applied to the selected merge candidates to improve the motion vector, but either MVD0 or MVD1 can be set to 0 in the first pass (i.e. first pass) (i.e. PU level) DMVR.
  • Merge candidates for the new merge mode can be derived from spatial neighboring coding blocks, TMVPs, non-adjacent blocks, HMVPs, and pair-wise candidates, similar to regular merge mode.
  • whether the motion vector (MV) derivation technology based on template matching is applied on the decoder side is determined by determining whether the multi-pass DMVR-based motion vector derivation technology is applied on the decoder side as well as one piece of information (e.g., SPS (Sequence It is handled as a Parameter Set flag).
  • SPS Sequence It is handled as a Parameter Set flag.
  • CLVS Coded Layer Video Sequence
  • TM template matching
  • the above-mentioned information must be used to indicate that such video encoding/decoding technology is disabling, that is, cannot be used.
  • one piece of information indicates whether to enable it.
  • a problem may occur in which multi-pass DMVR is not allowed simultaneously.
  • problems may occur in the conventional method because the bidirectional matching merge flag (bm_merge_flag) is dependent on the template matching merge flag (tm_merge_flag).
  • bm_merge_flag the bidirectional matching merge flag
  • tm_merge_flag the template matching merge flag
  • the template matching-based prediction mode may include a template matching merge (mode), and the two-way matching-based prediction mode may include a two-way matching merge (mode).
  • mode template matching merge
  • mode two-way matching merge
  • bidirectional matching merge mode may mean multi-pass DMVR.
  • syntax element capable of handling template-based decoder motion vector technology.
  • Syntax elements can be signaled at various unit levels, including SPS (Sequence Parameter Set).
  • information capable of handling template matching may be signaled as a flag in SPS, where the syntax element may be named such as sps_tmvd_enabled_flag.
  • the syntax element may be named such as sps_tmvd_enabled_flag.
  • syntax element sps_tmvd_enabled_flag is a first value (e.g., 1)
  • the template based decoded-side motion vector derivation technique is enabled for CLVS.
  • the syntax element sps_tmvd_enabled_flag is a second value (eg, 0)
  • the syntax element sps_tmvd_enabled_flag may be referred to as a first syntax element or first information. However, since this corresponds to an example for clarity of explanation of the present disclosure, the present disclosure is not limited thereto.
  • the syntax element tm_merge_flag may be information about whether template matching merge is applied. As an example, if the value of the syntax element tm_merge_flag (e.g., second information) is a first value (e.g., 0), it may indicate that template matching merge is not applied, and the second value (e.g., , 1), it can indicate that template matching merge is applied. As an example, tm_merge_flag(pu) may indicate whether template matching merge is applied to a prediction unit (PU), and pu.tmMergeFlag may indicate the tm_merge_flag value of the corresponding PU.
  • PU prediction unit
  • the value of the second information e.g., syntax element tm_merge_flag
  • the first value e.g., 0
  • information on whether to apply a two-way matching merge e.g., bm_merge_flag
  • the syntax element bm_merge_flag (eg, third information) may be information about whether to apply a two-way matching merge. As an example, if the value of the syntax element is a first value (e.g., 0), it may indicate that the two-way matching merge is not applied, and if the value of the syntax element is a second value (e.g., 1), the two-way matching merge is applied. can indicate. As an example, bm_merge_flag(pu) may indicate whether bidirectional matching merge is applied to a prediction unit (PU).
  • PU prediction unit
  • the template matching merge when the template matching merge is not allowed, by separately signaling information about the two-way matching merge, whether to apply the template matching merge and the two-way matching merge can be independently determined.
  • a certain condition for a two-way matching merge e.g., pu.cs->slice->getSPS()->getUseTM()
  • isBMMergeFlagCoded may indicate whether a bidirectional matching merge flag is codeable for a specific unit (eg, PU). For example, if a certain condition exists for the two-way matching merge flag to be coded in a specific unit, it can be indicated whether the certain condition is satisfied.
  • the two-way matching merge when the template matching merge is not applied (e.g., the second information is 0), the two-way matching merge may be applied (e.g., the third information is 1). ).
  • two-way matching merge when template matching merge is applied (eg, second information is 1), two-way matching merge may be applied (eg, third information is 1).
  • template matching when template matching is allowed (e.g., first information is 1), information about whether template merge is applied (e.g., second information) will be signaled.
  • information about whether template merge is applied e.g., second information
  • permission for two-way matching merge may be handled as information (e.g., second information) about whether template merging is applied.
  • Figure 11 is a flowchart showing a video encoding/decoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 may be performed by an image encoding device or an image decoding device, and may be combined with other embodiments described above.
  • Figure 11 is an image encoding method performed by an image encoding device
  • the prediction mode of the current block may be determined (S1110) and the prediction block of the current block may be generated (S1120) based on the determined prediction mode. And the current block can be restored (S1130) based on the generated prediction block.
  • fourth information about the direction of the two-way matching merge mode may be signaled based on the first information indicating that template matching-based motion vector improvement is not allowed.
  • Figure 12 is a flowchart showing an image encoding method according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 may be performed by an image encoding device and may be combined with other embodiments described above.
  • the first information may be encoded as a sequence parameter set (SPS), and the second information, third information, and fourth information may be for the prediction unit level. Additionally, since the descriptions of the first information, second information, third information, and fourth information are the same as described above, duplicate descriptions will be omitted.
  • SPS sequence parameter set
  • the streaming server transmits multimedia data to the user device based on a user request through a web server, and the web server can serve as a medium to inform the user of what services are available.
  • the web server delivers it to a streaming server, and the streaming server can transmit multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, and in this case, the control server may control commands/responses between each device in the content streaming system.
  • the scope of the present disclosure is software or machine-executable instructions (e.g., operating system, application, firmware, program, etc.) that cause operations according to the methods of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or It includes non-transitory computer-readable medium in which instructions, etc. are stored and can be executed on a device or computer.
  • software or machine-executable instructions e.g., operating system, application, firmware, program, etc.
  • Embodiments according to the present disclosure can be used to encode/decode images.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

영상 부호화/복호화 방법, 비트스트림 전송 방법 및 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다. 본 개시에 따른 영상 복호화 방법은, 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계 및 상기 예측 블록에 기초하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하되, 상기 예측 블록은 템플릿 매칭 기반 움직임 벡터 개선 허용 여부에 대한 제1 정보에 기반하여 생성될 수 있다.

Description

템플릿 매칭을 이용하는 영상 부호화/복호화 방법, 비트스트림을 전송하는 방법 및 비트스트림을 저장한 기록 매체
본 개시는 템플릿 매칭(template matching, TM)을 이용하는 영상 부호화/복호화 방법, 비트스트림을 전송하는 방법 및 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 템플릿 매칭을 이용한 인터 예측을 수행하는 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하게 된다. 전송되는 정보량 또는 비트량의 증가는 전송 비용과 저장 비용의 증가를 초래한다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위한 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 개시는 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 템플릿 매칭을 이용한 인터 예측을 수행하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 템플릿 매칭에 기반한 코딩 툴을 사용할 때, 그에 필요한 부가 정보(템플릿의 크기, 템플릿 매칭 비용 계산을 위한 비용 함수, 템플릿 매칭 비용에 대한 가중치의 적용 등)를 시그널링(전송 또는 수신)하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 다양한 조건에 기반하여 보다 정확한 템플릿 매칭 비용을 계산하기 위한 다양한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법을 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 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 방법은, 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 템플릿 매칭 기반 기술이 수행되는 현재 블록에 대해 템플릿 매칭에 관한 정보를 결정하는 단계, 상기 결정된 템플릿 매칭에 관한 정보에 기반하여 템플릿 매칭 비용을 계산하는 단계, 및 상기 계산된 템플릿 매칭 비용에 기반하여 템플릿 매칭 기반 기술을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 템플릿 매칭에 관한 정보는 템플릿 매칭 비용을 계산하기 위한 템플릿의 크기에 관한 정보 또는 템플릿 매칭 비용을 계산하기 위한 차분 기반 함수에 관한 정보를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 템플릿의 크기에 관한 정보 또는 상기 차분 기반 함수에 관한 정보는 상기 현재 블록의 상위 레벨에 포함되어 시그널링될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 템플릿의 크기에 관한 정보 또는 상기 차분 기반 함수에 관한 정보는 상기 템플릿 매칭 기반 기술에 따라 상이할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 템플릿 매칭 비용을 계산하기 위한 템플릿은 상기 현재 블록의 부호화 정보 또는 상기 현재 블록의 크기에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 템플릿 매칭 비용을 계산하기 위한 템플릿은 상기 현재 블록의 크기와 소정의 임계값의 비교에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 템플릿 매칭 비용을 계산하기 위한 템플릿은 템플릿 매칭 비용 계산의 대상이 되는 머지 후보의 위치 또는 타입에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 템플릿 매칭 비용을 계산하기 위한 템플릿은 템플릿 매칭 비용 계산의 대상이 되는 움직임 벡터의 크기 또는 움직임 벡터의 방향성에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 템플릿 매칭 비용과 공간적 유사도 비용을 가중합한 값으로 상기 템플릿 매칭 비용이 조정되고, 상기 공간적 유사도 비용은 참조 블록에 인접한 참조 템플릿과 상기 참조 템플릿에 인접한 상기 참조 블록 내 화소의 화소값의 차이에 기반하여 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 가중합의 가중치는 상기 현재 블록의 상위 레벨에 포함되어 시그널링되거나, 상기 현재 블록의 크기 또는 상기 현재 블록의 부호화 정보에 기반하여 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 템플릿 매칭 비용에 가중치가 적용된 값으로 상기 템플릿 매칭 비용이 조정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 가중치는 템플릿 매칭 비용 계산의 대상이 되는 머지 후보의 위치 또는 타입에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 가중치는 템플릿 매칭 비용 계산의 대상이 되는 움직임 벡터의 크기 또는 움직임 벡터의 방향성에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따른 영상 부호화 방법은, 본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 방법에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법은 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서, 템플릿 매칭 기반 기술이 수행되는 현재 블록에 대해 템플릿 매칭에 관한 정보를 결정하는 단계, 상기 결정된 템플릿 매칭에 관한 정보에 기반하여 템플릿 매칭 비용을 계산하는 단계, 및 상기 계산된 템플릿 매칭 비용에 기반하여 템플릿 매칭 기반 기술을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 개시의 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 전송 방법은, 본 개시의 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송할 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 따르면, 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 템플릿 매칭을 이용한 인터 예측을 수행하는 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 템플릿 매칭에 기반한 코딩 툴을 사용할 때, 그에 필요한 부가 정보(템플릿의 크기, 템플릿 매칭 비용 계산을 위한 비용 함수, 템플릿 매칭 비용에 대한 가중치 값의 적용 등)를 시그널링(전송 또는 수신)하는 방법을 제공함으로써, 템플릿 매칭 기반의 코딩을 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 다양한 조건에 기반하여 보다 정확한 템플릿 매칭 비용을 계산하기 위한 다양한 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법이 제공될 수 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 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 비디오 코딩 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 영상 부호화 장치의 인터 예측부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 인터 예측에 기반하여 영상을 인코딩하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 영상 복호화 장치의 인터 예측부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 인터 예측에 기반하여 영상을 디코딩하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 인터 예측 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 개시에 따른 템플릿 매칭 기반 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 현재 블록의 템플릿과 참조 픽처들 내 템플릿의 참조 샘플들을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 11은 서브 블록의 움직임 정보를 이용하여 템플릿을 특정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 개시에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[규칙 제91조에 의한 정정 16.05.2023]
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[규칙 제91조에 의한 정정 16.05.2023]
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[규칙 제91조에 의한 정정 16.05.2023]
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[규칙 제91조에 의한 정정 06.05.2023]
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[규칙 제91조에 의한 정정 16.05.2023]
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이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 새롭게 정의되지 않는 한 본 개시가 속한 기술 분야에서 통용되는 통상의 의미를 가질 수 있다.
본 개시에서 "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)은 픽처의 일부를 구성하는 부호화 단위로서, 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 또한, 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)를 포함할 수 있다.
본 개시에서 "픽셀(pixel)" 또는 "펠(pel)"은 하나의 픽처(또는 영상)를 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 "샘플(sample)"이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있다.
본 개시에서 "유닛(unit)"은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 "샘플 어레이", "블록(block)" 또는 "영역(area)" 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 "현재 코딩 블록", "현재 코딩 유닛", "부호화 대상 블록", "복호화 대상 블록" 또는 "처리 대상 블록" 중 하나를 의미할 수 있다. 예측이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 예측 블록" 또는 "예측 대상 블록"을 의미할 수 있다. 변환(역변환)/양자화(역양자화)가 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 변환 블록" 또는 "변환 대상 블록"을 의미할 수 있다. 필터링이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "필터링 대상 블록"을 의미할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 크로마 블록이라는 명시적인 기재가 없는 한 루마 성분 블록과 크로마 성분 블록을 모두 포함하는 블록 또는 "현재 블록의 루마 블록"을 의미할 수 있다. 현재 블록의 루마 성분 블록은 명시적으로 "루마 블록" 또는 "현재 루마 블록"과 같이 루마 성분 블록이라는 명시적인 기재를 포함하여 표현될 수 있다. 또한, 현재 블록의 크로마 성분 블록은 명시적으로 "크로마 블록" 또는 "현재 크로마 블록"과 같이 크로마 성분 블록이라는 명시적인 기재를 포함하여 표현될 수 있다.
본 개시에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A/B"와 "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석될 수 있다. 또한, "A/B/C"와 "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 "또는"은 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B"는, 1) "A" 만을 의미하거나 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 또는, 본 개시에서 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 비디오 코딩 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 시스템은 부호화 장치(10) 및 복호화 장치(20)를 포함할 수 있다. 부호화 장치(10)는 부호화된 비디오(video) 및/또는 영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 장치(10)는 비디오 소스 생성부(11), 부호화부(12), 전송부(13)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화 장치(20)는 수신부(21), 복호화부(22) 및 렌더링부(23)를 포함할 수 있다. 상기 부호화부(12)는 비디오/영상 부호화부라고 불릴 수 있고, 상기 복호화부(22)는 비디오/영상 복호화부라고 불릴 수 있다. 전송부(13)는 부호화부(12)에 포함될 수 있다. 수신부(21)는 복호화부(22)에 포함될 수 있다. 렌더링부(23)는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
부호화부(12)는 입력 비디오/영상을 부호화할 수 있다. 부호화부(12)는 압축 및 부호화 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 부호화부(12)는 부호화된 데이터(부호화된 비디오/영상 정보)를 비트스트림(bitstream) 형태로 출력할 수 있다.
전송부(13)는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 획득할 수 있으며, 이를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)의 수신부(21) 또는 다른 외부 객체로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 미리 정해진 파일 포맷을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 부호화 장치(12)와는 별개의 전송 장치로 구비될 수 있으며, 이 경우 전송 장치는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 획득하는 적어도 하나의 프로세서와 이를 파일 또는 스트리밍 형태로 전달하는 전송부를 포함할 수 있다. 수신부(21)는 상기 저장매체 또는 네트워크로부터 상기 비트스트림을 추출/수신하여 복호화부(22)로 전달할 수 있다.
복호화부(22)는 부호화부(12)의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 복호화할 수 있다.
렌더링부(23)는 복호화된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
영상 부호화 장치 개요
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함할 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치(100)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
영상 분할부(110)는 영상 부호화 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽처, 프레임)을 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 유닛의 분할을 위해, 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 개시에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득한 하위 뎁스의 코딩 유닛이 최종 코닛 유닛으로 사용될 수도 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환 및/또는 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 코딩 절차의 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다. 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상기 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
예측부(인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185))는 처리 대상 블록(현재 블록)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 현재 블록의 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 인트라 예측 모드 및/또는 인트라 예측 기법에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라, 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference) 및 움직임 벡터 예측자에 대한 지시자(indicator)를 부호화함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 시그널링할 수 있다. 움직임 벡터 차분은 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 차이를 의미할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법 및/또는 예측 기법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용하는 예측 방법은 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 현재 블록으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치의 현재 픽처 내 기복원된 참조 블록을 이용하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. IBC가 적용되는 경우, 현재 픽처 내 참조 블록의 위치는 상기 소정의 거리에 해당하는 벡터(블록 벡터)로서 부호화될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나, 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서, 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉 IBC는 본 개시에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
예측부를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 감산부(115)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)로부터 예측부에서 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)을 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기반하여 획득되는 변환을 의미한다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예를 들어 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호를 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 영상 부호화 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구비될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다.
가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) 내 DPB는 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 수정된 복원 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달될 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
영상 복호화 장치 개요
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)는 레지듀얼 처리부에 포함될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림을 수신한 영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치(100)에서 수행된 프로세스에 대응하는 프로세스를 수행하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치(200)는 영상 부호화 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛이거나 또는 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득될 수 있다. 그리고, 영상 복호화 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치(미도시)를 통해 재생될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있다. 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(예를 들어, 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상을 디코딩하기 위해 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 추가적으로 이용할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩됨으로써 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 블록 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)을 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 영상 복호화 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 추가적으로 구비될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
한편, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치는 비디오/영상/픽처 복호화 장치라고 불릴 수 있다. 상기 영상 복호화 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및/또는 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)를 포함할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 영상 부호화 장치에서 수행된 계수 스캔 순서에 기반하여 수행될 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)을 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드(예측 기법)를 결정할 수 있다.
예측부가 후술하는 다양한 예측 방법(기법)을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있음은 영상 부호화 장치(100)의 예측부에 대한 설명에서 언급된 바와 동일하다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인트라 예측부(185)에 대한 설명은 인트라 예측부(265)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드(기법)를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드(기법)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(260) 및/또는 인트라 예측부(265) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 가산부(235)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 영상 부호화 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 영상 복호화 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
인터 예측
영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치(200)의 예측부는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들(e.g. 샘플 값들, 또는 움직임 정보 등)에 의존적인 방법으로 도출되는 예측일 수 있다. 현재 블록에 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록(예측 샘플 어레이)이 유도될 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 움직임 정보가 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측될 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측이 적용되는 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 선택(사용)되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 현재 블록의 움직임 정보는 선택된 주변 블록의 움직임 정보와 같을 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 선택된 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)이 시그널링될 수 있다. 이 경우 상기 움직임 벡터 예측자 및 움직임 벡터 차분의 합을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등)에 따라 L0 움직임 정보 및/또는 L1 움직임 정보를 포함할 수 있다. L0 방향의 움직임 벡터는 L0 움직임 벡터 또는 MVL0라고 불릴 수 있고, L1 방향의 움직임 벡터는 L1 움직임 벡터 또는 MVL1이라고 불릴 수 있다. L0 움직임 벡터에 기반한 예측은 L0 예측이라고 불릴 수 있고, L1 움직임 벡터에 기반한 예측을 L1 예측이라고 불릴 수 있고, 상기 L0 움직임 벡터 및 상기 L1 움직임 벡터 둘 다에 기반한 예측을 쌍(Bi) 예측이라고 불릴 수 있다. 여기서 L0 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L0 (L0)에 연관된 움직임 벡터를 나타낼 수 있고, L1 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L1 (L1)에 연관된 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. 참조 픽처 리스트 L0는 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 참조 픽처들로 포함할 수 있고, 참조 픽처 리스트 L1은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 포함할 수 있다. 상기 이전 픽처들은 순방향 (참조) 픽처라고 불릴 수 있고, 상기 이후 픽처들은 역방향 (참조) 픽처라고 불릴 수 있다. 상기 참조 픽처 리스트 L0은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 참조 픽처들로 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 참조 픽처 리스트 L0 내에서 상기 이전 픽처들이 먼저 인덱싱되고 상기 이후 픽처들은 그 다음에 인덱싱될 수 있다. 상기 참조 픽처 리스트 L1은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 참조 픽처들로 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 참조 픽처 리스트1 내에서 상기 이후 픽처들이 먼저 인덱싱되고 상기 이전 픽처들은 그 다음에 인덱싱 될 수 있다. 여기서 출력 순서는 POC(picture order count) 순서(order)에 대응될 수 있다.
도 4는 영상 부호화 장치(100)의 인터 예측부(180)를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 5는 인터 예측에 기반하여 영상을 인코딩하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
영상 부호화 장치(100)는 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다(S510). 영상 부호화 장치(100)는 현재 블록의 인터 예측 모드 및 움직임 정보를 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서, 인터 예측 모드 결정, 움직임 정보 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치(100)의 인터 예측부(180)는 예측 모드 결정부(181), 움직임 정보 도출부(182) 및 예측 샘플 도출부(183)를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부(181)에서 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(182)에서 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하고, 예측 샘플 도출부(183)에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치(100)의 인터 예측부(180)는 움직임 추정(motion estimation)을 통하여 참조 픽처들의 일정 영역(서치 영역) 내에서 상기 현재 블록과 유사한 블록을 서치하고, 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이를 기반으로 상기 참조 블록이 위치하는 참조 픽처를 가리키는 참조 픽처 인덱스를 도출하고, 상기 참조 블록과 상기 현재 블록의 위치 차이를 기반으로 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 다양한 예측 모드들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드를 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 상기 다양한 예측 모드들에 대한 RD cost를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 예측 모드를 결정할 수 있다.
예를 들어, 영상 부호화 장치(100)는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 가리키는 참조 블록들 중 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 도출된 참조 블록과 연관된 머지 후보가 선택되며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스 정보가 생성되어 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다.
다른 예로, 영상 부호화 장치(100)는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 상술한 움직임 추정에 의하여 도출된 참조 블록을 가리키는 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 움직임 벡터로 이용될 수 있으며, 상기 mvp 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 벡터와의 차이가 가장 작은 움직임 벡터를 갖는 mvp 후보가 상기 선택된 mvp 후보가 될 수 있다. 상기 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 mvp를 뺀 차분인 MVD(motion vector difference)가 도출될 수 있다. 이 경우, 상기 MVD에 관한 정보가 영상 복호화 장치(200)로 시그널링될 수 있다. 또한, (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 참조 픽처 인덱스의 값은 참조 픽처 인덱스 정보 구성되어 별도로 상기 영상 복호화 장치(200)로 시그널링될 수 있다.
영상 부호화 장치(100)는 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S520). 영상 부호화 장치(100)는 상기 현재 블록의 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들의 비교를 통하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
영상 부호화 장치(100)는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S530). 영상 부호화 장치(100)는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로 예측 모드 정보(ex. skip flag, merge flag or mode index 등) 및 움직임 정보에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보에 관한 정보는 움직임 벡터를 도출하기 위한 정보인 후보 선택 정보(ex. merge index, mvp flag or mvp index)를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 상술한 MVD에 관한 정보 및/또는 참조 픽처 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 움직임 정보에 관한 정보는 L0 예측, L1 예측, 또는 쌍(bi) 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
출력된 비트스트림은 (디지털) 저장매체에 저장되어 디코딩 장치로 전달될 수 있고, 또는 네트워크를 통하여 영상 복호화 장치(200)로 전달될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 영상 부호화 장치(100)는 상기 참조 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이는 영상 복호화 장치(200)에서 수행되는 것과 동일한 예측 결과를 영상 부호화 장치(100)에서 도출하기 위함이며, 이를 통하여 코딩 효율을 높일 수 있기 때문이다. 따라서, 영상 부호화 장치(100)는 복원 픽처(또는 복원 샘플들, 복원 블록)를 메모리에 저장하고, 인터 예측을 위한 참조 픽처로 활용할 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
도 6은 영상 복호화 장치(200)의 인터 예측부(260)를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 7은 인터 예측에 기반하여 영상을 디코딩하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
영상 복호화 장치(200)는 상기 영상 부호화 장치(100)에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 영상 복호화 장치(200)는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
구체적으로, 영상 복호화 장치(200)는 수신된 예측 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다(S710). 영상 복호화 장치(200)는 상기 예측 정보 내의 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 어떤 인터 예측 모드가 적용되는지 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 merge flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 머지 모드가 적용되지 또는 (A)MVP 모드가 결정되는지 여부를 결정할 수 있다. 또는 상기 mode index를 기반으로 다양한 인터 예측 모드 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 상기 인터 예측 모드 후보들은 스킵 모드, 머지 모드 및/또는 (A)MVP 모드를 포함할 수 있고, 또는 후술하는 다양한 인터 예측 모드들을 포함할 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 상기 결정된 인터 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다(S720). 예를 들어, 영상 복호화 장치(200)는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(merge index)를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다.
다른 예로, 영상 복호화 장치(200)는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(mvp flag or mvp index)를 기반으로 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 MVD에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 MVD가 도출될 수 있으며, 상기 현재 블록의 mvp와 상기 MVD를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 도출될 수 있다. 또한, 상기 참조 픽처 인덱스 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스가 도출될 수 있다. 상기 현재 블록에 관한 참조 픽처 리스트 내에서 상기 참조 픽처 인덱스가 가리키는 픽처가 상기 현재 블록의 인터 예측을 위하여 참조되는 참조 픽처로 도출될 수 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 후보 리스트 구성 없이 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있으며, 이 경우 후술하는 예측 모드에서 개시된 절차에 따라 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같은 후보 리스트 구성은 생략될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S730). 이 경우, 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 상기 참조 픽처가 도출되고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 상기 참조 픽처 상에서 가리키는 참조 블록의 샘플들을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들이 도출될 수 있다. 이 경우, 후술하는 바와 같이 경우에 따라 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 전부 또는 일부에 대한 예측 샘플 필터링 절차가 더 수행될 수 있다.
예를 들어, 영상 복호화 장치(200)의 인터 예측부(260)는 예측 모드 결정부(261), 움직임 정보 도출부(262), 예측 샘플 도출부(263)를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부(181)에서 수신된 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(182)에서 수신된 움직임 정보에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보(움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스 등)를 도출하고, 예측 샘플 도출부(183)에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S740). 영상 복호화 장치(200)는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S750). 이후, 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
도 8을 참조하면, 상술한 바와 같이 인터 예측 절차는 인터 예측 모드 결정 단계(S810), 결정된 예측 모드에 따른 움직임 정보 도출 단계(S820), 도출된 움직임 정보에 기반한 예측 수행(예측 샘플 생성) 단계(S830)를 포함할 수 있다. 상기 인터 예측 절차는 상술한 바와 같이 영상 부호화 장치(100) 및 영상 복호화 장치(200)에서 수행될 수 있다.
인터 예측 모드 결정
픽처 내 현재 블록의 예측을 위하여 다양한 인터 예측 모드가 사용될 수 있다. 예를 들어, 머지 모드, 스킵 모드, MVP(motion vector prediction) 모드, 어파인(Affine) 모드, 서브블록 머지 모드, MMVD (merge with MVD) 모드 등 다양한 모드가 사용될 수 있다. DMVR (Decoder side motion vector refinement) 모드, AMVR(adaptive motion vector resolution) 모드, Bi-prediction with CU-level weight (BCW), Bi-directional optical flow (BDOF) 등이 부수적인 모드로 더 혹은 대신 사용될 수 있다. 어파인 모드는 어파인 움직임 예측(affine motion prediction) 모드라고 불릴 수도 있다. MVP 모드는 AMVP(advanced motion vector prediction) 모드라고 불릴 수도 있다. 본 문서에서 일부 모드 및/또는 일부 모드에 의하여 도출된 움직임 정보 후보는 다른 모드의 움직임 정보 관련 후보들 중 하나로 포함될 수도 있다. 예를 들어, HMVP 후보는 상기 머지/스킵 모드의 머지 후보로 추가될 수 있고, 또는 상기 MVP 모드의 mvp 후보로 추가될 수도 있다.
현재 블록의 인터 예측 모드를 가리키는 예측 모드 정보가 영상 부호화 장치(100)로부터 영상 복호화 장치(200)로 시그널링될 수 있다. 상기 예측 모드 정보는 비트스트림에 포함되어 영상 복호화 장치(200)에 수신될 수 있다. 상기 예측 모드 정보는 다수의 후보 모드들 중 하나를 지시하는 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 또는, 플래그 정보의 계층적 시그널링을 통하여 인터 예측 모드가 지시될 수도 있다. 이 경우, 상기 예측 모드 정보는 하나 이상의 플래그들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스킵 플래그를 시그널링하여 스킵 모드 적용 여부가 지시되고, 스킵 모드가 적용 안되는 경우에 머지 플래그를 시그널링하여 머지 모드 적용 여부가 지시되고, 머지 모드가 적용 안되는 경우에 MVP 모드가 적용되는 것으로 지시되거나 추가적인 구분을 위한 플래그가 더 시그널링될 수도 있다. 어파인 모드는 독립적인 모드로 시그널링될 수도 있고, 또는 머지 모드 또는 MVP 모드 등에 종속적인 모드로 시그널링될 수도 있다. 예를 들어, 어파인 모드는 어파인 머지 모드 및 어파인 MVP 모드를 포함할 수 있다.
움직임 정보 도출
현재 블록의 움직임 정보를 이용하여 인터 예측이 수행될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 움직임 추정(motion estimation) 절차를 통하여 현재 블록에 대한 최적의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치(100)는 현재 블록에 대한 원본 픽처 내 원본 블록을 이용하여 상관성이 높은 유사한 참조 블록을 참조 픽처 내의 정해진 탐색 범위 내에서 분수 픽셀 단위로 탐색할 수 있고, 이를 통하여 움직임 정보를 도출할 수 있다. 블록의 유사성은 위상(phase) 기반 샘플 값들의 차를 기반으로 도출할 수 있다. 예를 들어, 블록의 유사성은 현재 블록(or 현재 블록의 템플릿)과 참조 블록(or 참조 블록의 템플릿) 간 SAD를 기반으로 계산될 수 있다. 이 경우, 탐색 영역 내 SAD가 가장 작은 참조 블록을 기반으로 움직임 정보가 도출될 수 있다. 도출된 움직임 정보는 인터 예측 모드 기반으로 여러 방법에 따라 영상 복호화 장치(200)로 시그널링될 수 있다.
예측 샘플 생성
예측 모드에 따라 도출된 움직임 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측된 블록이 도출될 수 있다. 상기 예측된 블록은 상기 현재 블록의 예측 샘플들(예측 샘플 어레이)을 포함할 수 있다. 현재 블록의 움직임 벡터가 분수 샘플 단위를 가리키는 경우, 보간(interpolation) 절차가 수행될 수 있으며, 이를 통하여 참조 픽처 내에서 분수 샘플 단위의 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플들이 도출될 수 있다. 현재 블록에 Affine 인터 예측이 적용되는 경우, 샘플/서브블록 단위 MV를 기반으로 예측 샘플들이 생성될 수 있다. 쌍예측이 적용되는 경우, L0 예측(즉, 참조 픽처 리스트 L0 내 참조 픽처와 MVL0를 이용한 예측)을 기반으로 도출된 예측 샘플들과 L1 예측(즉, 참조 픽처 리스트 L1 내 참조 픽처와 MVL1을 이용한 예측)을 기반으로 도출된 예측 샘플들의 (위상에 따른) 가중합 또는 가중평균을 통하여 도출된 예측 샘플들이 현재 블록의 예측 샘플들로 이용될 수 있다. 쌍예측이 적용되는 경우, L0 예측에 이용된 참조 픽처와 L1 예측에 이용된 참조 픽처가 현재 픽처를 기준으로 서로 다른 시간적 방향에 위치하는 경우(즉, 쌍예측이면서 양방향 예측에 해당하는 경우) 이를 true 쌍예측이라고 부를 수 있다.
도출된 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들 및 복원 픽처가 생성될 수 있고, 이후 인루프 필터링 등의 절차가 수행될 수 있음은 전술한 바와 같다.
Template matching (TM)
도 9는 본 개시에 따른 템플릿 매칭 기반 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
템플릿 매칭(Template Matching, TM)은 디코더 단에서 수행되는 움직임 벡터의 유도 방법으로서, 현재 블록(e.g., current coding unit, current CU)에 인접한 템플릿(이하, "현재 템플릿"이라 함)과 가장 유사한 참조 픽처 내 템플릿(이하, "참조 템플릿"이라 함)을 발견함으로써 현재 블록의 움직임 정보를 개선(refine)할 수 있는 방법이다. 현재 템플릿은 현재 블록의 상단 이웃 블록 및/또는 좌측 이웃 블록이거나 이들 이웃 블록의 일부일 수 있다. 또한, 참조 템플릿은 현재 템플릿과 동일한 크기로 결정될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 초기 움직임 벡터(initial motion vector)가 유도되면, 더 좋은 움직임 벡터에 대한 탐색이 초기 움직임 벡터의 주변 영역에서 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 탐색이 수행되는 주변 영역의 범위는 초기 움직임 벡터를 중심으로 [-8, +8]-펠(pel) 탐색 영역 내 일 수 있다. 또한, 탐색을 수행하기 위한 탐색 폭(search step)의 크기는 현재 블록의 AMVR 모드에 기반하여 결정될 수 있다. 또한, 템플릿 매칭은 머지 모드에서의 양방향 매칭(bilateral matching) 과정과 연속하여 수행될 수도 있다.
현재 블록의 예측 모드가 AMVP 모드인 경우, 움직임 벡터 예측자 후보(MVP candidate)는 템플릿 매칭 에러에 기반하여 결정될 수 있다. 예컨대, 현재 템플릿과 참조 템플릿 사이의 오차를 최소로 하는 움직임 벡터 예측자 후보(MVP candidate)가 선택될 수 있다. 이 후, 움직임 벡터를 개선하기 위한 템플릿 매칭이 상기 선택된 움직임 벡터 예측자 후보에 대해 수행될 수 있다. 이 때, 선택되지 않은 움직임 벡터 예측자 후보에 대해서는 움직임 벡터를 개선하기 위한 템플릿 매칭이 수행되지 않을 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 선택된 움직임 벡터 예측자 후보에 대한 개선은 반복적인 다이아몬드 탐색을 이용하여 [-8, +8]-펠 탐색 영역 내에서 풀-펠(full-pel; 정수-펠) 정확도로부터 시작될 수 있다. 또는, 4-펠 AMVR 모드일 경우 4-펠 정확도로부터 시작될 수 있다. 이 후, AMVR 모드에 따라 하프-펠(half-pel) 및/또는 쿼터-펠(quarter-pel) 정확도의 탐색이 뒤따를 수 있다. 상기 탐색 과정에 따르면, 움직임 벡터 예측자 후보는 AMVR 모드에 의해 지시되는 것과 동일한 움직임 벡터의 정확도를 템플릿 매칭 과정 이후에도 유지할 수 있다. 상기 반복적인 탐색 과정에서, 이전의 최소 비용과 현재의 최소 비용 사이의 차이가 임의의 임계값보다 작으면, 상기 탐색 과정은 종료한다. 상기 임계값은 블록의 영역, 즉, 블록내 샘플의 개수와 동일할 수 있다. 표 1은 AMVR 모드 및 AMVR이 수반된 머지 모드에 따른 탐색 패턴의 예시이다.
Search pattern AMVR mode Merge mode
4-pel Full-pel Half-pel Quarter-pel AltIF=0 AltIF=1
4-pel diamond v
4-pel cross v
Full-pel diamond v v v v v
Full-pel cross v v v v v
Half-pel cross v v v v
Quarter-pel cross v v
1/8-pel cross v
현재 블록의 예측 모드가 머지 모드인 경우, 머지 인덱스에 의해 지시된 머지 후보에 대해 유사한 탐색 방법이 적용될 수 있다. 상기 표 1에 나타난 바와 같이, 템플릿 매칭은 1/8-펠 정확도까지 수행할 수도 있고 또는 하프-펠 정확도 이하는 스킵할 수도 있는데, 이는 머지 움직임 정보에 따라 대체 보간 필터(alternative interpolation filter)가 사용되는지 여부에 종속적으로 결정될 수 있다. 이 때, 상기 대체 보간 필터는 AMVR이 하프-펠 모드인 경우 사용되는 필터일 수 있다. 또한, 템플릿 매칭이 가용한 경우, 양방향 매칭(bilateral matching, BM)이 가용한지 여부에 따라 상기 템플릿 매칭이 독립적인 과정으로서 작동할 수도 있고, 블록 기반 양방향 매칭 및 서브블록 기반 양방향 매칭 사이에서 추가적인 움직임 벡터 개선 과정으로서 작동할 수도 있다. 상기 템플릿 매칭 가용 여부 및/또는 양방향 매칭 가용 여부는 가용 조건 체크에 따라 결정될 수 있다. 상기에서 움직임 벡터의 정확도는 움직임 벡터 차분(motion vector difference, MVD)의 정확도를 의미할 수 있다.
Multi-pass Decoder-Side Motion Vector Refinement
멀티 패스 디코더 측 움직임 벡터 개선(Multi-pass Decoder-Side Motion Vector Refinement)이 적용되면, 제1 패스에서는 양방향 매칭(bilateral matching, BM)이 코딩 블록에 적용될 수 있다. 제2 패스에서는, BM은 코딩 블록 내 각각의 16x16 서브 블록에 적용될 수 있다. 제3 패스에서는, 각 8x8 서브블록의 MV는 BDOF(bi-directional optical flow)를 적용함으로써 개선될 수 있다. 개선된 MV는 공간적 및 시간적 움직임 벡터 예측 모두를 위해 저장될 수 있다.
First pass - Block based bilateral matching MV refinemnt
제1 패스에서, 개선된 MV는 코딩 블록에 BM을 적용함으로써 유도될 수 있다. 디코더 측 움직임 벡터 개선(DMVR)과 유사하게, 양 예측(bi-prediction) 동작에서, 개선된 MV는 참조 픽처 리스트 L0 및 L1의 초기 MV(MV0 및 MV1) 두 개의 주변에서 탐색될 수 있다. 개선된 MV(MV0_pass0 및 MV1_pass1)는 L0 및 L1의 참조 블록 두 개 간의 최소 양방향 매칭 코스트(minimum bilateral matching cos)에 기초하여 초기 MV 주변에서 탐색될 수 있다.
BM 시 정수 샘플 정밀도 intDeltaMV를 유도하기 위해 로컬 탐색(local search)을 수행할 수 있다. 로컬 탐색은 3x3 정사각형 탐색 패턴을 적용하여 수평 방향으로 탐색 범위 [-sHor, sHor], 수직 방향으로 탐색 범위 [-sVer, sVer]로 루프(loop)할 수 있다. 여기서, sHor 및 sVer의 값은 블록 치수에 기초하여 결정될 수 있으며, sHor 및 sVer의 최대 값은 8일 수 있다.
양방향 매칭 비용은 다음과 같이 유도될 수 있다: bilCost = mvDistanceCost + sadCost. 블록 크기 cbW * cbH가 64보다 크면, 참조 블록 간 왜곡의 DC 효과를 제거하기 위해 MRSAD 비용 함수가 적용될 수 있다. 3x3 탐색 패턴의 중앙 포인트에서의 bilCost가 최소 비용일 때, intDeltaMV 로컬 탐색이 종료될 수 있다. 그렇지 않은 경우에는, 현재 최소 비용 탐색 포인트가 3x3 탐색 패턴의 새로운 중앙 포인트가 되고, 탐색 범위의 종단에 다다를 때까지 최소 비용을 위한 탐색이 계속될 수 있다. 최종 deltaMV를 유도하기 위해 기존의 분수 샘플 개선이 더 적용될 수 있다. 제1 패스 이후 개선된 MV는 다음과 같이 유도될 수 있다:
· MV0_pass1 = MV0 + deltaMV
· MV1_pass1 = MV1 - deltaMV
Second pass - Subblock based bilateral matching MV refinement
제2 패스에서, 개선된 MV는 16x16 그리드 서브블록에 BM을 적용함으로써 유도될 수 있다. 각 서브 블록에서, 개선된 MV는 참조 픽처 리스트 L0 및 L1에 대해 제1 패스에서 획득된 두 개의 MV(MV0_pass1, MV1_pass1) 주변에서 탐색될 수 있다. 개선된 MV(MV0_pass2(sbIdx2) 및 MV1_pass2(sbIdx2))는 L0 및 L1에 대한 두 개의 참조 서브블록 간의 최소 양방향 매칭 비용에 기반하여 유도될 수 있다.
각 서브 블록에서, BM 시 정수 샘플 정밀도 intDeltaMV를 유도하기 위해 풀 탐색(full search)을 수행할 수 있다. 풀 탐색은 수평 방향으로 탐색 범위 [-sHor, sHor], 수직 방향으로 탐색 범위 [-sVer, sVer]를 가질 수 있다. 여기서, sHor 및 sVer의 값은 블록 치수에 기초하여 결정될 수 있으며, sHor 및 sVer의 최대 값은 8일 수 있다.
양방향 매칭 비용은 두 개의 참조 블록 간 SATD 비용에 비용 팩터(cost factor)를 적용함으로써 계산될 수 있다: bilCost = satdCost * costFactor. 탐색 영역 (2*sHor + 1) * (2*sVer + 1)은 도 10에 나타난 바와 같이 최대 5개의 다이아몬드 모양의 탐색 영역으로 나뉠 수 있다. 도 10은 본 개시에 따른 멀티 패스 DMVR(Decoder-side Motion Vector Refinement)에서 적용될 수 있는 탐색 영역을 나타내는 도면이다. 각 탐색 영역에는 각 탐색 포인트와 시작 MV 간의 거리(intDeltaMV)로 결정되는 costFactor가 할당되며, 각 다이아몬드 영역은 탐색 영역의 중앙으로부터 시작하여 순서대로 처리될 수 있다. 각 영역에서, 탐색 포인트는 영역의 왼쪽 상단에서 시작하여 우측 하단 모서리까지 래스터 스캔 순서로 처리될 수 있다. 현재 탐색 영역 내 최소 bilCost가 sbW * sbH와 동일한 임계 값보다 작을 때, 정수-펠 풀 탐색(int-pel full search)은 종료되나, 반대의 경우에는 모든 탐색 포인트가 탐색될 때까지 정수-펠 탐색은 다음 탐색 영역으로 계속될 수 있다. 추가적으로, 반복문 내 이전 최소 비용과 현재 최소 비용 간의 차이가 블록의 영역과 동일한 임계값보다 작으면, 탐색 프로세스는 종료될 수 있다.
최종 deltaMV(sbIdx2)를 유도하기 위해 기존 VVC DMVR 분수 샘플 개선이 추가로 적용될 수 있다. 제2 패스에서 개선된 MV는 다음과 같이 유도될 수 있다:
· MV0_pass2(sbIdx2) = MV0_pass1 + deltaMV(sbIdx2)
· MV1_pass2(sbIdx2) = MV1_pass1 - deltaMV(sbIdx2)
Third pass - Subblock based bi-directional optical flow MV refinement
제3 패스에서는 8x8 그리드 서브 블록에 BDOF를 적용함으로써 개선된 MV가 유도될 수 있다. 각 8x8 서브 블록에 대해, 제2 패스의 상위 서브 블록의 개선된 MV에서 시작하여 클리핑 없이 스케일링된 Vx 및 Vy를 유도하기 위해 BDOF 개선이 적용될 수 있다. 유도된 bioMv(Vx, Vy)는 1/16 샘플 정밀도로 라운딩(round)되며 -32에서 32 사이의 값으로 클리핑 될 수 있다. 제3 패스의 개선된 MV(MV0_pass3(sbIdx3) 및 MV1_pass3(sbIdx3))는 다음과 같이 유도될 수 있다:
· MV0_pass3(sbIdx3) = MV0_pass2(sbIdx2) + bioMv
· MV1_pass3(sbIdx3) = MV0_pass2(sbIdx2) - bioMv
Adaptive decoder-side motion vector refinement
적응적 디코더 측 움직임 벡터 개선(adaptive decoder-side motion vector refinement) 기술은 DMVR 조건을 충족하는 머지 후보에 대해 양 예측의 L0 혹은 L1 중 한 방향으로만 MV를 개선하는 두 개의 새로운 머지 모드로 구성된 멀티 패스 DMVR의 확장이다. 멀티 패스 DMVR 프로세스는 움직임 벡터를 개선하기 위해 선택된 머지 후보에 적용될 수 있으나, MVD0 혹은 MVD1 중 하나는 제1 패스(즉, 첫 번째 패스)(즉, PU 레벨) DMVR에서 0으로 설정될 수 있다. 새로운 머지 모드를 위한 머지 후보는 일반 머지 모드(regular merge mode)에서와 유사하게 공간적 이웃 코딩 블록, TMVP, 비인접 블록, HMVP, 페어와이즈(pair-wise) 후보로부터 유도될 수 있다. 다만, 차이점은 DMVR 조건을 충족하는 항목만 후보 리스트에 추가될 수 있다는 점이다. 두 개의 새로운 머지 모드에서 동일한 머지 후보 리스트가 사용될 수 있다. BM 후보 리스트에 상속된(inherited) BCW 가중치가 포함되는 경우 가중치가 동일하지 않거나 양 예측이 BCW 가중치로 가중되면 MRSAD 혹은 MRSATD를 이용하여 생성된 왜곡 계산을 제외하고 DMVR 프로세스가 변경되지 않을 수 있다. 머지 인덱스는 일반 머지 모드에서와 같이 코딩될 수 있다.
종래, 템플릿 매칭(template matching)에 기반한 움직임 벡터(MV) 유도 기술의 디코더 측에서의 적용 여부는 멀티 패스 DMVR 기반의 움직임 벡터 유도 기술의 디코더 측에서의 적용 여부와 함께 하나의 정보(예를 들어, SPS(Sequence Parameter Set) 플래그)로 핸들링된다. 그러나, 로우 레이턴시(low-latency) 혹은 저지연(low-delay) 어플리케이션(application)을 지원하는 CLVS(Coded Layer Video Sequence)에서는 템플릿 매칭(Template Matching, TM) 기반 움직임 유도 기술을 포함하여, 다른 TM 기반 영상 부호화/복호화 기술을 허용하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 상기에서 언급한 하나의 정보를 통해 그러한 영상 부호화/복호화 기술이 허용되지 않음(disabling), 즉 사용 가능하지 않음을 지시해주어야 하는데, 이 과정에서 하나의 정보로 허용(enabling) 여부가 지시되는 멀티 패스 DMVR이 동시에 허용되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 다시 말해, 종래 방법은 양방향 매칭 머지 플래그(bm_merge_flag)가 템플릿 매칭 머지 플래그(tm_merge_flag)에 종속되어 있어 문제가 발생할 수 있다. 또한, 종래 기술에 의하면, 템플릿 매칭 머지와 양방향 매칭 머지가 동시에 적용될 수 없기 때문에, 신택스 요소가 종속적으로 시그널링되나 코딩 툴(tool) 상의 종속성이 없기 때문에 비효율적으로 비트를 시그널링하는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 개시의 실시예에서는 템플릿 매칭(TM) 및 멀티 패스 DMVR를 각각 핸들링할 수 있도록 별도의 정보(예를 들어, 별도의 SPS 플래그)를 사용할 것을 제안한다. 또한, 본 개시의 일 실시예에서는 TM 기반 움직임 유도 기술이 허용되지 않는 경우, 적응적 디코더 측 움직임 벡터 유도(adaptive decoder-side motion vector derivation)이 허용되지 않는 문제 또한 해결될 수 있다.
한편, 본 개시의 실시예를 설명함에 있어 템플릿 매칭 기반 예측 모드에는 템플릿 매칭 머지 (모드)가 포함될 수 있으며, 양방향 매칭 기반 예측 모드에는 양방향 매칭 머지 (모드)가 포함될 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시예를 설명함에 있어 양방향 매칭 머지 모드는 멀티 패스 DMVR를 의미할 수 있다.
한편, 본 개시의 실시예는 개별적으로 혹은 서로 조합되어 적용될 수 있다.
실시예 1
본 개시의 일 실시예에서는 템플릿 기반 디코더 움직임 벡터 기술을 핸들링 할 수 있는 신택스 요소에 대하여 제안한다. 신택스 요소는 SPS(Sequence Parameter Set)를 포함한 다양한 유닛 레벨에서 시그널링될 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 템플릿 매칭을 핸들링할 수 있는 정보는 SPS에서 플래그로 시그널링될 수 있는데, 신택스 요소는 sps_tmvd_enabled_flag와 같이 명명될 수 있다. 그러나, 이는 본 개시의 일 실시예에 해당하므로, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
sps_tmvd_enabled_flag u(1)
일 예로서, 신택스 요소 sps_tmvd_enabled_flag가 제1 값(예를 들어, 1)이면, 템플릿 (매칭) 기반 디코더 측 움직임 벡터 유도(template based decoded-side motion vector derivation) 기술은 CLVS에 대해 사용 가능(enable)함을 나타낼 수 있다. 반면, 신택스 요소 sps_tmvd_enabled_flag가 제2 값(예를 들어, 0)이면, 템플릿 매칭 기반 디코더 측 움직임 벡터 유도가 CLVS에 대해 사용 불허(disable)됨을 나타낼 수 있다. 신택스 요소 sps_tmvd_enabled_flag는 제1 신택스 요소 혹은 제1 정보로 지칭될 수 있다. 그러나 이는 본 개시의 설명의 명료함을 위한 일 예에 해당하므로, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 2
본 개시의 일 실시 예인 제1 정보에 의하여, 템플릿 매칭 머지(예를 들어, tm_merge)가 사용 불허되는 경우 템플릿 매칭 머지의 적용 여부와 양방향 매칭 머지(예를 들어, bm_merge)의 적용 여부가 별도로 시그널링 될 수 있다. 즉, 본 개시에 의하면 템플릿 매칭 머지 및 양방향 매칭 머지가 독립적으로 핸들링될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 저레벨(low-level) 단에서 다음과 같이 변경될 수 있다:
ECM-4.0 Proposed low-level change
if (cu.firstPU->regularMergeFlag){
tm_merge_flag(pu);
if (pu.tmMergeFlag)
{
bm_merge_flag(pu);
if (pu.bmMergeFlag)
{
pu.tmMergeFlag = false;
}
}
….
}		 if (cu.firstPU->regularMergeFlag)
{
tm_merge_flag(pu);
if (!pu.tmMergeFlag)
{
bm_merge_flag(pu);
}
….
}
신택스 요소 tm_merge_flag는 템플릿 매칭 머지의 적용 여부에 대한 정보일 수 있다. 일 예로서, 신택스 요소 tm_merge_flag(예를 들어, 제2 정보)의 값이 제1 값(예를 들어, 0)이면, 템플릿 매칭 머지가 적용되지 않음을 나타낼 수 있고, 제2 값(예를 들어, 1)이면, 템플릿 매칭 머지가 적용됨을 나타낼 수 있다. 일 예로서, tm_merge_flag(pu)는 예측 유닛(prediction unit, PU)에 대하여 템플릿 매칭 머지의 적용 여부를 나타낼 수 있으며, pu.tmMergeFlag는 해당 PU의 tm_merge_flag 값을 나타낼 수 있다. 일 실시예로서, 제2 정보(예를 들어, 신택스 요소 tm_merge_flag)의 값이 제1 값(예를 들어, 0)이면, 양방향 매칭 머지의 적용 여부에 대한 정보(예를 들어, bm_merge_flag)가 시그널링될 수 있다.
신택스 요소 bm_merge_flag(예를 들어, 제3 정보)는 양방향 매칭 머지의 적용 여부에 대한 정보일 수 있다. 일 예로서, 신택스 요소의 값이 제1 값(예를 들어, 0)이면, 양방향 매칭 머지가 적용되지 않음을 나타낼 수 있고, 제2 값(예를 들어, 1)이면, 양방향 매칭 머지가 적용됨을 나타낼 수 있다. 일 예로서, bm_merge_flag(pu)는 예측 유닛(prediction unit, PU)에 대하여 양방향 매칭 머지의 적용 여부를 나타낼 수 있다.
위 실시예에 의하면 템플릿 매칭 머지가 허용되지 않는 경우 양방향 매칭 머지에 대한 정보를 별도로 시그널링함으로써, 템플릿 매칭 머지 및 양방향 매칭 머지 각각의 적용 여부가 독립적으로 결정될 수 있다.
실시예 3
본 개시의 일 실시 예에 의하면, 제1 정보에 의하여, 템플릿 매칭 머지(예를 들어, tm_ merge)가 사용 불허되는 경우에도 양방향 매칭 머지가 적용될 수 있는 경우가 발생할 수 있다. 일 예로서, 양방향 매칭 머지의 적용 여부에 대한 정보는 제3 정보(예를 들어, bm_merge)로 명명될 수 있다.
본 개시의 다른 일 실시예에 의하면, 템플릿 매칭 머지 적용 여부에 대한 정보, 즉 제2 정보가 템플릿 매칭 머지가 적용됨을 나타내는 값(예를 들어, 제2 값, 1)으로 시그널링될 때에도 제3 정보를 시그널링할 수 있다. 일 예로서, 상위 레벨에서의 템플릿 매칭에 대한 정보, 즉, 템플릿 매칭의 허용(enabling/disabling) 여부를 나타내는 제1 정보가 템플릿 매칭이 사용 불허됨(예를 들어, 0)을 나타내는 경우에도, 제2 정보가 특정 값(예를 들어, 제2 값, 1)으로 설정되면, 제3 정보가 시그널링될 수 있다. 이 경우, 제3 정보는 별도 시그널링 없이 제2 정보와 동일한 값(예를 들어, 제2 값, 1)으로 설정되고, 제2 정보는 별도의 시그널링 없이 0으로 재설정될 수 있다. 또한, 상위 레벨에서의 템플릿 매칭에 대한 정보, 즉, 템플릿 매칭의 허용(enabling/disabling) 여부를 나타내는 제1 정보가 템플릿 매칭이 사용 불허됨(예를 들어, 0)을 나타내는 경우, 양방향 매칭 머지의 적용 여부에 대한 정보, 즉 제3 정보는 시그널링되지 않고 양방향 매칭 머지(bm_merge)를 위한 양방향 매칭 방향(bm_direction 혹은 bmDir)만이 시그널링될 수 있다.
본 개시의 실시예에 의한 저레벨 단에서는 다음과 같이 변경될 수 있다:
ECM-4.0 Proposed low-level change
if (cu.firstPU->regularMergeFlag)
{
tm_merge_flag(pu);
if (pu.tmMergeFlag)
{
bm_merge_flag(pu);
if (pu.bmMergeFlag)
{
pu.tmMergeFlag = false;
}
}
….
}
void CABACReader::tm_merge_flag(PredictionUnit& pu)
{
pu.tmMergeFlag = false;
if(pu.cs->slice->getSPS()->getUseDMVDMode())
{
pu.tmMergeFlag = (m_BinDecoder.decodeBin(Ctx::TMMergeFlag()));
}
}
 void CABACReader::tm_merge_flag(PredictionUnit& pu)
{
pu.tmMergeFlag = false;
#if LGE_SPS_TM_ENABLE_FLAG
if (pu.cs->slice->getSPS()->getUseTM() || PU::isBMMergeFlagCoded(pu))
#endif
{
pu.tmMergeFlag = (m_BinDecoder.decodeBin(Ctx::TMMergeFlag()));
}
}
void CABACReader::bm_merge_flag(PredictionUnit& pu){
pu.bmDir = 0;
pu.bmMergeFlag = false;
if (!PU::isBMMergeFlagCoded(pu))
{
return;
}
unsigned ctxId = DeriveCtx::CtxBMMrgFlag(*pu.cu);
pu.bmMergeFlag = (m_BinDecoder.decodeBin(Ctx::BMMergeFlag(ctxId)));
if (pu.bmMergeFlag)
{
pu.bmDir=1<< m_BinDecoder.decodeBin(Ctx::BMMergeFlag(3));
}
}		 void CABACReader::bm_merge_flag(PredictionUnit& pu)
{
pu.bmDir = 0;
pu.bmMergeFlag = false;
if (!PU::isBMMergeFlagCoded(pu))
{
return;
}
#if LGE_SPS_TM_ENABLE_FLAG
if (!pu.cs->slice->getSPS()->getUseTM())
{
pu.bmMergeFlag = true;
pu.bmDir = 1 << m_BinDecoder.decodeBin(Ctx::BMMergeFlag(3));
return;
}
#endif

unsigned ctxId = DeriveCtx::CtxBMMrgFlag(*pu.cu);
pu.bmMergeFlag= (m_BinDecoder.decodeBin(Ctx::BMMergeFlag(ctxId)));
if (pu.bmMergeFlag)
{
pu.bmDir=1<< m_BinDecoder.decodeBin(Ctx::BMMergeFlag(3));
}
}
bool PU::isBMMergeFlagCoded(const PredictionUnit& pu)
{
if(pu.cs->slice->getSPS()->getUseDMVDMode() && pu.cs->slice->getUseBM())
{
return (pu.cs->sps->getMaxNumBMMergeCand() > 0);
}
return false;
}
일 예로서, 일정 함수(예를 들어, CABACReader) 단에서는 양방향 매칭 머지에 대한 일정 조건(예를 들어, pu.cs->slice->getSPS()->getUseTM() || PU::isBMMergeFlagCoded(pu))이 판단될 수 있다. isBMMergeFlagCoded는 양방향 매칭 머지 플래그가 특정 유닛(예를 들어, PU)에 대해 코딩 가능한지 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 양방향 매칭 머지 플래그가 특정 유닛에 코딩되기 위해 일정 조건이 존재하는 경우, 그 일정 조건을 만족하는지 여부를 지시할 수 있다.
또한, 일정 함수(예를 들어, CABACReader) 단에서는 템플릿 매칭의 사용에 대한 일정 조건(예를 들어, !pu.cs->slice->getSPS()->getUseTM()))이 판단될 수 있다. 일정 조건에 기반하여, 특정 유닛(예를 들어, PU) 양방향 매칭 머지의 적용 여부에 대한 정보(예를 들어,bmMergeFlag)의 값이 참으로 설정될 수 있으며, 이 경우 양방향 매칭 머지에 대한 방향이 설정될 수 있다.
한편, 일 실시예로서, 템플릿 매칭이 허용되는 경우 양방향 매칭 머지를 적용하기 위하여 하기 표 5와 같은 값으로 시그널링될 수 있다.
CTC ECM-4.0 실시예 2 실시예 3
제2 정보(tm_merge_flag) 1 0 1
제3 정보(bm_merge_flag) 1 1 1
표 5에 의하면, 본 개시의 일 실시예에 의하면 템플릿 매칭 머지가 적용되지 않을 때(예를 들어, 제2 정보가 0), 양방향 매칭 머지가 적용될 수 있다(예를 들어, 제3 정보가 1). 다른 일 실시예에 의하면 템플릿 매칭 머지가 적용될 때(예를 들어, 제2 정보가 1), 양방향 매칭 머지가 적용될 수 있다(예를 들어, 제3 정보가 1).
한편, 본 개시의 다른 일 실시예에 의하면, 템플릿 매칭이 허용되는 경우(예를 들어, 제1 정보가 1)에는 템플릿 머지의 적용 여부에 대한 정보(예를 들어, 제2 정보)가 시그널링될 수 있으나, 템플릿 매칭이 불허되는 경우 하기 표 6과 같이 양방향 매칭 머지의 허용은 템플릿 머지의 적용 여부에 대한 정보(예를 들어, 제2 정보)로 핸들링될 수 있다.
Non-CTC (SPS TM disabling cfg) Ecm-4.0 실시예 2 실시예 3
제2 정보(tm_merge_flag) 지원 불가 X 1
제3 정보(bm_merge_flag) 1 X
표 6에 의하면, 제2 정보가 템플릿 매칭이 적용되지 않음을 나타내는 경우 제3 정보가 시그널링 될 수 있다. 일 예로서, 이 경우, 제3 정보는 양방향 매칭 머지가 적용됨(예를 들어, 1)을 나타낼 수 있다. 다른 일 예로서, 제2 정보가 템플릿 매칭이 적용됨(예를 들어, 1)을 나타내는 경우 제3 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 이 경우, 일 예로서, 제3 정보는 제2 정보와 동일한 값으로 설정될 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
일 예로서, 도 11은 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있으며, 상기에서 설명한 다른 실시예와 조합될 수도 있다.
일 예로서, 도 11이 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법이면, 현재 블록의 예측 모드가 결정(S1110)될 수 있다. 결정된 예측 모드에 기초하여, 현재 블록의 예측 블록이 생성(S1120)될 수 있으며 생성된 예측 블록에 기초하여 현재 블록이 복원(S1130)될 수 있다.
다른 일 예로서, 도 11이 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법이면, 현재 블록의 예측 모드가 결정(S1110)되고 결정된 예측 모드에 기초하여, 현재 블록의 예측 블록이 생성(S1120)될 수 있으며 생성된 예측 블록에 기초하여 현재 블록이 복원(S1130)될 수 있다.
일 예로서, 현재 블록의 예측 블록은 템플릿 매칭 기반 움직임 벡터 개선 허용 여부에 대한 제1 정보에 기반하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 제1 정보는 sps_tmvd_enabled_flag일 수 있으며, 제1 값(예를 들어, 0)은 템플릿 매칭 기반 움직임 벡터 개선이 허용되지 않음을 지시할 수 있고, 제2 값(예를 들어, 1)은 템플릿 매칭 기반 움직임 벡터 개선이 허용됨을 지시할 수 있다. 일 예로서, 제1 정보는 SPS(Sequence Parameter Set)로 시그널링될 수 있다.
한편, 예측 블록은 템플릿 매칭 머지 모드의 적용 여부에 대한 제2 정보에 더 기반하여 생성될 수 있는데, 일 예로서, 제2 정보는 tm_merge_flag일 수 있다. 제1 값(예를 들어, 0)은 템플릿 매칭 머지 모드가 적용되지 않음을 지시할 수 있고, 제2 값(예를 들어, 1)은 템플릿 매칭 머지 모드가 적용됨을 지시할 수 있다. 또한, 제2 정보는 예측 유닛 레벨의 정보일 수 있다. 일 예로서, 일 예로서, 제2 정보는 제1 정보에 기반하여 시그널링될 수 있다.
한편, 예측 블록은 양방향 매칭 머지 모드의 적용 여부에 대한 제3 정보에 더 기반하여 생성될 수 있는데, 일 예로서, 제3 정보는 bm_merge_flag일 수 있다. 제1 값(예를 들어, 0)은 양방향 매칭 머지 모드가 적용되지 않음을 지시할 수 있고, 제2 값(예를 들어, 1)은 양방향 매칭 머지 모드가 적용됨을 지시할 수 있다. 일 예로서, 제3 정보는 상기 제2 정보에 기반하여 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 제2 정보가 템플릿 매칭 머지 모드가 적용되지 않음을 나타냄에 기반하여 제3 정보가 시그널링될 수도 있다. 또한, 다른 일 예로서, 제1 정보가 상기 템플릿 매칭 기반 움직임 벡터 개선이 허용되지 않음을 나타냄에 기반하여, 제2 정보는 특정 값으로 시그널링 되고, 제3 정보가 더 시그널링 될 수 있다. 일 예로서, 특정 값은 1일 수 있다.
한편, 제1 정보가 템플릿 매칭 기반 움직임 벡터 개선이 허용되지 않음을 나타냄에 기반하여 양방향 매칭 머지 모드의 방향에 대한 제4 정보가 시그널링될 수도 있다.
도 12는 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
일 예로서, 도 12은 영상 부호화 장치에 의해 수행될 수 있으며, 상기에서 설명한 다른 실시예와 조합될 수도 있다.
도 12를 참조하면, 현재 블록의 예측 모드가 결정(S1210)될 수 있다. 단계 S1210은 도 11의 현재 블록의 예측 모드가 결정(S1110)되는 구성과 동일하므로, 중복 설명은 생략한다. 또한, 결정된 예측 모드에 기초하여, 현재 블록의 예측 블록이 생성(S1220)될 수 있다. 단계 S1220은 도 11의 현재 블록의 예측 블록이 생성(S1120)되는 구성과 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
현재 블록의 예측 모드가 결정되면, 결정된 예측 모드에 대한 정보가 부호화(S1230)될 수 있다. 예측 모드에 대한 정보는 비트스트림으로 부호화될 수 있고, 현재 블록의 예측 블록은 템플릿 매칭 기반 움직임 벡터 개선 허용 여부에 대한 제1 정보(예를 들어, sps_tmvd_enabled_flag), 템플릿 매칭 머지 모드의 적용 여부에 대한 제2 정보(예를 들어, tm_merge_flag), 양방향 매칭 머지 모드의 적용 여부에 대한 제3 정보(예를 들어, bm_merge_flag) 및/혹은 양방향 매칭 머지 모드의 방향에 대한 제4 정보(예를 들어, bmDir)가 시그널링될 수도 있다. 일 예로서, 제1 정보는 SPS(Sequence parameter Set)로 부호화 될 수 있으며, 제2 정보, 제3 정보 및 제4 정보는 예측 유닛 레벨에 대한 것일 수 있다. 또한, 제1 정보, 제2 정보, 제3 정보 및 제4 정보에 대한 설명은 상기에서 설명한 바와 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
본 개시에 의하면, 효율적인 신택스 시그널링에 의해 템플릿 매칭 및 양방향 매칭의 적용을 독립적으로 핸들링할 수 있다.
도 13은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예가 적용된 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 개시의 실시예가 적용된 영상 부호화 방법 및/또는 영상 부호화 장치에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기반하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 할 수 있다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 개시에 따른 실시예는 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서,
    현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 예측 블록에 기초하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계; 를 포함하되,
    상기 예측 블록은 템플릿 매칭 기반 움직임 벡터 개선 허용 여부에 대한 제1 정보에 기반하여 생성되는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 정보는 SPS(Sequence Parameter Set)로 시그널링되는, 영상 복호화 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 예측 블록은 템플릿 매칭 머지 모드의 적용 여부에 대한 제2 정보에 더 기반하여 생성되는, 영상 복호화 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 정보는 상기 제1 정보에 기반하여 시그널링되는, 영상 복호화 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 예측 블록은 양방향 매칭 머지 모드의 적용 여부에 대한 제3 정보에 더 기반하여 생성되는, 영상 복호화 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제3 정보는 상기 제2 정보에 기반하여 시그널링되는, 영상 복호화 방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 정보가 상기 템플릿 매칭 머지 모드가 적용되지 않음을 나타냄에 기반하여 상기 제3 정보가 시그널링되는, 영상 복호화 방법.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 정보가 상기 템플릿 매칭 기반 움직임 벡터 개선이 허용되지 않음을 나타냄에 기반하여, 제2 정보는 특정 값으로 시그널링 되고, 제3 정보가 더 시그널링 되는, 영상 복호화 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 정보가 상기 템플릿 매칭 기반 움직임 벡터 개선이 허용되지 않음을 나타냄에 기반하여 양방향 매칭 머지 모드의 방향에 대한 제4 정보가 시그널링되는, 영상 복호화 방법.
  10. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서,
    현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 예측 블록에 기초하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계;를 포함하되,
    상기 예측 블록은 템플릿 매칭 기반 움직임 벡터 개선 허용 여부에 대한 제1 정보에 기반하여 생성되는, 영상 부호화 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 정보는 SPS(Sequence Parameter Set)로 비트스트림에 부호화되는, 영상 부호화 방법.
  12. 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법으로서, 상기 영상 부호화 방법은,
    현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 예측 블록에 기초하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계;를 포함하되,
    상기 예측 블록은 템플릿 매칭 기반 움직임 벡터 개선 허용 여부에 대한 제1 정보에 기반하여 생성되는, 방법.
  13. 제10 항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
PCT/KR2023/005478 2022-04-21 2023-04-21 템플릿 매칭을 이용하는 영상 부호화/복호화 방법, 비트스트림을 전송하는 방법 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 WO2023204675A1 (ko)

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