WO2025147175A1 - 영상 부호화/복호화 방법 및 비트스트림을 저장하는 기록 매체 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법 및 비트스트림을 저장하는 기록 매체 Download PDF

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WO2025147175A1
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motion
prediction
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PCT/KR2025/000247
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임성원
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KT Corp
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Definitions

  • the motion information of the reference block can be obtained from a predefined position within the reference block.
  • Figures 5 and 6 illustrate examples in which a prediction block of a current block is generated based on motion information generated through motion estimation.
  • Figure 7 shows the locations referenced to derive motion vector prediction values.
  • Figure 8 is a diagram for explaining a template-based motion estimation method.
  • Figure 10 is a diagram for explaining a motion estimation method based on a bilateral matching method.
  • Figures 12 and 13 illustrate examples in which prediction blocks are generated according to the precision of a motion vector.
  • Figure 19 shows an example in which a motion vector is derived in sub-block units.
  • Figure 29 shows an example of deriving chain merging candidates using block vectors.
  • Figure 30 shows the location from which the motion information of the reference block is derived.
  • first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another.
  • the first component could be referred to as the second component, and similarly, the second component could also be referred to as the first component.
  • the term and/or includes any combination of a plurality of related described items or any item among a plurality of related described items.
  • a video encoding device may include a picture segmentation unit (110), a prediction unit (120, 125), a transformation unit (130), a quantization unit (135), a reordering unit (160), an entropy encoding unit (165), an inverse quantization unit (140), an inverse transformation unit (145), a filter unit (150), and a memory (155).
  • each component shown in FIG. 1 is independently illustrated to indicate different characteristic functions in the image encoding device, and does not mean that each component is composed of separate hardware or a single software configuration unit. That is, each component is listed and included as a separate component for convenience of explanation, and at least two components among each component may be combined to form a single component, or one component may be divided into multiple components to perform a function, and such integrated and separated embodiments of each component are also included in the scope of the present disclosure as long as they do not deviate from the essence of the present disclosure.
  • some components may not be essential components that perform essential functions in the present disclosure, but may be optional components that are merely used to improve performance.
  • the present disclosure may be implemented by including only essential components for implementing the essence of the present disclosure, excluding components that are merely used to improve performance, and a structure that includes only essential components, excluding optional components that are merely used to improve performance, is also included in the scope of the present disclosure.
  • the values quantized in the quantization unit (135) are inversely quantized and the values transformed in the transformation unit (130) are inversely transformed.
  • the residual values generated in the inverse quantization unit (140) and the inverse transformation unit (145) can be combined with the predicted prediction units predicted through the motion estimation unit, motion compensation unit, and intra-screen prediction unit included in the prediction unit (120, 125) to generate a reconstructed block.
  • the inverse transform unit (225) of the image decoding device can determine a transform matrix for the second inverse transform or a transform technique (e.g., DCT, DST, KLT) for the first inverse transform according to a plurality of pieces of information such as a prediction method, a size and shape of a current block, a prediction mode, and an intra-screen prediction direction.
  • a transform matrix for the second inverse transform or a transform technique e.g., DCT, DST, KLT
  • information for determining the transform matrix or the transform technique may be explicitly encoded and signaled.
  • motion information for the current block can be obtained (S310).
  • the motion information can include at least one of a motion vector, a reference picture index, or a weight applied to the prediction block.
  • motion information for at least one of the L0 direction or the L1 direction can be obtained.
  • the motion information of the current block can be derived from the decoder in the same way as from the encoder. This method can be called decoder-side motion estimation.
  • a prediction block for the current block can be obtained based on the derived motion information (S320). For example, a reference block spaced apart by a motion vector from the position of the current block in the reference picture can be set as the prediction block of the current block.
  • the motion information of the current block can be generated through motion estimation.
  • a search range for motion estimation can be set from the same position as the reference point of the current block in the reference picture.
  • the reference point can be the position of the upper left sample of the current block.
  • a rectangle of sizes (w0+w01) and (h0+h1) is set as a search range centered on a reference point.
  • w0, w1, h0, and h1 may have the same values.
  • at least one of w0, w1, h0, and h1 may be set to have a different value from the other.
  • the sizes of w0, w1, h0, and h1 may be determined so as not to exceed a Coding Tree Unit (CTU) boundary, a slice boundary, a tile boundary, or a picture boundary.
  • CTU Coding Tree Unit
  • reference blocks having the same size as the current block can be set, and then the cost for each reference block with respect to the current block can be measured.
  • the cost can be calculated using the similarity between the two blocks.
  • the cost can be calculated based on the absolute sum of the differences between the original samples in the current block and the original samples (or reconstructed samples) in the reference block. The smaller the absolute sum, the lower the cost.
  • the cost of each reference block is compared, and the reference block with the optimal cost can be set as the prediction block of the current block.
  • the motion vector prediction candidates derived from the upper samples can also be inserted into the motion vector prediction list before the motion vector prediction candidates derived from the left samples.
  • Motion information merge mode is a mode in which the motion information of the current block is set to be the same as the motion information of the neighboring block.
  • motion information can be encoded/decoded using the motion information merge list.
  • Figure 8 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 based on the cost between the template neighboring the current block (hereinafter referred to as the current template) and the reference template having the same size and shape as the current template.
  • the cost can be calculated based on the absolute sum of the differences between the restored samples in the current template and the restored samples in the reference block. The smaller the absolute sum, the lower the cost.
  • the motion information of the current block can be set.
  • the decoder itself can perform motion estimation in the same manner as the encoder. Accordingly, when deriving motion information using a template, there is no need to encode and signal the 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 of the current block, wherein the area adjacent to the top may include at least one row, and the area adjacent to the left may include at least one column.
  • Figure 9 shows examples of template configurations.
  • the size and/or shape of the current template may be predefined in the encoder and decoder.
  • multiple template candidates having different sizes and/or shapes may be predefined, and then index information specifying one of the multiple template candidates may be encoded and signaled to a decoder.
  • one of the multiple template candidates may be adaptively selected based on at least one of the size, shape, or position of the current block. For example, if the current block is adjacent to the upper boundary of the CTU, the current template may be composed of only the region adjacent to the left of the current block.
  • Motion estimation based on a template can be performed on each of the reference pictures stored in the reference picture list. Alternatively, motion estimation can be performed on only some of the reference pictures. For example, motion estimation can be performed only on reference pictures having a reference picture index of 0, or motion estimation can be performed only on reference pictures having a reference picture index smaller than a threshold or reference pictures having a POC difference from the current picture smaller than a threshold.
  • the reference picture index can be explicitly encoded and signaled, and then motion estimation can be performed only for the reference picture pointed to by the reference picture index.
  • motion estimation can be performed targeting reference pictures of neighboring blocks 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 can be selected using at least one of the reference picture index of the left neighboring block or the reference picture index of the upper neighboring block. Thereafter, motion estimation can be performed targeting at least one selected reference picture.
  • Information indicating whether motion estimation based on template is applied can be encoded and signaled to a decoder.
  • the information can be a 1-bit flag. For example, if the flag is true (1), it indicates that motion estimation based on template is applied in the L0 direction and the L1 direction of the current block. On the other hand, if the flag is false (0), it indicates that motion estimation based on template is not applied. In this case, motion information of the current block can be derived based on the motion information merging mode or the motion vector prediction mode.
  • template-based motion estimation can be applied only when it is determined that neither the motion information merging mode nor the motion vector prediction mode is applied to the current block. For example, when 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 both 0, template-based motion estimation can be performed.
  • the prediction block of the current block can 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 can be generated based on a weighted sum operation of the L0 prediction block and the L1 prediction block.
  • 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 or not to apply a motion estimation method based on a template may be determined based on whether the selected motion information merging candidate or the selected motion vector prediction candidate indicates a motion estimation method based on a template.
  • a search range can 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 can be encoded and signaled, respectively.
  • a bilateral matching method may be performed using the L0 reference picture having the closest distance to the current picture among the L0 reference pictures and the L1 reference picture having the closest distance to the current picture among the L1 reference pictures.
  • the L0 reference block and the L1 reference block can be set as the L0 prediction block and the L1 prediction block of the current block, respectively. Thereafter, the final prediction block of the current block can be generated through a weighted sum operation of the L0 reference block and the L1 reference block.
  • the temporal order of the current picture must exist between the temporal order of the L0 reference picture and the temporal order of the L1 reference picture.
  • a unidirectional matching method may also be applied to generate a prediction block of the current block.
  • two reference pictures having a temporal order i.e., POC
  • 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.
  • Figure 11 is a diagram for explaining a motion estimation method based on a one-way matching method.
  • the one-way matching method can be performed based on two reference pictures having a POC smaller than that of the current picture (i.e., forward reference pictures) or two reference pictures having a POC larger than that of the current picture (i.e., backward reference pictures).
  • Fig. 11 it is illustrated that motion estimation based on the one-way matching method is performed based on a first reference picture (T-1) and a second reference picture (T-2) having a POC smaller than that of 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 encoded and signaled, respectively.
  • a reference picture having a smaller POC difference from the current picture among the two reference pictures used in the unidirectional matching method may be set as the first reference picture.
  • only reference pictures included in the reference picture list having a larger POC difference from the current picture than the first reference picture may be set as the second reference picture.
  • the second reference picture index may be set to point to an index of one of the rearranged reference pictures after rearranging reference pictures having the same temporal direction as the first reference picture and having a larger POC difference from the current picture than the first reference picture.
  • a reference picture having a larger POC difference from the current picture among the two reference pictures may be set as the first reference picture.
  • the second reference picture index may be set to point to an index of one of the rearranged reference pictures after rearranging the 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.
  • 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.
  • two L0 reference pictures are illustrated as being used in the unidirectional matching method.
  • the first reference picture may be selected from the L0 reference picture list and 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.
  • one-way matching can be performed using one of the L0 reference picture list and the L1 reference picture list, which is set as default.
  • two reference pictures can be selected from the L0 reference picture list and the L1 reference picture list, whichever has a larger number of reference pictures.
  • the search range can be set within a predetermined range from a collocated block in a reference picture.
  • the search range can be set based on the initial motion information.
  • the initial motion information can be derived from the neighboring blocks of the current block.
  • the motion information of the left neighboring block or the upper neighboring block of the current block can be set as the initial motion information of the current block.
  • motion estimation can be performed using the cost between the first reference block belonging to the search range of the first reference picture and the 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 should be spaced apart from the current block by (Dx, Dy).
  • D can be determined by the ratio of the distance between the current picture and the first reference picture and the distance between the current picture and the second reference picture.
  • the distance between the current picture and the first reference picture i.e., the POC difference
  • the distance between the current picture and the second reference picture i.e., the POC difference
  • 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 can be set to (2x0, 2y0).
  • the first reference block and the second reference block having the optimal cost can be set as the first prediction block and the second prediction block of the current block, respectively. Thereafter, the final prediction block of the current block can be generated through a weighted sum operation of the first prediction block and the second prediction block.
  • the decoder can perform motion estimation in the same manner as the encoder. Accordingly, information indicating whether the unidirectional motion matching method is applied can be explicitly encoded/decoded, while encoding/decoding of motion information such as a motion vector can be omitted. As described above, at least one of the first reference picture index or the second reference picture index can be explicitly encoded/decoded.
  • information indicating whether a unidirectional matching method is applied may be explicitly encoded/decoded, and if the unidirectional matching method is applied, the first motion vector or the second motion vector may be explicitly encoded and signaled. If the first motion vector is 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. If the second motion vector is signaled, the first 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. In this case, the encoder may explicitly encode a smaller one of the first motion vector and the second motion vector.
  • Information indicating whether a one-way matching method is applied may be a 1-bit flag. For example, if the flag is true (e.g., 1), it may indicate that a one-way matching method is applied to the current block. If the flag is false (e.g., 0), it may indicate that a 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 one-way 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.
  • the one-way matching method may be applied when 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 both 0.
  • 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 the unidirectional matching method is applied may be determined based on whether the selected motion information merging candidate or the selected motion vector prediction candidate indicates the unidirectional matching method.
  • the position of each pixel in a picture is specified as an integer.
  • the movement of an object between screens may not be expressed as an integer position.
  • FIG. 13 shows an example in which the motion vector precision is in integer pixel units
  • FIG. 13 shows an example in which the motion vector precision is in 1/2 pixel units and 1/4 pixel units, respectively.
  • the motion vector precision can also be set in smaller units than those shown.
  • the motion vector precision can be set in 1/8 pixel units, 1/16 pixel units, or 1/32 pixel units.
  • a reference block composed of integer position samples can be set as the prediction block of the current block, as in the example illustrated in (a) of Fig. 13.
  • a reference block composed of fractional position samples can be set as a prediction block of the current block.
  • the fractional position samples in the reference block can be generated by interpolating integer position samples.
  • the interpolation filter can have a size of 4 taps or 8 taps.
  • fractional position samples can be generated via linear interpolation using only integer position samples adjacent to the fractional position.
  • Information indicating the motion vector precision of the current block can be encoded and signaled. For example, after assigning a different index to each of a plurality of motion vector precision candidates, the index of the motion vector precision candidate corresponding to the motion vector precision of the current block can be encoded and signaled.
  • the number and/or types of available motion vector candidates can be determined based on at least one of the size of the current block, the shape of the current block, the reference picture, or the motion compensation model.
  • the motion compensation model can include at least one of a translation model, a zooming model, or a rotation model.
  • a motion compensation model in which at least one of a zooming model or a rotation model is combined with a translation model may be referred to as an affine model.
  • An index pointing to one of the available motion vector candidates for the current block may be encoded.
  • the maximum number of bits required to encode the index may be determined.
  • the motion vector By adjusting the precision of the motion vector, the motion vector can be searched more precisely, and thus the prediction accuracy for the current block can be improved.
  • motion vectors expressed in fractional positions can be scaled up to integers and encoded.
  • Compensation for the motion of the object may be performed based on at least one of a translational model for compensating for linear motion of the object (e.g., motion in the horizontal and/or vertical direction), a zooming model for compensating for change in size of the object, and a rotational model for compensating for rotational motion of the object.
  • zooming may represent size enlargement or size reduction.
  • Figure 14 shows an example in which motion compensation based on the translational model and the zooming model is performed for the current block.
  • the current block is assumed to have a size of 4x4, as illustrated in Fig. 12.
  • variable ⁇ represents a size adjustment parameter.
  • the size of the reference block can be derived by multiplying the size of the current block by the variable ⁇ .
  • a sizing parameter ⁇ less than 1 indicates that the reference block is smaller than the current block, and a sizing parameter ⁇ greater than 1 indicates that the reference block is larger than the current block.
  • Figures 14 (a) and (b) show examples when the size adjustment parameter ⁇ is less than 1, and Figure 14 (c) shows examples when the size adjustment parameter ⁇ is greater than 1.
  • the upper left position of the reference block can be specified. Specifically, a position spaced apart by the motion vector from a position corresponding to the upper left sample of the current block in the reference picture can be set as the upper left position of the reference block. Then, according to the size adjustment parameter, a reference block whose width and height are ⁇ times the width and height of the current block, respectively, can be set.
  • the fractional position samples in the reference block can be generated by interpolating the integer position samples.
  • a reference block derived by the motion vector and scale parameters can be set as a prediction block of the current block.
  • information about the sizing parameter ⁇ may be encoded and signaled. Specifically, a different index may be assigned to each of a plurality of sizing parameter candidates, and an index specifying a sizing parameter candidate applied to the current block may be encoded and signaled.
  • the size adjustment parameter of the first searched available neighboring block can be set as the size adjustment parameter of the current block.
  • the neighboring blocks used to derive the size adjustment parameters of the current block may include at least one of an upper neighboring block, a left neighboring block, an upper-left neighboring block, an upper-right neighboring block, or a lower-left neighboring block.
  • Figure 15 shows an example in which motion compensation based on translational models and rotational models is performed for the current block.
  • the current block is assumed to have a size of 4x4, as illustrated in Fig. 12.
  • the position of a temporary block in a reference picture can be specified based on the motion vector of the current block. Specifically, a block position that takes a position spaced apart by the motion vector from the position corresponding to the upper left sample of the current block in the reference picture as the upper left sample can be specified.
  • the temporary block can be rotated, as in the example shown in (b) of Fig. 15.
  • the block at the rotated position is set as a reference block, and the reference block can be set as a prediction block of the current block.
  • Mathematical expression 1 represents the rotation matrix
  • (pos_x, pos_y) represents the position of a sample within a temporary block. That is, (pos_x, pos_y) can be derived by adding a motion vector to the position of a prediction target sample within the current block.
  • the sample value at the (pos_x', pos_y') position in the reference picture can be set as the value of the prediction sample for the position of the prediction target sample. If the (pos_x', pos_y') position is a fractional position, the sample at the corresponding position can be generated by interpolating integer position samples.
  • information indicating the rotation angle ⁇ can be encoded and signaled. For example, after assigning a different index to each of a plurality of rotation angle candidates, the index of the rotation angle candidate corresponding to the rotation angle of the current block can be encoded and signaled.
  • the rotation angle of the current block can be derived based on the rotation angle of the neighboring block.
  • the rotation angle of the neighboring block at a predefined position can be set to the rotation angle of the current block.
  • the rotation angle of the first searched available neighboring block can be set to the rotation angle of the current block.
  • the rotation angle of the neighboring block may be set as the rotation angle candidate.
  • a plurality of neighboring blocks may be sequentially searched to generate a rotation angle candidate list including a plurality of rotation angle candidates.
  • One of the plurality of rotation angle candidates included in the plurality of rotation angle candidate lists may be set as the rotation angle of the current block.
  • an index indicating a candidate having the same rotation angle as the current block among the plurality of rotation angle candidates may be encoded and signaled.
  • the neighboring block used to derive the rotation angle of the current block may include at least one of an upper neighboring block, a left neighboring block, an upper-left neighboring block, an upper-right neighboring block, or a lower-left neighboring block.
  • the motion vector precision for the current block or the number and/or types of motion vector precision candidates available for the current block may be determined differently depending on the motion compensation model.
  • the number and/or type of motion vector precision candidates available for the current block may differ between cases where only a translational model is applied and cases where at least one of a zooming model or a rotational model is applied.
  • the available motion vector precisions or available motion vector precision candidates for each motion compensation model may be pre-stored.
  • information indicating the available motion vector precisions or available motion vector precision candidates for each motion compensation model may be encoded and signaled through the upper header.
  • Motion compensation can be performed on an affine model to which a zooming model and/or a rotation model are added to a translational model by using the motion vector of the control point.
  • the control point may correspond to a corner of the current block.
  • at least one of the motion vector of the upper left corner, the motion vector of the upper right corner, or the motion vector of the lower left corner can be used.
  • control point motion vector the motion vector of a control point.
  • Figures 16 and 17 show examples of generating a prediction block for a current block using control point motion vectors.
  • a prediction block of the current block by additionally utilizing the motion vector of the lower left corner, or by utilizing the motion vector of the lower left corner instead of the upper right corner.
  • Figure 18 shows an example of generating a prediction block for the current block using three control point motion vectors.
  • the number of control point motion vectors can be adaptively determined based on at least one of the size or shape of the current block.
  • (mv Cx , mv Cy ) represents the third control point motion vector (C).
  • motion compensation can be performed for each sample, as in the example illustrated in Fig. 17.
  • a reference sample indicated by the motion vector of the prediction target sample can be set as a prediction sample for the prediction target sample.
  • integer position samples can be interpolated to generate fractional position samples, and the generated fractional position samples can be set as prediction samples for the prediction target sample.
  • the precision of the motion vector for each sample may be different.
  • the motion vector for the first prediction target sample may be derived in units of 1/2 pixels, while the motion vector for the second prediction target sample may be derived in units of 1/4 pixels.
  • the fractional position sample can be generated according to the motion vector precision for each of the prediction target samples.
  • the motion vector of the prediction target sample can be adjusted according to the reference motion vector precision, and then the prediction sample for the prediction target sample can be derived based on the adjusted motion vector. For example, if the reference motion vector precision is 1/2, the motion vector for the second prediction target sample can be adjusted in units of 1/4 pixels.
  • the reference motion vector precision can be determined on a block-by-block basis. Alternatively, the precision of control point motion vectors can be set as the reference motion vector precision. Alternatively, in the encoder and decoder, the reference motion vector precision can be predefined.
  • motion vectors can be derived on a sub-block basis.
  • Figure 19 shows an example in which a motion vector is derived in sub-block units.
  • a sub-block may be predefined in the encoder and decoder.
  • a sub-block may be a square block of size 2x2 or 4x4.
  • the size and/or shape of the sub-block may be adaptively determined based on the size and/or shape of the current block. For example, if the current block is square, the sub-block may also be square. On the other hand, if the current block is non-square, the sub-block may also be non-square.
  • information on at least one of the division method or division shape of the current block may be explicitly encoded and signaled.
  • information on at least one of the size of a sub-block, the shape of a sub-block, the position of a division line dividing the current block, or the number of division lines may be explicitly encoded and signaled.
  • the information may be encoded and signaled on a block-by-block basis, or may be encoded and signaled via an upper header.
  • the size and/or shape of the sub-block may be adaptively determined based on the size and/or shape of the current block. For example, if at least one of the width or height of the current block is greater than the threshold, the size of the sub-block may be set to 8x8. Otherwise, the size of the sub-block may be set to 4x4.
  • encoding of the index may be omitted, and a motion vector prediction candidate having a predefined index in the motion vector prediction list may be set as a prediction value for the initial motion vector.
  • the motion vector prediction candidate having a predefined index may be a motion vector prediction candidate having an index of 0 or a motion vector prediction candidate having the largest index.
  • an index indicating one of the motion information merging candidates included in the motion information merging list may be encoded and signaled.
  • the initial motion vector may be set to be the same as the motion vector of the motion information merging candidate indicated by the index.
  • the initial motion vector may be derived based on a motion information merge candidate having a predefined index in the motion information merge list.
  • the motion information merge candidate having a predefined index may be a motion information merge candidate having an index of 0 or a motion information merge candidate having the largest index.
  • the initial motion vector can be derived using the motion vector of a neighboring block at a predefined position.
  • the neighboring block at the predefined position can be a left neighboring block or an upper neighboring block.
  • the motion vector of a neighboring block at a predefined position can be set as a predicted value of the initial motion vector, and the initial motion vector can be derived by adding a difference value to the predicted value.
  • the motion vector of a neighboring block at a predefined position can be set as the initial motion vector.
  • the initial motion vector can be derived using a template-based motion estimation method (i.e., template matching method) or bilateral matching.
  • the precision of the initial motion vector may be predefined in the encoder and decoder.
  • the precision of the initial motion vector may be fixed in integer pixel units.
  • information indicating the precision of the initial motion vector can be explicitly encoded and signaled.
  • the information can be an index indicating one of a plurality of motion vector precision candidates.
  • the motion vector prediction candidates can be derived based on the motion vector precision of the initial motion vector. That is, after adjusting the motion vector prediction candidate according to the motion vector precision of the initial motion vector, the adjusted initial motion vector prediction candidate can be inserted into the motion vector prediction list.
  • the motion information merge candidates can be derived based on the motion vector precision of the initial motion vector. That is, after adjusting the motion information merge candidate according to the motion vector precision of the initial motion vector, the adjusted initial motion information merge candidate can be inserted into the motion information merge list.
  • the initial motion vector may not be derived from the motion information merge candidate.
  • an index indicating one of the multiple candidates may be encoded and signaled.
  • the initial motion vector may be derived from the candidate having the smallest index or the largest index among the multiple candidates.
  • one of the motion information in the L0 direction and the motion information in the L1 direction can be selected according to a preset priority, and an initial motion vector can be derived from the selected motion information.
  • the priority may be determined based on at least one of the magnitude of the motion vector of the motion merging candidate, the index of the reference picture of the motion merging candidate, or whether the reference picture of the motion merging candidate is identical to the collocated picture.
  • it can be set to always derive the initial motion vector based on the motion information in the L0 direction.
  • motion estimation can be performed according to the precision of the initial motion vector. For example, when the precision of the initial motion vector is in integer pixel units, motion estimation based on template matching can also be performed only at integer positions.
  • motion estimation can be performed according to the precision of the initial motion vector.
  • it can be set to always derive the initial motion vector based on the motion information in the L0 direction.
  • the optimal motion vector precision can be determined by performing RDO (Rate Distortion Optimization) for each combination of amvr_flag and amvr_prec_idx. That is, the combination with the optimal cost can be selected by performing RDO for the following cases.
  • RDO Rate Distortion Optimization
  • the variable amvrshft can be determined according to the value of amvr_prec_idx. For example, when amvr_prec_idx is 1, the variable amvrshift is set to 4. This indicates that the motion vector precision is 1 according to mathematical expression 4.
  • the motion vector difference value MVD can be scaled down and encoded using the variable amvrshift according to the motion vector precision.
  • mathematical expression 5 shows an example in which a scale down operation is performed on the motion vector difference value MVD.
  • MVD_x represents the horizontal component of the motion vector difference
  • MVD_y represents the vertical component of the motion vector difference
  • MVD'_x and MVD'_y represent the results of performing the scale down operation.
  • the encoder can encode motion vector difference and AMVR information with changed precision (S2440).
  • the motion vector difference MVD can be decoded (S2510).
  • a variable amvrshift can be derived for scaling the motion vector difference.
  • a variable amvrshfit can be derived based on amvr_flag and/or amvr_prec_idx.
  • the decoded MVD can be scaled up to obtain a motion vector difference MVD restored to the original precision (S2540).
  • Mathematical expression 6 shows an example in which a scale-up operation is applied to the decoded MVD.
  • MVD' represents the decoded motion vector difference.
  • MVD represents the motion vector difference restored to the original precision, i.e., 1/16, through a scale-up operation.
  • the motion vector MV can be obtained by combining the motion vector difference MVD restored to the original precision and the motion vector prediction MVP.
  • the decoder can derive the motion vector MV by combining the motion vector prediction value MVP and the motion vector differential value MVD.
  • the prediction using the motion information described above is performed using a reconstructed picture decoded before the current picture, i.e., a reference picture.
  • the current block can also be predicted by referring to a previously decoded area in the current picture. That is, the current picture can be used as a reference picture, and the prediction block of the current block can be derived from the previously decoded area in the current picture.
  • This type of prediction method can be called an intra block copy mode.
  • the location of the reference block in the current picture can be indicated by a block vector.
  • the size of the block vector can be restricted to point to a previously decoded area before the current block in the current picture.
  • the block vector of the current block is (x0, y0)
  • the block located at a position (x0, y0) away from the position (x, y) of the current block i.e., (x-x0, y-y0)
  • motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block at a predefined position may be set as the initial motion information.
  • the spatial neighboring block at the predefined position may include at least one of a left neighboring block or an upper neighboring block.
  • a second reference block is selected based on the first motion information of the first reference block (step 2). For example, if the first reference picture index of the first motion information points to the first reference picture and the motion vector of the first motion information (i.e., the first motion vector) is MV_2, a block located at a position spaced apart by MV_2 from the position of the first reference block in the first reference picture can be selected as the second reference block.
  • the reference picture index of the second motion information finally used to derive the third reference block i.e., the index assigned to the third reference picture
  • the sum (i.e., MV_1 + MV_2 + MV_3) of the motion vectors used concatenally to specify the third reference block i.e., the initial motion vector, the first motion vector, and the second motion vector
  • the third reference block i.e., the initial motion vector, the first motion vector, and the second motion vector
  • the chain merge candidate can be derived by searching for motion information in a chain manner until no motion information is available.
  • the reference picture index of the last searched motion information among the searched motion information can be set as the reference picture index of the chain merge candidate, and the motion vectors of the initial motion information and the searched motion information can be set as the motion vector of the chain merge candidate.
  • the sum of the initial motion vector and at least one motion vector searched so far may be compared with a threshold to determine whether to perform an additional search. For example, if the sum of the motion vectors is greater than the threshold, the additional search may not be performed. Meanwhile, the sum of the motion vectors being greater than the threshold may mean that either the x component or the y component of the sum is greater than the threshold, or that both the x component and the y component of the sum are greater than the threshold. Meanwhile, the thresholds for the x component and the y component may be the same, or the thresholds for the x component and the y component may be set individually.
  • the size of the searched reference blocks can be set to be the same as the current block.
  • Whether there is available motion information can be determined based on whether a position indicated by the motion information of the reference block is outside the boundary of a picture, subpicture, tile, or slice. For example, if a position indicated by the motion information of the reference block is outside the boundary of a picture, subpicture, tile, or slice, the motion information of the reference block can be determined to be unavailable.
  • the motion information of the reference block can be determined to be available only if the reference block has motion information in the L0 direction.
  • the motion vector MV_1 of the initial motion information is in the L0 direction
  • the motion vector MV_2 existing in the first reference block is in the L1 direction with respect to the reference block. If the search for deriving the concatenation candidate only in the same direction is set to be performed, the motion vector of the first reference block may not be available as a concatenation candidate.
  • the initial motion vector MV1 is selected as the final motion vector of the concatenation candidate, and the index pointing to the second reference picture can be set as the reference picture index of the concatenation candidate.
  • the reference block has bidirectional motion information, only the motion information in the L0 direction among the bidirectional motion information can be used to derive the concatenation candidate.
  • the motion information of the concatenated merge candidate is set to be the same as the initial motion information. If the initial motion information is derived from a merge candidate in the concatenated motion information merge list, the motion information of the concatenated merge candidate is set to be the same as the merge candidate used to derive the initial motion information. In order to prevent the same merge candidates from being included in the motion information merge list, if the available motion information is not searched in the first step, it may be determined that the available concatenated merge candidate cannot be derived with the initial motion information.
  • the motion information of the next-ranked merge candidate may be set as the initial motion information, and the concatenated merge candidate derivation process may be restarted.
  • the method of deriving the concatenated merge candidate may not be used.
  • chain search can be applied to each of the L0 direction and the L1 direction.
  • motion information in the L0 direction can be searched, and based on the L1 motion information of the initial motion information, motion information in the L1 direction can be searched.
  • motion information existing in the reference block only motion information having the same directionality as the directionality of the initial motion information can be used for chain merging.
  • the L0 reference picture index of the concatenated merge candidate is set to the reference picture index of the last searched L0 motion information, and the L0 motion vector of the concatenated merge candidate can be derived by combining the initial L0 motion vector and the searched L0 motion vectors.
  • the L1 reference picture index of the concatenated merge candidate is set to the reference picture index of the last searched L1 motion information, and the L1 motion vector of the concatenated merge candidate can be derived by combining the initial L1 motion vector and the searched L1 motion vectors.
  • whether available motion information exists can be determined based on whether the reference block indicated by the motion information is encoded/decoded with inter prediction. That is, whether available motion information exists can be determined based on whether motion information is stored in the reference block indicated by the motion information.
  • a reference block specified by motion information is encoded/decoded with inter prediction, it may be determined that there is motion information available for the reference block, and if the reference block is not encoded/decoded with inter prediction, it may be determined that there is no motion information available for the reference block.
  • the motion vector of the concatenated merge candidate can also be derived using the block vector of the reference block.
  • Figure 29 shows an example of deriving chain merging candidates using block vectors.
  • the second reference block in the second reference picture 1 can be specified based on the block vector (BV_1) of the reference block 1.
  • motion information or block vector available in the second reference block it can be determined whether to additionally utilize motion information or block vector of the second reference block when deriving a concatenated merge candidate.
  • motion information (MV2, the third reference picture) in the second reference block is additionally searched.
  • the motion vector of the concatenation candidate can be derived as the sum of the initial motion vector, the searched motion vector, and the searched block vector.
  • the motion vector of the concatenation candidate can be derived by adding the motion vector MV_1 of the initial motion information, the block vector BV_1 of the first reference block, and the motion vector MV_2 of the second reference block.
  • the reference picture index of the concatenated merge candidate can be derived by the motion information of the last searched reference block.
  • the reference picture index of the concatenated merge candidate can be set to the index of the third reference picture according to the motion information of the second reference block.
  • the reference picture index of the concatenated merge candidate may be set to point to the reference picture to which the last searched reference block belongs.
  • the movement information of the reference block may be stored at a predefined location within the reference block.
  • Figure 30 shows the location from which the motion information of the reference block is derived.
  • the motion information of the reference block can be derived from a predefined position within the reference block.
  • the predefined position can be at least one of the upper left position (LT), the upper right position (RT), the lower left position (LB), the lower right position (RB), or the center position (C0), as in the example illustrated in FIG. 30.
  • the motion information of the reference block can be derived from the collocated blocks of the reference block.
  • the predefined positions within the reference block can be scanned sequentially, and the first available motion information found can be set as the motion information of the reference block.
  • the chain merge candidate can be derived based on the corrected initial motion vector.
  • the location indicated by the initial motion information can be set as the search area, and then the location with the smallest cost compared to the template around the current block in the search area can be determined. After that, the initial motion vector of the current block can be updated to the corrected motion vector to point to the location with the smallest cost.
  • Whether to correct the initial motion vector can be determined based on whether there is motion information available at the position indicated by the initial motion vector. For example, if there is no motion information available at the first position indicated by the initial motion information, the initial motion vector can be corrected and a chain merge candidate can be derived based on the corrected initial motion vector.
  • the motion vector of the reference block may be corrected and used to derive a concatenation candidate. For example, if the first motion information of the first reference block points to the second reference position in the third reference picture, a search area may be set centered on the second reference position. Thereafter, the first motion vector may be corrected to the position with the lowest cost in relation to the first reference block in the search area, and the corrected first motion vector may be used to derive a concatenation candidate.
  • the second motion information of the second reference block can also be used to derive a concatenation candidate.
  • a compensation process can also be performed for the second motion vector of the second reference block.
  • Whether to compensate for the Nth motion information of the Nth reference block can also be determined based on whether there is motion information available for the (N+1)th reference block indicated by the Nth motion information. For example, if there is no motion information available for the second reference block indicated by the first motion information, the first motion information (specifically, the first motion vector) can be compensated, and a concatenation candidate can be derived based on the compensated first motion information. On the other hand, if there is motion information available for the second reference block indicated by the first motion information, the concatenation candidate can be derived without compensating the first motion information.
  • the correction of motion vectors may be performed only on at least one of the initial motion vectors or the most recently searched motion vectors.
  • the correction of the motion vector may be performed only for at least one of the initial motion vector or the first motion vector of the first reference block searched by the initial motion information.
  • the correction of the motion vector can be performed only on the initial motion vector and N motion vectors searched thereafter.
  • N is a value predefined in the encoder and decoder, and can have a value such as 0, 1, 2, or 3.
  • the first motion information is derived through the first search based on the initial motion information
  • the second motion information is derived through the second search based on the first motion information.
  • the search may be stopped when the number of searches reaches a threshold.
  • a motion vector summation candidate may be derived based on the initial motion information and the first motion information derived through the first search based on the initial motion information. That is, the reference picture index of the motion vector summation candidate is set to be the same as the reference picture index of the first motion information, and the motion vector of the motion vector summation candidate may be derived by summing the initial motion vector and the first motion vector of the first motion information.
  • the motion vector summation candidate can be derived based on the initial motion information, the first motion information derived through the first search based on the initial motion information, and the second motion information derived through the second search based on the first motion information. That is, the reference picture index of the motion vector summation candidate is set to be the same as the reference picture index of the second motion information, and the motion vector of the motion vector summation candidate can be derived by summing the initial motion vector, the first motion vector of the first motion information, and the second motion vector of the second motion information.
  • the threshold may be predefined in the encoder and decoder.
  • information indicating the threshold value may be encoded and signaled via the bitstream.
  • information indicating the threshold value may be encoded/decoded via at least one of a picture header, a slice header, or a sequence parameter set.
  • the threshold may be adaptively determined based on at least one of the size/shape of the current block, or the number of reference pictures in the reference picture list. For example, if the initial motion information has an L0 direction, the threshold may be determined based on the number of reference pictures in an active state in the L0 reference picture list. Or, if the initial motion information has an L1 direction, the threshold may be determined based on the number of reference pictures in an active state in the L1 reference picture list.
  • multiple chain merging candidates can be derived based on the multiple motion information. For example, when N motion information is searched based on the initial motion information, up to N chain merging candidates can be derived based on the N motion information.
  • a first chain merging candidate can be derived based on the initial motion information and N pieces of motion information
  • a second chain merging candidate can be derived based on (N-1) pieces of motion information excluding the initial motion information and the last searched motion information.
  • the Nth chain merging candidate can be derived based on the initial motion information and the first searched motion information.
  • the second concatenated merge candidate can be derived based on the initial motion information and the motion information of the first reference block, excluding the motion information of the second reference block searched last. That is, the reference picture index of the second concatenated merge candidate is set to be the same as the reference picture index of the first reference block, and the motion vector of the second concatenated merge candidate can be derived by adding the motion vector of the initial motion information and the motion vector of the first reference block.
  • the cost of a chain merge candidate can be the Sum of Absolute Difference (SAD) between a template adjacent to the current block and a template adjacent to the reference block pointed to by the chain merge candidate (i.e., the most recently explored reference block).
  • SAD Sum of Absolute Difference
  • the insertion order of the chain merge candidates can be determined by considering the cost of each of the chain merge candidates. That is, even if the chain merge candidate with the smallest cost is added to the motion information merge list, if the number of motion information merge candidates included in the motion information merge list does not reach the threshold, the next-order chain merge candidate can be added to the motion information merge list.
  • a chain merge candidate with a small cost can be added to the motion information merge list first, and a chain merge candidate with a large cost can be added to the motion information merge list later.
  • the motion information of the reference block indicated by the initial motion information can be used to derive a new merge candidate.
  • the chain motion vector prediction candidate can be the same as deriving the motion vector of the chain merge candidate. If at least one motion information is searched based on the initial motion information, the motion vector of the initial motion information and the motion vector of the searched motion information can be combined to derive the chain motion vector prediction candidate.
  • the chain motion vector prediction candidate can be derived by scaling the summed motion vector.
  • Mathematical expression 7 shows an example of scaling the summed motion vector.
  • a represents the distance between the current picture and the reference picture of the current block.
  • b represents the distance between the current picture and the reference picture indicated by the most recently searched motion information.
  • scaling can be performed relative to a reference picture specified by the most recently searched motion information or a reference picture specified by the initial motion information.
  • the initial motion information can be derived from a motion vector prediction candidate in the motion vector prediction list. That is, the motion vector prediction candidate with the smallest index in the motion vector prediction list is set as the motion vector of the initial motion information, and the reference picture index of the initial motion information can be set to be the same as the reference picture index of the current block.
  • the motion information of a spatial neighboring block or the motion information of a temporal neighboring block at a predefined location can be set as the initial motion information.
  • the method for deriving chain merge candidates of Fig. 27 can also be applied when constructing a block vector candidate list under merge mode or prediction mode.
  • a concatenated block vector candidate derived by combining the initial block vector and at least one searched block vector can be inserted into the block vector candidate list.
  • a concatenated block vector candidate can be added to a block vector candidate list after inserting at least one of a block vector candidate derived from a spatial neighboring block of a current block, a block vector candidate derived from a temporal neighboring block, a block vector candidate derived from a history-based block vector buffer, or a pair-wise block vector candidate into the block vector candidate list.
  • the initial block vector may be one of the block vector candidates included in the block vector candidate list.
  • the block vector candidate with the smallest index among the block vector candidates may be set as the initial block vector.
  • the initial block vector can be derived from the spatial neighboring block or the temporal neighboring block of the current block. For example, if a block vector exists in the left neighboring block or the upper neighboring block of the current block, the block vector of that block can be set as the initial block vector.
  • Figure 31 shows an example of deriving a chain block vector candidate.
  • motion information of reference blocks belonging to reference pictures different from the current picture is used.
  • the first reference block in the current picture can be specified based on the initial block vector.
  • the second reference block in the current picture can be determined based on the first block vector (i.e., BV_2) of the first reference block. Specifically, a block located at a position spaced apart from the first reference block by the first block vector (i.e., BV_2) can be set as the second reference block.
  • the above chain search process can be performed repeatedly until there is no block vector available for the searched reference block. For example, in the example illustrated in Fig. 31, if there is no block vector available for the third reference block indicated by the second block vector of the second reference block (i.e., BV_3), the search can be terminated and a chain block vector candidate can be derived.
  • the concatenated block vector candidate can be derived by combining the initial block vector (BV_1), the first block vector (i.e., BV_2), and the second block vector (i.e., BV_3).
  • the block vector of the reference block can be derived from a predefined location within the reference block.
  • a block vector candidate of the reference block can be derived from among the locations illustrated in FIG. 30.
  • the search may be stopped when the number of searches reaches a threshold.
  • correction may also be performed on at least one of the initial motion vector or the motion vector of the reference block.
  • a plurality of chain block vector candidates may be derived based on the plurality of block vectors. For example, when N block vectors are searched based on an initial block vector, at most N chain block vector candidates can be derived based on the N block vectors.
  • the first block vector candidate can be set as the sum of the initial block vector, the first block vector, and the second block vector.
  • the second block vector candidate can be set as the sum of the initial block vector and the first block vector, excluding the second block vector searched last.
  • the cost (specifically, the template matching cost) of each of the chain block vector candidates can be derived. Thereafter, the M chain block vector candidates with the highest cost can be inserted into the block vector candidate list.
  • the insertion order of the concatenated block vector candidates can be determined by considering the cost of each of the concatenated block vector candidates.
  • the block vector of the current block can be restricted to point inside the BV region. Accordingly, if the sum of the initial block vector and the searched block vectors points to a location outside the BV region, it is possible to derive a chain block vector candidate, excluding the last searched block vector among the searched block vectors.
  • the embodiments described focusing on the construction of a motion information merge list can also be used to construct a motion vector prediction list or a block vector candidate list.
  • a list for deriving motion information of the current block such as a motion information merge list or a motion vector prediction list
  • a candidate e.g., a motion information merge candidate or a motion vector prediction candidate included in the inter prediction list may be called an inter prediction candidate.
  • the final predicted block of the current block can also be obtained based on a weighted sum operation of the serially searched first reference block, second reference block, and third reference block.
  • the weight assigned to each reference block can be determined according to the ratio of the distance between the current picture and the reference picture to which each reference block belongs (i.e., POC difference).
  • earlier explored reference blocks may be assigned higher weights than later explored reference blocks.
  • each of the components (e.g., units, modules, etc.) constituting the block diagram in the above-described disclosure may be implemented as a hardware device or software, or a plurality of components may be combined to be implemented as a single hardware device or software.
  • the hardware device may include at least one of a processor for performing a calculation, a memory for storing data, a transmitter for transmitting data, and a receiver for receiving data.
  • the above-described disclosure may be implemented in the form of program commands that can be executed through various computer components and recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program commands, data files, data structures, etc., singly or in combination.
  • a computer-readable recording medium storing a bitstream generated by the above-described encoding method.
  • the bitstream can be transmitted by an encoding device, and a decoding device can receive the bitstream and decode an image.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROMs, RAMs, flash memories, and the like.
  • the hardware devices may be configured to operate as one or more software modules to perform processing according to the present disclosure, and vice versa.
  • the present disclosure may be applied to a computing or electronic device capable of encoding/decoding a video signal.

Landscapes

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

Abstract

본 개시에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록의 인터 예측 리스트를 구성하는 단계; 상기 인터 예측 리스트로부터, 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 유도하는 단계; 및 상기 움직임 벡터를 기반으로, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 인터 예측 리스트에는, 상기 현재 블록의 초기 움직임 정보 및 상기 초기 움직임 정보를 기반으로 연쇄적으로 탐색된 적어도 하나의 움직임 정보를 기반으로 유도된 연쇄 인터 예측 후보가 삽입될 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법 및 비트스트림을 저장하는 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, 인터 예측 또는 인트라 블록 카피를 위한 후보 리스트를 구성하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는, 초기 움직임 정보를 기반으로, 연쇄적으로 탐색되는 움직임 정보를 기반으로, 새로운 후보를 유도하는 방법 및 이를 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 블록의 인터 예측 리스트를 구성하는 단계; 상기 인터 예측 리스트로부터, 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 유도하는 단계; 및 상기 움직임 벡터를 기반으로, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 인터 예측 리스트에는, 상기 현재 블록의 초기 움직임 정보 및 상기 초기 움직임 정보를 기반으로 연쇄적으로 탐색된 적어도 하나의 움직임 정보를 기반으로 유도된 연쇄 인터 예측 후보가 삽입될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록의 인터 예측 리스트를 구성하는 단계; 상기 인터 예측 리스트로부터, 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 유도하는 단계; 및 상기 움직임 벡터를 기반으로, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 인터 예측 리스트에는, 상기 현재 블록의 초기 움직임 정보 및 상기 초기 움직임 정보를 기반으로 연쇄적으로 탐색된 적어도 하나의 움직임 정보를 기반으로 유도된 연쇄 인터 예측 후보가 삽입될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 있어서, 상기 초기 움직임 정보는, 상기 인터 예측 리스트 내 인덱스가 가장 작은 인터 예측 후보로부터 유도된 것일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 있어서, 상기 초기 움직임 정보는, 상기 현재 블록의 기 정의된 위치의 공간적 이웃 블록 또는 시간적 이웃 블록으로부터 유도된 것일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 있어서, 상기 초기 움직임 정보를 기반으로 적어도 하나의 움직임 정보가 탐색된 경우, 상기 연쇄 인터 예측 후보의 참조 픽처 인덱스는, 가장 마지막으로 탐색된 움직임 정보의 참조 픽처 인덱스로 설정되고, 상기 연쇄 인터 예측 후보의 움직임 벡터는, 초기 움직임 정보 및 탐색된 움직임 정보 각각의 움직임 벡터를 합하여 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 있어서, 상기 연쇄 인터 예측 후보를 유도하기 위한 움직임 정보의 탐색은, 마지막으로 탐색된 움직임 정보에 의해 특정되는 참조 블록에 이용 가능한 움직임 정보가 존재하지 않을 때까지 반복적으로 수행될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 있어서, 상기 참조 블록의 움직임 정보는, 상기 참조 블록 내 기 정의된 위치로부터 획득될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 있어서, 상기 연쇄 인터 예측 후보를 유도하기 위한 움직임 정보의 탐색은, 탐색 횟수가 문턱값에 다다를 때까지 반복적으로 수행될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 있어서, 상기 초기 움직임 정보 또는 탐색된 움직임 정보에 의해 지시된 참조 블록에 이용 가능한 블록 벡터가 존재하는 경우, 상기 연쇄 인터 예측 후보 유도시, 상기 블록 벡터가 추가 이용될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 있어서, 상기 초기 움직임 정보를 기반으로, 복수개의 움직임 정보가 탐색된 경우, 상기 복수개의 움직임 정보에 기반하여, 복수개의 연쇄 인터 예측 후보가 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 있어서, 상기 복수개의 연쇄 인터 예측 후보 중 제1 연쇄 인터 예측 후보는, 상기 복수개의 움직임 정보를 이용하여 유도되고, 상기 복수개의 연쇄 인터 예측 후보 중 제2 인터 예측 후보는, 상기 복수개의 움직임 정보 중 마지막 움직임 정보를 제외하여 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 있어서, 상기 초기 움직임 정보를 기반으로, 복수개의 움직임 정보가 탐색된 경우, 상기 연쇄 인터 예측 후보의 움직임 벡터는, 초기 움직임 정보 및 복수개의 움직임 정보 각각의 움직임 벡터를 합산한 것을 스케일링하여 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 있어서, 상기 스케일링은, 상기 현재 픽처와 상기 현재 블록의 참조 픽처 간의 거리 및 상기 현재 픽처와 마지막으로 탐색된 움직임 정보가 지시하는 참조 픽처 간의 거리를 기반으로 수행될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 있어서, 상기 인터 예측 리스트는, 움직임 정보 병합 리스트 또는 움직임 벡터 예측 리스트일 수 있다.
본 개시에 의하면, 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 제공될 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, 인터 예측 또는 인트라 블록 카피를 위한 개선된 후보 리스트를 구성하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공함으로써, 예측 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 개시에 의하면, 초기 움직임 정보를 기반으로, 연쇄적으로 탐색되는 움직임 정보를 기반으로, 새로운 후보를 유도하는 방법을 제공함으로써, 예측 정확도를 향상시킬 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 개시의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 부호화기 및 복호화기에서 인터 예측을 수행하는 과정을 도식화한 도면이다.
도 4는 움직임 추정이 수행되는 예를 나타낸다.
도 5 및 도 6은, 움직임 추정을 통해 생성된 움직임 정보를 기초로, 현재 블록의 예측 블록이 생성되는 예를 나타낸 것이다.
도 7은 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위해 참조되는 위치를 나타낸다.
도 8은 템플릿 기반 움직임 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 템플릿의 구성 예들을 나타낸다.
도 10은 쌍방 매칭 방법을 기반의 움직임 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 단방향 매칭 방법 기반의 움직임 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13은 움직임 벡터의 정밀도에 따라 예측 블록이 생성되는 예를 도시한 것이다.
도 14는 현재 블록에 대해, 병진 모델 및 주밍 모델에 기반한 움직임 보상이 수행되는 예를 나타낸 것이다.
도 15는 현재 블록에 대해, 병진 모델 및 회전 모델에 기반한 움직임 보상이 수행되는 예를 나타낸 것이다.
도 16 및 도 17은 컨트롤 포인트 움직임 벡터들을 이용하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예를 나타낸다.
도 18은 3개의 컨트롤 포인트 움직임 벡터들을 이용하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예를 나타낸다.
도 19는 서브 블록 단위로 움직임 벡터가 유도되는 예를 나타낸 것이다.
도 20 및 도 21은 SbTMVP가 적용되는 경우, 현재 블록 내 서브 블록 단위로 움직임 벡터가 유도되는 예를 나타낸 것이다.
도 22 및 도 23은 움직임 벡터 정밀도에 따라 예측 블록이 유도되는 예를 나타낸 도면이다.
도 24 및 도 25는 각각 AMVR 방식이 적용되는 경우, 움직임 벡터 차분값을 부호화하는 과정 및 복호화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 BV 영역의 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 27은 본 개시의 일 실시예에 따른, 움직임 정보 병합 리스트 구성 방법의 흐름도이다.
도 28은 연쇄 병합 후보를 유도하는 예를 나타낸 것이다.
도 29는 블록 벡터를 이용하여 연쇄 병합 후보를 유도하는 예를 나타낸 것이다.
도 30은 참조 블록의 움직임 정보가 유도되는 위치를 나타낸 것이다.
도 31은 연쇄 블록 벡터 후보를 유도하는 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. 또는, 변환 단위의 크기가 작은 경우, 복수의 변환 단위들을 하나의 예측 단위로 설정할 수도 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, 참조 샘플 라인, 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. 한편, 수평 방향 및 수직 방향을 분리하여, 변환이 수행될 수 있다.
수평 방향 및 수직 방향에 대한 변환을 수행한 이후, 2차 변환을 수행할 수 있다. 2차 변환은, 수평 방향 및 수직 방향이 분리되지 않은 형태일 수 있다. 1차 변환에 의해 획득된 변환 계수들에 대해 2차 변환을 수행하여, 최종 변환 계수들을 생성할 수 있다. 한편, 2차 변환에 의해 출력되는 최종 변환 계수들의 개수는, 2차 변환을 위해 입력되는 변환 계수들의 개수 보다 작을 수도 있다. 구체적으로, 열 및 행의 개수가 상이한, 축소된 변환 매트릭스를 이용하여 2차 변환을 수행할 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 변환의 역변환을 수행할 수 있다. 즉, 2차 변환의 역변환(2차 역변환) 또는, DCT, DST, 및 KLT에 대한 역변환(즉, 1차 역변환) 중 적어도 하나를 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 2차 역변환을 위한 변환 매트릭스 또는 1차 역변환을 위한 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)을 결정할 수 있다. 또는, 변환 매트릭스 또는 변환 기법을 결정하기 위한 정보가 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수도 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.
도 3은 부호화기 및 복호화기에서 인터 예측을 수행하는 과정을 도식화한 도면이다.
도 3에 도시된 예에서와 같이, 인터 예측을 수행하기 위해, 현재 블록에 대한 움직임 정보를 획득할 수 있다(S310). 여기서, 움직임 정보는, 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스 또는 예측 블록에 적용되는 가중치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 현재 블록에 대해, L0 방향 또는 L1 방향 중 적어도 하나에 대한 움직임 정보가 획득될 수 있다.
부호화기에서는, 움직임 추정을 통해 현재 블록의 움직임 정보를 유도하고, 유도된 움직임 정보를 부호화하여 복호화기로 시그날링할 수 있다. 한편, 움직임 정보의 부호화/복호화는, 후술되는, 움직임 정보 병합 모드, 움직임 벡터 예측 모드, 템플릿에 기반한 움직임 추정 방법 또는 쌍방 매칭 방법에 기초할 수 있다.
복호화기에서는, 부호화기로부터 전달된 정보를 기반으로, 현재 블록의 움직임 정보를 유도할 수 있다.
또는, 복호화기에서 부호화기에서와 동일한 방법으로, 현재 블록의 움직임 정보를 유도할 수도 있다. 이와 같은 방법을, 디코더측 움직임 추정이라 호칭할 수 있다.
현재 블록의 움직임 정보가 유도되면, 유도된 움직임 정보를 기반으로, 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득할 수 있다(S320). 일 예로, 참조 픽처 내 현재 블록의 위치로부터, 움직임 벡터 만큼 이격된 참조 블록을, 현재 블록의 예측 블록으로 설정할 수 있다.
이하, 인터 예측을 수해아는 과정에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
현재 블록의 움직임 정보는, 움직임 추정(Motion Estimation)을 통해 생성될 수 있다.
도 4는 움직임 추정이 수행되는 예를 나타낸다.
도 4에서, 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 4에서는, 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. 절대값 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 5 및 도 6은, 움직임 추정을 통해 생성된 움직임 정보를 기초로, 현재 블록의 예측 블록이 생성되는 예를 나타낸 것이다.
도 5는 단방향(즉, L0 방향) 예측으로 예측 블록을 생성하는 예를 나타낸 것이고, 도 6은 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 4 내지 도 6에 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 7은 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 정보(예컨대, 콜로케이티드 픽처 인덱스)가 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 7의 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 8은 템플릿 기반 움직임 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서는, 탐색 범위 내 현재 블록과 참조 블록 간의 비용을 기반으로, 현재 블록의 예측 블록을 결정하는 것으로 설명하였다. 본 실시예에 따르면, 도 4와 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 9는 템플릿의 구성 예들을 나타낸다.
도 9에 도시된 예들 중 하나를 따라, 현재 템플릿이 구성될 수 있다.
또는, 도 9에 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.
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 10는 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 10에 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.
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 11은 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 11에서는, 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 11에서는, 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 11의 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.
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.
움직임 벡터의 정밀도를 조절하여, 오브젝트의 화면 간 움직임을 탐색할 수도 있다. 구체적으로, 픽처 내 픽셀들 각각의 위치는 정수로 특정된다. 반면, 오브젝트의 화면 간 움직임은 정수 위치로 표현되지 않을 수 있다.
이를 고려하여, 참조 픽처에 대해 보간을 수행하여, 분수 화소 단위로 움직임 벡터를 탐색할 수 있다.
도 12 및 도 13은 움직임 벡터의 정밀도에 따라 예측 블록이 생성되는 예를 도시한 것이다.
도 12는, 현재 픽처 내 현재 블록의 위치를 나타낸 것이고, 도 13은, 움직임 벡터에 따라, 예측 블록이 획득되는 예를 도시한 것이다.
구체적으로, 도 13의 (a)는, 움직임 벡터 정밀도가 정수 화소 단위인 경우의 예를 나타내고, 도 13의 (b) 및 (c)는, 각각, 움직임 벡터 정밀도가 1/2 화소 단위 및 1/4 화소 단위인 경우의 예를 나타낸다.
도시된 것보다, 더 작은 단위로, 움직임 벡터 정밀도를 설정할 수도 있다. 일 예로, 움직임 벡터 정밀도는 1/8 화소 단위, 1/16 화소 단위 또는 1/32 화소 단위로 설정될 수 있다.
현재 블록의 움직임 벡터가 정수 단위로 표현되는 경우, 도 13의 (a) 도시된 예에서와 같이, 정수 위치 샘플들로 구성된 참조 블록을, 현재 블록의 예측 블록으로 설정할 수 있다.
반면, 현재 블록의 움직임 벡터가 분수 단위로 표현되는 경우, 도 13의 (b) 및 (c)에 도시된 예에서와 같이, 분수 위치 샘플들로 구성된 참조 블록을, 현재 블록의 예측 블록으로 설정할 수 있다. 이때, 참조 블록 내 분수 위치 샘플은, 정수 위치 샘플들을 보간하여 생성될 수 있다. 보간 필터는, 4탭 또는 8탭의 크기를 가질 수 있다.
다른 예로, 복잡도 감소를 위해, 분수 위치에 인접하는 정수 위치 샘플들만을 이용하는 선형 보간을 통해, 분수 위치 샘플을 생성할 수도 있다.
현재 블록의 움직임 벡터 정밀도를 지시하는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 일 예로, 복수의 움직임 벡터 정밀도 후보들 각각에 상이한 인덱스를 할당한 뒤, 현재 블록의 움직임 벡터 정밀도에 해당하는 움직임 벡터 정밀도 후보의 인덱스를 부호화하여 시그날링할 수 있다.
이때, 이용 가능한 움직임 벡터 후보들의 개수 및/또는 종류는, 현재 블록의 크기, 현재 블록의 형태, 참조 픽처 또는 움직임 보상 모델 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서, 움직임 보상 모델은, 병진(translation) 모델, 주밍 모델 또는 회전 모델 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 병진 모델에, 주밍 모델 또는 회전 모델 중 적어도 하나가 결합된 움직임 보상 모델을 어파인(Affine) 모델이라 호칭할 수도 있다.
현재 블록에 대해 이용 가능한 움직임 벡터 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스가 부호화될 수 있다. 현재 블록에 대해 이용 가능한 움직임 벡터 후보들의 개수에 따라, 인덱스를 부호화하는데 필요한 최대 비트수가 결정될 수 있다.
움직임 벡터의 정밀도를 조절함으로써, 더욱 정밀하게 움직임 벡터를 탐색할 수 있고, 이에 따라, 현재 블록에 대한 예측 정확도를 향상시킬 수 있다.
한편, 분수 위치로 표현된 움직임 벡터는, 정수로 스케일 업되어 부호화될 수 있다.
오브젝트의 움직임에 대한 보상은, 오브젝트의 선형 움직임(예컨대, 수평 및/또는 수직 방향으로의 움직임)을 보상하기 위한 병진 모델, 오브젝트의 크기 변경을 보상하는 주밍(Zooming) 모델 및 오브젝트의 회전 움직임을 보상하는 회전 모델 중 적어도 하나에 기반하여 수행될 수 있다. 여기서, 주밍은, 크기 확대 또는 크기 축소를 나타낼 수 있다.
도 14는 현재 블록에 대해, 병진 모델 및 주밍 모델에 기반한 움직임 보상이 수행되는 예를 나타낸 것이다.
설명의 편의를 위해, 현재 블록은, 도 12에 도시된 것과 같이, 4x4 크기를 갖는 것으로 가정한다.
도 14에서, 변수 α는 크기 조절 파라미터를 나타낸다. 참조 블록의 크기는, 현재 블록의 크기에 변수 α를 곱하여 유도될 수 있다.
크기 조절 파라미터 α가 1보다 작은 것은, 참조 블록이 현재 블록보다 작음을 나타내고, 크기 조절 파라미터 α가 1보다 큰 것은, 참조 블록이 현재 블록보다 큼을 나타낸다.
도 14의 (a) 및 (b)는, 크기 조절 파라미터 α가 1보다 작은 경우의 예를 나타낸 것이고, 도 14의 (c)는, 크기 조절 파라미터 α가 1보다 큰 경우의 예를 나타낸 것이다.
현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로, 참조 블록의 좌상단 위치를 특정할 수 있다. 구체적으로, 참조 픽처 내 현재 블록의 좌상단 샘플에 대응하는 위치로부터, 움직임 벡터 만큼 이격된 위치를 참조 블록의 좌상단 위치로 설정할 수 있다. 이후, 크기 조절 파라미터에 따라, 너비 및 높이가 각각 현재 블록의 너비 및 높이의 α배인 참조 블록을 설정할 수 있다. 참조 블록 내 분수 위치 샘플은, 정수 위치 샘플들을 보간하여 생성될 수 있다.
움직임 벡터 및 크기 조절 파라미터에 의해 유도된 참조 블록은, 현재 블록의 예측 블록으로 설정될 수 있다.
한편, 크기 조절 파라미터 α에 대한 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 구체적으로, 복수의 크기 조절 파라미터 후보들 각각에 상이한 인덱스가 할당되고, 현재 블록에 적용되는 크기 조절 파라미터 후보를 특정하는 인덱스가 부호화되어 시그날링될 수 있다.
또는, 이웃 블록의 크기 조절 파라미터에 기초하여, 현재 블록의 크기 조절 파라미터를 유도할 수도 있다. 일 예로, 기 정의된 위치의 이웃 블록의 크기 조절 파라미터를, 현재 블록의 크기 조절 파라미터로 설정할 수 있다.
또는, 복수개의 이웃 블록들을 순차적으로 탐색하였을 때, 첫번째로 탐색된 가용한 이웃 블록의 크기 조절 파라미터를, 현재 블록의 크기 조절 파라미터로 설정할 수 있다.
또는, 이웃 블록의 크기 조절 파라미터를 크기 조절 파라미터 후보로 설정할 수 있다. 이 경우, 복수개의 이웃 블록들을 순차적으로 탐색하여, 복수개의 크기 조절 파라미터 후보들을 포함하는 크기 조절 파라미터 후보 리스트를 생성할 수 있다. 복수개의 크기 조절 파라미터 후보 리스트에 포함된 복수개의 크기 조절 파라미터 후보들 중 하나를 현재 블록의 크기 조절 파라미터로 설정할 수 있다. 이 경우, 복수개의 크기 조절 파라미터 후보들 중 현재 블록의 크기 조절 파라미터와 동일한 후보를 지시하는 인덱스가 부호화되어 시그날링될 수 있다.
한편, 현재 블록의 크기 조절 파라미터를 유도하는데 이용되는 이웃 블록은, 상단 이웃 블록, 좌측 이웃 블록, 좌상단 이웃 블록, 우상단 이웃 블록 또는 좌하단 이웃 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 15는 현재 블록에 대해, 병진 모델 및 회전 모델에 기반한 움직임 보상이 수행되는 예를 나타낸 것이다.
설명의 편의를 위해, 현재 블록은, 도 12에 도시된 것과 같이, 4x4 크기를 갖는 것으로 가정한다.
먼저, 도 15의 (a)에 도시된 에에서와 같이, 현재 블록의 움직임 벡터를 기초로, 참조 픽처 내 임시 블록의 위치를 특정할 수 있다. 구체적으로, 참조 픽처 내 현재 블록의 좌상단 샘플에 대응하는 위치로부터, 움직임 벡터 만큼 이격된 위치를 좌상단 샘플로 삼는 블록 위치를 특정할 수 있다.
이후, 도 15의 (b)에 도시된 예에서와 같이, 임시 블록을 회전할 수 있다. 회전된 위치의 블록은 참조 블록으로 설정되고, 참조 블록은, 현재 블록의 예측 블록으로 설정될 수 있다.
한편, 움직임 벡터에 의해 특정된 임시 블록을 회전함에 있어서, 회전 행렬이 이용될 수 있다. 즉, 현재 블록에 대한 예측 샘플은, 임시 블록 내 샘플 위치에 회전 행렬을 적용함으로써 획득된 위치의 샘플로 설정될 수 있다.
수학식 1은 회전 행렬을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2025000247-appb-img-000001
상기 수학식 1에서, (pos_x, pos_y)는, 임시 블록 내 샘플의 위치를 나타낸다. 즉, (pos_x, pos_y)는, 현재 블록 내 예측 대상 샘플의 위치에 움직임 벡터를 더하여 유도될 수 있다.
(pos_x', pos_y')은, 임시 블록 내 샘플의 위치로부터 회전된 위치를 나타내고, θ는 회전 각도를 의미한다.
참조 픽처 내 (pos_x', pos_y') 위치의 샘플 값이, 예측 대상 샘플의 위치에 대한 예측 샘플의 값으로 설정될 수 있다. (pos_x', pos_y') 위치가 분수 위치인 경우, 정수 위치 샘플들을 보간하여, 해당 위치의 샘플이 생성될 수 있다.
한편, 회전 각도 θ를 나타내는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 일 예로, 복수의 회전 각도 후보들 각각에 상이한 인덱스를 할당한 뒤, 현재 블록의 회전 각도에 해당하는 회전 각도 후보의 인덱스를 부호화하여 시그날링할 수 있다.
또는, 이웃 블록의 회전 각도에 기초하여, 현재 블록의 회전 각도를 유도할 수도 있다. 일 예로, 기 정의된 위치의 이웃 블록의 회전 각도를, 현재 블록의 회전 각도로 설정할 수 있다.
또는, 복수개의 이웃 블록들을 순차적으로 탐색하였을 때, 첫번째로 탐색된 가용한 이웃 블록의 회전 각도를, 현재 블록의 회전 각도로 설정할 수 있다.
또는, 이웃 블록의 회전 각도를 회전 각도 후보로 설정할 수 있다. 이 경우, 복수개의 이웃 블록들을 순차적으로 탐색하여, 복수개의 회전 각도 후보들을 포함하는 회전 각도 후보 리스트를 생성할 수 있다. 복수개의 회전 각도 후보 리스트에 포함된 복수개의 회전 각도 후보들 중 하나를 현재 블록의 회전 각도로 설정할 수 있다. 이 경우, 복수개의 회전 각도 후보들 중 현재 블록의 회전 각도와 동일한 후보를 지시하는 인덱스가 부호화되어 시그날링될 수 있다.
한편, 현재 블록의 회전 각도를 유도하는데 이용되는 이웃 블록은, 상단 이웃 블록, 좌측 이웃 블록, 좌상단 이웃 블록, 우상단 이웃 블록 또는 좌하단 이웃 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 병진 모델, 주밍 모델 및 회전 모델을 동시에 적용하여, 현재 블록에 대한 움직임 보상을 수행할 수도 있다.
한편, 현재 블록에 대한 움직임 벡터 정밀도 또는 현재 블록에 이용 가능한 움직임 벡터 정밀도 후보의 개수 및/또는 종류는, 움직임 보상 모델에 따라 상이하게 결정될 수 있다.
일 예로, 현재 블록에 이용 가능한 움직임 벡터 정밀도 후보의 개수 및/또는 종류는, 병진 모델만이 적용되는 경우와 주밍 모델 또는 회전 모델 중 적어도 하나가 적용되는 경우 사이에 있어서, 상이할 수 있다.
구체적 예로, 현재 블록에 병진 모델이 적용되는 경우, 1/4 화소 단위 이상의 후보들이 현재 블록에 이용 가능할 수 있다. 반면, 현재 블록에 병진 모델과 함께 주밍 모델 또는 회전 모델 중 적어도 하나가 추가 적용되는 경우, 1/16 화소 단위 이상의 후보들이 현재 블록에 대해 이용 가능할 수 있다.
또는, 현재 블록에 병진 모델이 적용되는 경우, 현재 블록의 움직임 벡터 정밀도가 1/4 화소 단위로 설정될 수 있다. 반면, 현재 블록에 병진 모델과 함께 주밍 모델 또는 회전 모델 중 적어도 하나가 추가 적용되는 경우, 현재 블록의 움직임 벡터 정밀도가 1/16 화소 단위로 설정될 수도 있다.
한편, 부호화기 및 복호화기에, 움직임 보상 모델 마다 이용 가능한 움직임 벡터 정밀도 또는 이용 가능한 움직임 벡터 정밀도 후보들이 기 저장되어 있을 수 있다. 또는, 상위 헤더를 통해, 움직임 보상 모델 마다 이용 가능한 움직임 벡터 정밀도 또는 이용 가능한 움직임 벡터 정밀도 후보들을 나타내는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다.
컨트롤 포인트의 움직임 벡터를 이용하여, 병진 모델에 주밍 모델 및/또는 회전 모델이 부가된 어파인 모델에 대한 움직임 보상을 수행할 수 있다. 여기서, 컨트롤 포인트는, 현재 블록의 코너에 대응하는 것일 수 있다. 일 예로, 어파인 모델에 기반하는 움직임 보상을 수행하기 위해, 좌상단 코너의 움직임 벡터, 우상단 코너의 움직임 벡터, 또는 좌하단 코너의 움직임 벡터 중 적어도 하나가 이용될 수 있다.
이하에서는, 컨트롤 포인트의 움직임 벡터를, 컨트롤 포인트 움직임 벡터라 호칭하기로 한다.
도 16 및 도 17은 컨트롤 포인트 움직임 벡터들을 이용하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예를 나타낸다.
설명의 편의를 위해, 현재 블록은, 도 12에 도시된 것과 같이, 4x4 크기를 갖는 것으로 가정한다.
도 16의 (a) 및 (b)에서는, 현재 블록의 좌상단 코너에 해당하는 제1 컨트롤 포인트의 움직임 벡터(제1 컨트롤 포인트 움직임 벡터, A) 및 현재 블록의 우상단 코너에 해당하는 제2 컨트롤 포인트의 움직임 벡터(제2 컨트롤 포인트 움직임 벡터, B)에 의해, 현재 블록에 대한 예측 블록이 유도되는 것으로 예시되었다.
도시된 예에 그치지 않고, 좌하단 코너의 움직임 벡터를 추가 이용하거나, 우상단 코너 대신 좌하단 코너의 움직임 벡터를 이용하여, 현재 블록의 예측 블록을 유도하는 것도 가능하다.
도 18은 3개의 컨트롤 포인트 움직임 벡터들을 이용하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예를 나타낸다.
도 18의 (a) 및 (b)에서는, 현재 블록의 좌상단 코너에 해당하는 제1 컨트롤 포인트의 움직임 벡터(제1 컨트롤 포인트 움직임 벡터, A), 현재 블록의 우상단 코너에 해당하는 제2 컨트롤 포인트의 움직임 벡터(제2 컨트롤 포인트 움직임 벡터, B) 및 현재 블록의 좌하단 코너에 해당하는 제3 컨트롤 포인트의 움직임 벡터(제3 컨트롤 포인트 움직임 벡터, C)에 의해, 현재 블록에 대한 예측 블록이 유도되는 것으로 예시되었다.
도 16 내지 도 18에 도시된 예에서와 같이, 2개의 컨트롤 포인트 움직임 벡터들 또는 3개의 컨트롤 포인트 움직임 벡터들을 이용하여, 현재 블록에 대한 병진, 주밍 및 회전 움직임 보상이 수행될 수 있다.
컨트롤 포인트 움직임 벡터들의 개수를 나타내는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 블록 단위로 시그날링될 수 있다. 일 예로, 상기 정보는, 현재 블록에 2개의 컨트롤 포인트 움직임 벡터들이 이용되는지 또는 3개의 컨트롤 포인트 움직임 벡터들이 이용되는지 여부를 지시할 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 기초하여, 컨트롤 포인트 움직임 벡터들의 개수가 적응적으로 결정될 수 있다.
또는, 현재 블록의 컨트롤 포인트 움직임 벡터들이 이웃 블록으로부터 유도되는 경우, 현재 블록에 대한 컨트롤 포인트 움직임 벡터들의 개수는, 이웃 블록의 컨트롤 포인트 움직임 벡터들의 개수와 동일하게 설정될 수 있다.
컨트롤 포인트 움직임 벡터들을 이용하여, 현재 블록 내 샘플별 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 수학식 2는, 2개의 컨트롤 포인트 움직임 벡터들을 이용하여, 샘플마다 움직임 벡터를 유도하는 수식을 나타낸다.
Figure PCTKR2025000247-appb-img-000002
상기 수학식 2에서, (mvx, mvy)는, 현재 블록 내 (x, y) 위치에서의 움직임 벡터를 나타낸다. (mvAx, mvAy)는, 제1 컨트롤 포인트 움직임 벡터(A)를 나타내고, (mvBx, mvBy)는, 제2 컨트롤 포인트 움직임 벡터(B)를 나타낸다. W는, 현재 블록의 너비를 나타낸다.
3개의 컨트롤 포인트 움직임 벡터들이 이용되는 경우에는, 다음의 수학식 3에 의해, 샘플별 움직임 벡터가 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2025000247-appb-img-000003
상기 수학식 3에서, (mvCx, mvCy)는, 제3 컨트롤 포인트 움직임 벡터(C)를 나타낸다.
샘플 별로 움직임 벡터가 유도되면, 도 17에 도시된 예에서와 같이, 각 샘플에 대한 움직임 보상을 수행할 수 있다. 구체적으로, 예측 대상 샘플의 움직임 벡터가 지시하는 참조 샘플을, 예측 대상 샘플에 대한 예측 샘플로 설정할 수 있다.
한편, 예측 대상 샘플의 움직임 벡터가 분수 단위로 표현되는 경우, 정수 위치 샘플들을 보간하여, 분수 위치 샘플을 생성하고, 생성된 분수 위치 샘플을, 예측 대상 샘플에 대한 예측 샘플로 설정할 수 있다.
이때, 샘플들 각각에 대한 움직임 벡터의 정밀도가 상이할 수 있다. 일 예로, 제1 예측 대상 샘플에 대한 움직임 벡터는 1/2 화소 단위로 유도된 반면, 제2 예측 대상 샘플에 대한 움직임 벡터는 1/4 화소 단위로 유도될 수 있다.
이 경우, 예측 대상 샘플들 각각에 대한 움직임 벡터 정밀도에 맞춰, 분수 위치 샘플을 생성할 수 있다. 또는, 예측 대상 샘플의 움직임 벡터를 기준 움직임 벡터 정밀도에 맞춰 조절한 뒤, 조절된 움직임 벡터를 기반으로, 예측 대상 샘플에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 일 예로, 기준 움직임 벡터 정밀도가 1/2인 경우, 제2 예측 대상 샘플에 대한 움직임 벡터를, 1/4 화소 단위로 조절할 수 있다.
기준 움직임 벡터 정밀도는, 블록 단위로 결정될 수 있다. 또는, 컨트롤 포인트 움직임 벡터들의 정밀도를, 기준 움직임 벡터 정밀도를 설정할 수 있다. 또는, 부호화기 및 복호화기에서, 기준 움직임 벡터 정밀도가 기 정의되어 있을 수 있다.
다른 예로, 복잡도 감소를 위해, 서브 블록 단위로 움직임 벡터를 유도할 수도 있다.
도 19는 서브 블록 단위로 움직임 벡터가 유도되는 예를 나타낸 것이다.
서브 블록의 크기 및/또는 형태는 부호화기 및 복호화기에 기 정의되어 있을 수 있다. 일 예로, 서브 블록은, 2x2 또는 4x4 크기의 정방형 블록일 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기 및/또는 형태에 따라, 서브 블록의 크기 및/또는 형태가 적응적으로 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 정방형인 경우, 서브 블록도 정방형일 수 있다. 반면, 현재 블록이 비정방형인 경우, 서브 블록도 비정방형일 수 있다.
또는, 현재 블록의 분할 방법 또는 분할 형태 중 적어도 하나에 대한 정보가 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다. 일 예로, 서브 블록의 크기, 서브 블록의 형태, 현재 블록을 분할하는 분할선의 위치 또는 분할선의 개수 중 적어도 하나에 대한 정보가 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다. 상기 정보를 블록 단위로 부호화되어 시그날링될 수도 있고, 상위 헤더를 통해 부호화되어 시그날링될 수도 있다.
도 19에서는, 서브 블록이 2x2 크기의 정방형 블록인 것으로 가정하였다.
서브 블록 내 기 정의된 위치의 좌표를 이용하여, 서브 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 여기서, 기 정의된 위치는, 서브 블록 내 좌상단 샘플의 위치, 우상단 샘플의 위치, 좌하단 샘플의 위치, 우하단 샘플의 위치 또는 중앙 위치 중 하나일 수 있다.
서브 블록 내 기 정의된 위치의 좌표를 수학식 2의 (x, y)에 대입함으로써, 서브 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
상술한 예에서와 같이, 어파인 모션 모델에 기반하여, 서브 블록 단위로 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
한편, 콜로케이티드(Collocated) 픽처를 이용하여, 서브 블록 단위로 움직임 벡터를 유도할 수도 있다. 위와 같이, 콜로케이드 픽처를 이용하여, 서브 블록 단위로 움직임 벡터를 유도하는 것을 SbTMVP (Sub-block Temporal Motion Vector Prediction) 라 호칭할 수 있다.
콜로케이티드 픽처는, 참조 픽처 리스트에 포함된 참조 픽처들 중 하나일 수 있다. 일 예로, 참조 픽처 리스트 내 인덱스가 0인 픽처가 콜로케이티드 픽처로 선택될 수 있다.
또는, 참조 픽처 리스트 내 콜로케이티드 픽처로 설정되는 참조 픽처의 인덱스를 지시하는 정보가 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다.
도 20 및 도 21은 SbTMVP가 적용되는 경우, 현재 블록 내 서브 블록 단위로 움직임 벡터가 유도되는 예를 나타낸 것이다.
서브 블록의 크기 및/또는 형태는, 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기 및/또는 형태에 따라, 서브 블록의 크기 및/또는 형태가 적응적으로 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 너비 또는 높이 중 적어도 하나가 문턱값보다 큰 경우, 서브 블록의 크기는, 8x8로 설정될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 서브 블록의 크기는 4x4로 설정될 수 있다.
또는, 서브 블록의 크기 및/또는 형태를 지시하는 정보가 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다.
도 20에 도시된 예에서는, 현재 블록의 크기는 16x16이고, 서브 블록의 크기는 4x4인 것으로 가정한다.
SbTMVP가 적용되는 경우, 현재 블록의 초기 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 초기 움직임 벡터는, 움직임 벡터 예측 리스트 또는 움직임 정보 병합 리스트 중 적어도 하나에 기초하여, 유도될 수 있다. 일 예로, 움직임 벡터 예측 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 초기 움직임 벡터는, 상기 인덱스가 지시하는 움직임 벡터 예측 후보에 움직임 벡터 차분값을 더하여 유도될 수 있다. 한편, 움직임 벡터 차분값도 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다.
또는, 인덱스의 부호화를 생략하고, 움직임 벡터 예측 리스트 내 기 정의된 인덱스를 갖는 움직임 벡터 예측 후보를, 초기 움직임 벡터에 대한 예측값으로 설정할 수도 있다. 여기서, 기 정의된 인덱스를 갖는 움직임 벡터 예측 후보는, 인덱스가 0인 움직임 벡터 예측 후보 또는 인덱스가 가장 큰 움직임 벡터 예측 후보일 수 있다.
또는, 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 초기 움직임 벡터는, 상기 인덱스가 지시하는 움직임 정보 병합 후보의 움직임 벡터와 동일하게 설정될 수 있다.
또는, 인덱스의 부호화를 생략하고, 움직임 정보 병합 리스트 내 기 정의된 인덱스를 갖는 움직임 정보 병합 후보를 기반으로, 초기 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 여기서, 기 정의된 인덱스를 갖는 움직임 정보 병합 후보는, 인덱스가 0인 움직임 정보 병합 후보 또는 인덱스가 가장 큰 움직임 정보 병합 후보일 수 있다.
또는, 기 정의된 위치의 이웃 블록의 움직임 벡터를 이용하여, 초기 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 여기서, 기 정의된 위치의 이웃 블록은, 좌측 이웃 블록 또는 상단 이웃 블록일 수 있다.
기 정의된 위치의 이웃 블록의 움직임 벡터를, 초기 움직임 벡터의 예측값으로 설정하고, 상기 예측값에 차분값을 더하여, 초기 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
또는, 기 정의된 위치의 이웃 블록의 움직임 벡터를, 초기 움직임 벡터로 설정할 수 있다.
또는, 템플릿 기반 움직임 추정 방법(즉, 템플릿 매칭 방법) 또는 쌍방 매칭을 이용하여, 초기 움직임 벡터를 유도할 수도 있다.
초기 움직임 벡터의 정밀도는, 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다. 일 예로, 초기 움직임 벡터의 정밀도는, 정수 화소 단위로 고정되어 있을 수 있다.
또는, 초기 움직임 벡터의 정밀도를 지시하는 정보가 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 복수의 움직임 벡터 정밀도 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스일 수 있다.
움직임 벡터 예측 후보를 이용하여, 초기 움직임 벡터를 유도하는 경우, 초기 움직임 벡터의 움직임 벡터 정밀도에 기반하여, 움직임 벡터 예측 후보들을 유도할 수 있다. 즉, 초기 움직임 벡터의 움직임 벡터 정밀도에 맞춰 움직임 벡터 예측 후보를 조정한 뒤, 조정된 초기 움직임 벡터 예측 후보를 움직임 벡터 예측 리스트에 삽입할 수 있다.
움직임 정보 병합 후보를 이용하여, 초기 움직임 벡터를 유도하는 경우, 초기 움직임 벡터의 움직임 벡터 정밀도에 기반하여, 움직임 정보 병합 후보들을 유도할 수 있다. 즉, 초기 움직임 벡터의 움직임 벡터 정밀도에 맞춰 움직임 정보 병합 후보를 조정한 뒤, 조정된 초기 움직임 정보 병합 후보를 움직임 정보 병합 리스트에 삽입할 수 있다.
한편, 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보들 중 참조 픽처가 현재 블록의 콜로케이티드 픽처와 동일한 후보들 만이, 초기 움직임 벡터를 유도하는데 이용될 수 있다. 즉, 움직임 정보 병합 후보의 참조 픽처가, 현재 블록의 콜로케이티드 픽처와 상이한 경우, 해당 움직임 정보 병합 후보로부터는, 초기 움직임 벡터를 유도하지 않을 수 있다.
움직임 정보 병합 후보들 중 참조 픽처가 현재 블록의 콜로케이티드 픽처와 동일한 후보들의 개수가 복수개인 경우, 복수개의 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 또는, 움직임 정보 병합 후보들 중 참조 픽처가 현재 블록의 콜로케이티드 픽처와 동일한 후보들의 개수가 복수개인 경우, 복수개의 후보들 중 인덱스가 가장 작은 후보 또는 인덱스가 가장 큰 후보로부터 초기 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
움직임 정보 병합 후보가 L0 방향의 움직임 정보 및 L1 방향의 움직임 정보를 모두 갖고 있는 경우, 기 설정된 우선 순위에 따라, L0 방향의 움직임 정보 및 L1 방향의 움직임 정보 중 하나를 선택하고, 선택된 움직임 정보로부터, 초기 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
우선 순위는, 움직임 병합 후보의 움직임 벡터의 크기, 움직임 병합 후보의 참조 픽처의 인덱스, 또는 움직임 병합 후보의 참조 픽처가 콜로케이티드 픽처와 동일한지 여부 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
또는, 항상 L0 방향의 움직임 정보에 기반하여, 초기 움직임 벡터를 유도하도록 설정될 수도 있다.
템플릿 매칭 방법에 기반하여 초기 움직임 벡터가 유도되는 경우, 초기 움직임 벡터의 정밀도에 맞춰, 움직임 추정이 수행될 수 잇다. 일 예로, 초기 움직임 벡터의 정밀도가 정수 화소 단위인 경우, 템플릿 매칭에 기반한 움직임 추정 역시 정수 위치에서만 수행될 수 있다.
마찬가지로, 쌍방 매칭에 기반하여 초기 움직임 벡터가 유도되는 경우, 초기 움직임 벡터의 정밀도에 맞춰 움직임 추정이 수행될 수 있다.
한편, 쌍방 매칭의 결과, L0 방향에 대한 움직임 벡터(L0 움직임 벡터) 및 L1 방향에 대한 움직임 벡터(L1 움직임 벡터)가 유도된다. 이 경우, 기 설정된 우선 순위에 따라, L0 움직임 벡터 및 L1 움직임 벡터 중 하나를 초기 움직임 벡터로 설정할 수 있다.
또는, 항상 L0 방향의 움직임 정보에 기반하여, 초기 움직임 벡터를 유도하도록 설정될 수도 있다.
또는, L0 움직임 벡터 및 L1 움직임 벡터 중 초기 움직임 벡터로 설정되는 것을 지시하는 정보가 부호화되어 시그날링될 수도 있다.
초기 움직임 벡터가 유도되면, 초기 움직임 벡터를 이용하여, 콜로케이티드 블록 내 콜로케이티드 블록의 위치를 결정할 수 있다. 일 예로, 참조 픽처 내 현재 블록에 대응하는 위치로부터, 초기 움직임 벡터 만큼 이격된 위치의 블록이 콜로케이티드 블록으로 설정될 수 있다. 이때, 콜로케이티드 블록의 위치는, 현재 블록 내 기 정의된 위치를 기반으로 결정될 수 있다. 여기서, 기 정의된 위치는, 좌상단 위치, 우상단 위치, 좌하단 위치, 우하단 위치 또는 중앙 위치일 수 있다.
현재 블록의 분할 방식에 따라, 콜로케이티드 블록을 복수의 콜로케이티드 서브 블록들로 분할할 수 있다. 그리고, 콜로케이티드 블록 내 콜로케이티드 서브 블록들 각각의 움직임 벡터를, 현재 블록 내 서브 블록들 각각의 움직임 벡터로 설정할 수 있다.
다른 예로, 초기 움직임 벡터를 이용하여, 콜로케이티드 픽처 내 현재 블록 내 서브 블록들 각각에 대응하는 콜로케이티드 서브 블록들의 위치를 결정할 수도 있다. 이때, 콜로케이티드 서브 블록의 위치는, 서브 블록 내 기 정의된 위치를 기반으로 유도될 수 있다. 여기서, 기 정의된 위치는, 좌상단 위치, 우상단 위치, 좌하단 위치, 우하단 위치 또는 중앙 위치일 수 있다.
이후, 서브 블록에 대응하는 콜로케이티드 서브 블록의 움직임 벡터를, 서브 블록의 움직임 벡터로 설정할 수 있다. 구체적으로, 콜로케이티드 서브 블록 내, 서브 블록 내 기 정의된 위치에 대응하는 위치에 저장된 움직임 벡터를, 서브 블록의 움직임 벡터로 설정할 수 있다.
한편, 콜로케이티드 서브 블록의 움직임 정보가 이용 불가능한 경우, 기 정의된 움직임 벡터를 서브 블록의 움직임 벡터로 설정할 수 있다. 여기서, 기 정의된 움직임 벡터는, 제로 벡터(즉, (0, 0)) 또는 초기 움직임 벡터일 수 있다.
또는, 서브 블록에 대응하는 콜로케이티드 서브 블록의 움직임 정보가 이용 불가능한 경우, 콜로케이티드 서브 블록 내 다른 위치로부터 서브 블록의 움직임 벡터를 유도할 수도 있다.
구체적으로, 콜로케이티드 서브 블록 내, 서브 블록 내 기 정의된 위치에 대응하는 위치가 인트라 예측으로 부호화된 경우, 해당 위치에는, 움직임 벡터가 존재하지 않는다. 일 예로, 기 정의된 위치가 중앙 위치(예컨대, 도 21의 c10)이라 가정할 경우, 중앙 위치에 움직임 벡터가 저장되어 있지 않은 경우, 서브 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 없다.
이 경우, 중심 위치와 상이한 위치에 저장된 움직임 벡터를 기반으로, 서브 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 구체적으로, 중앙 위치에 인접하는 위치(예컨대, 상단 인접 위치 c6, 좌측 인접 위치 c9 또는 좌상단 인접 위치 c5)에 저장된 움직임 벡터를 서브 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
또는, 중심 위치가 이용 불가능한 경우, 스캔 순서에 따라, 콜로케이티드 서브 블록 내 샘플들을 탐색한 뒤, 첫번째로 발견된 가용한 움직임 벡터를, 서브 블록의 움직임 벡터로 설정할 수 있다. 여기서, 스캔 순서는, 수평 스캔, 수직 스캔, 대각 스캔 또는 래스터 스캔일 수 있다.
또는, 콜로케이티드 서브 블록의 움직임 정보가 이용 불가능한 경우, 서브 블록의 움직임 벡터를, 콜로케이티드 블록의 움직임 벡터로 설정할 수 있다. 일 예로, 콜로케이티드 블록 내, 현재 블록 내 기 정의된 위치에 대응하는 위치에 저장된 움직임 벡터를, 서브 블록의 움직임 벡터로 설정할 수 있다.
상술한 예에서와 같이, 어파인 모션 모델 또는 SbTMVP를 이용하여, 서브 블록 단위로 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 서브 블록 단위로 움직임 벡터가 유도된 경우, 서브 블록들 각각의 움직임 벡터에 기반하여, 서브 블록들 각각에 대해 움직임 보상이 수행될 수 있다.
서브 블록들 각각에 대해 움직임 보상을 수행함으로써, 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득할 수 있다. 즉, 상기 예측 블록은, 서브 블록들 각각의 예측 샘플들로 구성된 것일 수 있다.
화면 간의 움직임을 탐색할 때, 움직임 벡터 정밀도(precision)가 조절될 수 있다. 구체적으로, 픽처 내 샘플들 각각의 위치는 정수 위치로 정의된다. 허나, 움직임이 반영된 위치는, 정수 위치가 아닌 소수 위치일 수 있다.
이를 고려하여, 참조 픽처 보간을 통해, 더욱 정밀하게, 움직임 벡터를 탐색할 수 있다.
도 22 및 도 23은 움직임 벡터 정밀도에 따라 예측 블록이 유도되는 예를 나타낸 도면이다.
도 22는, 현재 픽처 내 현재 블록의 위치를 나타내고, 도 23은, 움직임 벡터 정밀도에 따른, 참조 블록의 위치를 나타낸다.
도 22 및 도 23에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록의 움직임 벡터는, 참조 픽처 내 현재 블록의 좌상단 위치에 해당하는 샘플로부터, 참조 픽처 내 참조 블록의 좌상단 위치에 해당하는 샘플까지의 거리로 정의될 수 있다.
도 23의 (a)는, 현재 블록의 움직임 벡터 정밀도가 정수 펠인 경우를 예시한 것이고, 도 23의 (b)는, 현재 블록의 움직임 벡터 정밀도가 1/2 펠인 경우를 예시한 것이다. 또한, 도 23의 (c)는, 현재 블록의 움직임 벡터 정밀도가 1/4 펠인 경우를 예시한 것이다.
도 23에서는, 1/4 벡터 정밀도까지 표현되었으나, 1/8, 1/16 또는 1/32와 같이 더욱 정밀하게 움직임 벡터를 표현할 수도 있다.
한편, 현재 블록의 움직임 벡터 정밀도를 나타내기 위한 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 일 예로, 상기 정보는, 움직임 벡터 정밀도 후보들 중 하나를 식별하는 인덱스일 수 있다. 구체적으로, 움직임 벡터 정밀도 후보들 각각에는 상이한 인덱스가 할당될 수 있고, 상기 정보는, 현재 블록에 적용되는 움직임 벡터 정밀도 후보의 인덱스를 가리킬 수 있다.
화면 간 예측에 사용되는 움직임 벡터 정밀도를 조절함으로써, 더욱 정밀한 움직임 벡터 탐색이 가능할 수 있다. 움직임 벡터에 의해 지시되는 참조 블록이 실수 위치에 존재하는 경우, 실수 위치에 존재하는 샘플들은, 정수 위치에 존재하는 샘플들 및 보간 필터를 이용하여 생성될 수 있다. 또한, 실수로 표현된 움직임 벡터는, 정소로 스케일업(Scale-up) 되어 부호화/복호화될 수도 있다.
이처럼, 움직임 벡터(MV), 움직임 벡터 예측값(MVP) 및 움직임 벡터 차분값(MVD)은, 정수화를 통해 정수 값으로 부/복호화될 수 있다. 구체적으로, 움직임 벡터 정밀도에 기초하여, 움직임 벡터, 움직임 벡터 예측값 및/또는 움직임 벡터 차분값을 정수화할 수 있다.
일 예로, 움직임 벡터 정밀도가 1/N인 경우, 움직임 벡터 차분값 MVD에 N을 곱하여, 정수화가 수행될 수 있다. 일 예로, 움직임 벡터 차분값 MVD가 (4/16, 8/16)인 경우, 16을 곱하여, 움직임 벡터 차분값 MVD를 정수화할 수 있다. 즉, 정수화된 움직임 벡터 차분값 MVD는 (4, 8)로 표현될 수 있다.
움직임 벡터 정밀도에 기초하여, 정수화된 MVD로부터 실제 MVD를 유도할 수 있다. 일 예로, 움직임 벡터 정밀도가 1/N인 경우, 정수화된 MVD를, N으로 나누어, 실제 MVD를 유도할 수 있다. 일 예로, 정수화된 MVD가 (4, 8)이고, 움직임 벡터 정밀도가 1/8이라면, 실제 MVD는, (4/8, 8/8)일 수 있다. 또는, 정수화된 MVD가 (4, 8)이고, 움직임 벡터 정밀도가 1/4라면, 실제 MVD는, (4/4, 8/4)일 수 있다.
움직임 벡터 정밀도에 따라, 정수화된 MVD의 표현 범위가 상이할 수 있다. 일 예로, 움직임 벡터 차분값 MVD가 (4/16, 8/16)(즉, (1/4, 2/4))인 것으로 가정한다. 움직임 벡터 정밀도가 1/16인 경우, 정수화된 MVD는 (4, 8)로 유도된다. 반면, 움직임 벡터 정밀도가 1/4인 경우, 정수화된 MVD는, (1, 2)로 유도된다.
위 두 경우를 비교하면, 움직임 벡터 정밀도를 1/16에서 1/4로 조절한다면, 정수화된 MVD의 값이 (4, 8)에서 (1, 2)로 감소될 수 있다.
결과적으로, 움직임 벡터 정밀도에 따라, 정수화된 움직임 벡터 차분값 MVD을 부/복호화하는데 필요한 비트 수가 상이할 수 있다. 이에 따라, 움직임 벡터 차분값 MVD를 부/복호화함에 있어서, 빈의 개수를 최소화할 수 있는 움직임 벡터 정밀도를 선택할 수 있다. 그리고, 선택된 움직임 벡터 정밀도를 기반으로, 움직임 벡터 차분값 MVD을 정수화하고, 정수화된 움직임 벡터 차분값 MVD를 부/복호화할 수 있다. 아울러, 움직임 벡터 정밀도에 관한 정보를 추가적으로 부/복호화할 수 있다.
복호화기에서는, 움직임 벡터 정밀도를 기반으로, 복호화된 MVD로부터 실제 MVD를 복원할 수 있다. 그리고 나서, 복원된 MVD와 움직임 벡터 예측값 MVP를 합하여, 움직임 벡터 MV를 유도할 수 있다.
위와 같이, 움직임 벡터 정밀도에 기반하여 부/복호화되는 움직임 벡터 차분값 MVD의 값을 조절하는 것을 AMVR (Adaptive Motion Vector Resolution)방식이라 한다.
도 24 및 도 25는 각각 AMVR 방식이 적용되는 경우, 움직임 벡터 차분값을 부호화하는 과정 및 복호화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
설명의 편의를 위해, 정수화가 수행되기 이전, 움직임 벡터 및 움직임 벡터 차분값은 1/16 단위에 맞춰 표현되는 것으로 가정하고, 1/16을 원래의 움직임 벡터 정밀도라 표현하기로 한다.
움직임 벡터 MV에서 움직임 벡터 예측값 MVP을 차분하여 움직임 벡터 차분값 MVD를 유도할 수 있다(S2410).
움직임 벡터 차분값 MVD는, 수평 방향 성분(즉, x축 성분) 및 수직 방향 성분(즉, y축 성분)으로 구성되어 있을 수 있다.
움직임 벡터 차분값이 0인 경우, 즉, 즉, 수평 방향 성분 및 수직 방향 성분 모두가 0인 경우, 움직임 벡터 정밀도와 관계없이, 부호화해야 하는 움직임 벡터 차분값 MVD의 값은 0이 된다. 따라서, 움직임 벡터 차분값 MVD가 0인 경우, AMVR 관련 정보의 부호화를 생략할 수 있다(S2420).
반면, 움직임 벡터 차분값이 0이 아닌 경우, 즉, 수평 방향 성분 및 수직 방향 성분 중 적어도 하나가 0이 아닌 경우, 움직임 벡터 정밀도를 결정할 수 있다 (S2430). 한편, 움직임 벡터 정밀도는, AMVR 관련 정보로서 부호화될 수 있다.
AMVR과 관련된 정보는, 현재 블록에 AMVR 방식이 적용되는지 여부를 나타내는 플래그(예컨대, amvr_flag) 및 AMVR 방식이 적용되는 경우, 복수의 움직임 정밀도 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스(예컨대, amvr_prec_idx) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
현재 블록에 AMVR 방식이 적용되지 않는 경우, 움직임 벡터 정밀도는 디폴트 값으로 설정될 수 있다. 이 경우, amvr_flag는 0의 값으로 부호화될 수 있다. 한편, 디폴트 값은, 1, 1/2, 1/4, 1/8 또는 1/16 일 수 있다.
현재 블록에 AMVR 방식이 적용되는 경우, 복수의 움직임 벡터 정밀도 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스, 즉, amvr_prec_idx가 추가 복호화될 수 있다. 이 경우, amvr_flag는 1의 값으로 부호화되고, amvr_prec_idx는 0 부터, (n-1)의 값으로 부호화될 수 있다. 여기서, n은, 움직임 벡터 정밀도 후보들의 개수를 나타낸다. 일 예로, 복수의 움직임 벡터 정밀도 후보들은, 4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/8 또는 1/16 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 디폴트 값은, 인덱스가 가리키는 복수의 움직임 벡터 정밀도 후보로 설정되지 않을 수 있다. 즉, 현재 블록의 움직임 벡터 정밀도가 디폴트 값인 경우, amvr_flag의 값인 0으로 부호화되어 시그날링되고, amvr_prec_idx의 부호화는 생략될 수 있다.
부호화기에서는, amvr_flag 및 amvr_prec_idx의 조합들 각각에 대한 RDO (Rate Distortion Optimization)를 수행하여, 최적의 움직임 벡터 정밀도를 결정할 수 있다. 즉, 다음 경우들에 대한 RDO를 수행하여, 최적의 비용을 갖는 조합을 선택할 수 있다.
1) amvr_flag가 0인 경우
2) amvr_flag가 1이고, amvr_prec_idx가 0인 경우
3) amvr_flag가 1이고, amvr_prec_idx가 1인 경우
4) amvr_flag가 1이고, amvr_prec_idx가 2인 경우
현재 블록의 움직임 벡터 정밀도에 따라, 움직임 벡터 차분값의 스케일링을 위한 변수, 즉, 스케일링 파라미터가 설정될 수 있다. 일 예로, 표 1은, 움직임 벡터 정밀도에 따른, 변수 amvrshift의 값을 예시한 것이다.
amvr_flag amvr_prec_idx amvrshift
0 (1/4) - 2
1 0 (1/2) 3
1 1 (1-pel) 4
1 2 (4-pel) 6
현재 블록에 적용될 수 있는, 가장 미세한 움직임 벡터 정밀도가 1/16이라 할 경우, 움직임 벡터 정밀도는 다음의 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2025000247-appb-img-000004
표 1에서와 같이, amvr_flag의 값이 0인 경우, 변수 amvrshift는, 2로 설정된다. 이는, 수학식 4에 따라, 움직임 벡터 정밀도가 1/4임을 나타낸다.
amvr_flag의 값이 1인 경우, amvr_prec_idx의 값에 따라, 변수 amvrshft가 결정될 수 있다. 일 예로, amvr_prec_idx가 1인 경우, 변수 amvrshift는 4로 설정된다. 이는, 수학식 4에 따라, 움직임 벡터 정밀도가 1임을 나타낸다.
부호화기에서는, 움직임 벡터 정밀도에 따른 변수 amvrshift를 이용하여, 움직임 벡터 차분값 MVD을 스케일 다운하여 부호화할 수 있다. 일 예로, 수학식 5는, 움직임 벡터 차분값 MVD에 대한 스케일 다운 연산이 수행되는 예를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2025000247-appb-img-000005
상기 수학식 5에서, MVD_x는, 움직임 벡터 차분값의 수평 방향 성분을, MVD_y는, 움직임 벡터 차분값의 수직 방향 성분을 나타낸다. MVD'_x 및 MVD'_y는, 스케일 다운 연산의 수행 결과를 나타낸다.
부호화기는, 정밀도가 변경된 움직임 벡터 차분값 및 AMVR 정보를 부호화할 수 있다(S2440).
복호화기에서는, 움직임 벡터 차분값 MVD을 복호화할 수 있다(S2510).
움직임 벡터 차분값이 0인 경우, AMVR 관련 정보의 복호화가 생략되고, 현재 블록의 움직임 벡터 MV는, 움직임 벡터 예측값과 동일하게 설정될 수 있다(S2520).
반면, 움직임 벡터 차분값이 0이 아닌 경우, 즉, 수평 방향 성분 및 수직 방향 성분 중 적어도 하나가 0이 아닌 경우, AMVR과 관련된 정보가 추가 복호화될 수 있다(S2530).
AMVR 정보를 기반으로, 움직임 벡터 차분값의 스케일링을 위한 변수 amvrshift를 유도할 수 있다. 일 예로, 표 1의 예시와 같이, amvr_flag 및/또는 amvr_prec_idx에 기반하여, 변수 amvrshfit를 유도할 수 있다.
이후, 변수 amvrshift를 이용하여, 복호화된 MVD를 스케일 업하여, 원래의 정밀도로 복원된 움직임 벡터 차분값 MVD를 획득할 수 있다(S2540). 수학식 6은, 복호화된 MVD에 스케일 업 연산이 적용되는 예를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2025000247-appb-img-000006
수학식 6에서, MVD'는, 복호화된 움직임 벡터 차분값을 나타낸다. MVD는, 스케일 업 연산을 통해, 원래의 정밀도, 즉, 1/16으로 복원된 움직임 벡터 차분값을 나타낸다.
이후, 원래의 정밀도로 복원된 움직임 벡터 차분값 MVD과 움직임 벡터 예측값 MVP를 합하여, 움직임 벡터 MV를 획득할 수 있다.
상술한 예에서와 같이, 움직임 벡터 예측 모드가 적용되는 경우, 복호화기에서는, 움직임 벡터 예측값 MVP 및 움직임 벡터 차분값 MVD를 합하여 움직임 벡터 MV를 유도할 수 있다.
상술한 움직임 정보를 이용한 예측은, 현재 픽처 이전에 복호화된 복원 픽처, 즉, 참조 픽처를 이용하여 수행된다. 한편, 현재 픽처 내 기 복호화된 영역을 참조하여 현재 블록을 예측할 수도 있다. 즉, 현재 픽처를 참조 픽처로 삼아, 현재 픽처 내 기 복호화된 영역으로부터, 현재 블록의 예측 블록을 유도할 수 있다. 이와 같은 예측 방법을, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 모드라 호칭할 수 있다.
인트라 블록 카피 모드가 적용되는 경우, 현재 픽처 내 참조 블록의 위치는, 블록 벡터(Block Vector)에 의해 지시될 수 있다. 블록 벡터의 크기는, 현재 픽처 내 현재 블록 이전에 기 복호화된 영역을 가리키도록 제한될 수 있다.
일 예로, 현재 블록의 블록 벡터가 (x0, y0)인 경우, 현재 블록의 위치 (x, y)로부터, (x0, y0) 만큼 이격된 위치의 블록 (즉, (x-x0, y-y0))을 현재 블록의 참조 블록으로 설정할 수 있다.
한편, 블록 벡터 영역(BV 영역)을 설정하고, BV 영역으로부터, 현재 블록의 참조 블록을 결정할 수도 있다. BV 영역은, 현재 픽처 내 기 복호화된 샘플들을 포함하는 것으로써, 블록이 복호화될 때마다 업데이트될 수 있다.
한편, 픽처는, 복수개의 기준 블록들로 분할될 수 있다. 여기서, 기준 블록은 CTU (Coding Tree Unit, 또는, CTB (Coding Tree Block))을 나타낼 수 있다. 기준 블록의 크기를 나타내는 정보가 상위 헤더를 통해 부호화되어 시그날링될 수 있다.
BV 영역의 크기는, 기준 블록들의 크기를 기반으로 결정될 수 있다.
한편, 기준 블록들 각각은, 쿼드 트리 분할, 바이너리 트리 분할 또는 트리플 트리 분할 등의 트리 구조에 기반하여 분할될 수 있다.
또한, 블록들 간에는, 래스터 스캔 순서에 따라 부/복호화가 수행될 수 있다. 다만, 래스터 스캔 이외의 스캔 방법, 예컨대, 대각 스캔, 수평 방향 스캔 또는 수직 방향 스캔에 따라, 블록들 간 부/복호화 순서가 결정될 수도 있다.
BV 영역에는, 현재 기준 블록 이전에 복호화된 기준 블록의 복원 샘플들 및 현재 기준 블록 내 현재 블록 이전에 복호화된 블록의 복원 샘플 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 여기서, 현재 기준 블록은, 현재 블록을 포함하는 기준 블록을 나타낼 수 있다.
도 26은 BV 영역의 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
설명의 편의를 위해, 도 26에 도시된 예에서, d 위치의 블록을 현재 블록이라 가정한다.
래스터 스캔 순서에 따라, 블록들 간의 부/복호화 순서가 결정되는 것으로 가정할 경우, 현재 기준 블록 내 블록들 (a 내지 h)의 부/복호화 순서는, a 부터 h의 순을 따르게 된다.
이에 따라, 현재 블록 d를 부/복호화를 시작할 때에는, a 내지 c 블록들은 이미 부/복호화가 완료된 상태일 수 있다.
BV 영역에는, 현재 기준 블록 이전에 부/복호화된 적어도 하나의 기준 블록 및 현재 기준 블록 내 현재 블록 이전에 부/복호화된 적어도 하나의 블록을 포함할 수 있다. 즉, BV 영역에는, 현재 기준 블록 이전에 부/복호화된 기준 블록의 복원 샘플과, 현재 기준 블록 이전에 부/복호화된 블록들(즉, a 내지 c 블록들)의 복원 샘플이 포함될 수 있다.
또는, 효율적인 버퍼 관리를 위해, 기준 블록 단위로 BV 영역을 구성할 수도 있다. 즉, 현재 블록 이전에 부/복호화된 블록이라 하더라도, 현재 블록과 동일한 기준 블록에 포함된 블록(즉, 도 26의 a 내지 c)의 경우에는, BV 영역에 포함되지 않을 수 있다.
블록 벡터 후보 리스트를 이용하여, 현재 블록의 블록 벡터를 부호화/복호화할 수 있다.
일 예로, 병합 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 블록 벡터는, 블록 벡터 후보 리스트에 포함된 블록 벡터 후보들 중 선택된 하나와 동일하게 설정될 수 있다. 이 경우, 블록 벡터 후보들 중 하나를 지시하는 정보가 부/복호화될 수 있다.
반면, 블록 벡터 예측 모드가 적용되는 경우, 블록 벡터 후보 리스트에 포함된 블록 벡터 후보들 중 선택된 하나가, 현재 블록의 블록 벡터 예측값으로 설정될 수 있다. 현재 블록의 블록 벡터는, 블록 벡터 예측값에, 블록 벡터 차분값을 가산하여 유도될 수 있다. 이 경우, 블록 벡터 후보들 중 하나를 지시하는 정보 및 현재 블록의 블록 벡터와 블록 벡터 예측값 사이의 차이값을 나타내는 블록 벡터 차분값이, 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다.
인터 예측을 위한 후보 리스트를 구성함에 있어서, 복수의 움직임 벡터들을 합산하여 생성된 후보를 후보 리스트에 삽입할 수도 있다. 이하, 복수의 움직임 벡터들을 합산하여 생성된 후보를 후보 리스트에 추가하는 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 설명의 편의를 위해, 후보 리스트는, 움직임 정보 병합 리스트인 것으로 가정한다.
도 27은 본 개시의 일 실시예에 따른, 움직임 정보 병합 리스트 구성 방법의 흐름도이다.
도 27에 도시된 예는, 영상을 부호화하는 경우뿐만 아니라, 영상을 복호화하는 경우에도 적용될 수 있다.
현재 블록의 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보들의 개수가 문턱값보다 작은 경우(S2710), 연쇄(Chained) 병합 후보를 유도하고, 연쇄 병합 후보를 움직임 정보 병합 리스트에 삽입할 수 있다(S2720, S2730).
여기서, 문턱값은, 움직임 정보 병합 리스트가 포함할 수 있는 움직임 정보 병합 후보들의 최대 개수 또는 상기 최대 개수에서 기 정의된 값을 차분한 값일 수 있다.
연쇄 병합 후보는, 현재 블록의 공간적 이웃 블록으로부터 유도된 움직임 정보 병합 후보, 시간적 이웃 블록으로부터 유도된 움직임 정보 병합 후보, 히스토리 기반 움직임 정보 버퍼로부터 유도된 움직임 정보 병합 후보 또는 쌍-평균(Pair-Wise) 병합 후보 중 적어도 하나를 움직임 정보 병합 리스트에 삽입한 이후에, 움직임 정보 병합 리스트에 추가될 수 있다.
일 예로, 공간적 이웃 블록 및 시간적 이웃 블록으로부터 유도된 움직임 정보 병합 후보들을 움직임 정보 병합 리스트에 추가하였음에도, 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보들의 개수가 문턱값보다 작은 경우에는, 유도된 연쇄 병합 후보를 움직임 정보 병합 리스트에 추가할 수 있다.
도 28은 연쇄 병합 후보를 유도하는 예를 나타낸 것이다.
설명의 편의를 위해, 현재 픽처 이전에 3개의 참조 픽처들(제1 참조 픽처, 제2 참조 픽처 및 제3 참조 픽처)이 존재하고, 제3 참조 픽처, 제2 참조 픽처 및 제1 참조 픽처의 순으로 부/복호화가 진행된 것으로 가정한다.
연쇄 병합 후보를 유도하기 위해, 초기 움직임 정보를 설정한다. 일 예로, 현재 블록의 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보들 중 인덱스가 가장 작은 움직임 정보 병합 후보의 움직임 정보를 초기 움직임 정보로 선택할 수 있다.
한편, 선택된 움직임 정보 병합 후보로부터, 연쇄 병합 후보를 유도할 수 없거나, 인덱스가 가장 작은 움직임 정보 병합 후보를 기반으로 유도된 연쇄 병합 후보가 움직임 정보 병합 리스트에 추가되었음에도, 움직임 정보 병합 후보들의 개수가 문턱값보다 작은 경우, 다음 움직임 정보 병합 후보를 선택하여, 새로운 연쇄 병합 후보를 유도할 수 있다.
즉, 인덱스의 오름 차순으로, 연쇄 병합 후보를 유도하기 위한 움직임 정보 병합 후보를 할 수 있다.
또는, 움직임 정보 병합 리스트 내 단방향 움직임 정보를 갖는 병합 후보들 중에서 하나를 선택하거나, 양방향 움직임 정보를 갖는 병합 후보들 중에서 하나를 선택할 수도 있다. 여기서, 단방향 정보를 갖는 병합 후보는, L0 방향 또는 L1 방향의 움직임 정보만을 갖는 병합 후보를 나타내고, 양방향 정보를 갖는 병합 후보는, L0 방향의 움직임 정보 및 L1 방향의 움직임 정보를 갖는 움직임 정보 병합 후보를 의미한다.
또는, 움직임 정보 병합 리스트 내 움직임 정보 병합 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스가 명시적으로 부/복호화될 수 있다. 초기 움직임 정보는, 상기 인덱스에 의해 지시된 움직임 정보 병합 후보로부터 유도될 수 있다.
또는, 기 정의된 위치의 공간적 이웃 블록의 움직임 정보 또는 시간적 이웃 블록의 움직임 정보를 초기 움직임 정보로 설정할 수 있다. 여기서, 기 정의된 위치의 공간적 이웃 블록은, 좌측 이웃 블록 또는 상단 이웃 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또는, 히스토리 기반 움직임 정보 버퍼에 저장된 후보의 움직임 정보를, 초기 움직임 정보로 설정할 수 있다. 일 예로, 히스토리 기반 움직임 정보 버퍼에 저장된 후보들 중 가장 작은 인덱스를 갖는 후보 또는 가장 큰 인덱스를 갖는 후보의 움직임 정보를, 초기 움직임 정보로 설정할 수 있다.
도 28에 도시된 예에서는, 초기 움직임 정보가 지시하는 참조 픽처는 제2 참조 픽처이고, 초기 움직임 정보의 움직임 벡터는, MV_1인 것으로 예시되었다.
현재 블록의 초기 움직임 정보를 기반으로, 제2참조픽처에서 제1 참조 블록을 선택한다(step 1). 일 예로, 초기 움직임 정보의 참조 픽처 인덱스가 제2 참조 픽처를 가리키고, 초기 움직임 정보의 움직임 벡터(즉, 초기 움직임 벡터)가 MV_1인 경우, 제2 참조 픽처 내, 현재 블록과 동일한 위치의 블록으로부터 MV_1만큼 이격된 위치의 블록을 제1 참조 블록으로 선택할 수 있다.
제1 참조 블록에 이용 가능한 움직임 정보가 존재하는 경우, 제1 참조 블록의 제1 움직임 정보를 기반으로, 제2 참조 블록을 선택한다(step 2). 일 예로, 제1 움직임 정보의 제1 참조 픽처 인덱스가 제1 참조 픽처를 가리키고, 제1 움직임 정보의 움직임 벡터(즉, 제1 움직임 벡터)가 MV_2인 경우, 제1 참조 픽처 내 제1 참조 블록의 위치로부터 MV_2 만큼 이격된 위치의 블록을 제2 참조 블록으로 선택할 수 있다.
제2 참조 블록에 이용 가능한 움직임 정보가 존재하는 경우, 제2 참조 블록의 제2 움직임 정보를 기반으로 제3 참조 블록을 선택한다(step 3). 일 예로, 제2 움직임 정보의 참조 픽처 인덱스가 제3 참조 픽처를 가리키고, 제2 움직임 정보의 움직임 벡터(즉, 제2 움직임 벡터)가 MV_3인 경우, 제3 참조 픽처 내 제2 참조 블록의 위치로부터 MV_3 만큼 이격된 위치의 블록을 제3 참조 블록으로 선택할 수 있다.
제3 참조 블록에 이용 가능한 움직임 정보가 존재하지 않는 경우, 제3 참조 블록을 유도하는데 최종적으로 이용된 제2 움직임 정보의 참조 픽처 인덱스(즉, 제3 참조 픽처에 할당된 인덱스)를 연쇄 병합 후보의 참조 픽처 인덱스로 설정할 수 있다. 또한, 제3 참조 블록을 특정하기 위해 연쇄적으로 이용된 움직임 벡터들(즉, 초기 움직임 벡터, 제1 움직임 벡터 및 제2 움직임 벡터)의 합(즉, MV_1 + MV_2 + MV_3)을, 연쇄 병합 후보의 움직임 벡터로 설정할 수 있다.
즉, 초기 움직임 정보를 기반으로, 이용 가능한 움직임 정보가 존재하지 않을 때까지 연쇄적으로 움직임 정보를 탐색함으로써, 연쇄 병합 후보를 유도할 수 있다. 구체적으로, 탐색된 움직임 정보들 중 마지막으로 탐색된 움직임 정보의 참조 픽처 인덱스를 연쇄 병합 후보의 참조 픽처 인덱스로 설정하고, 초기 움직임 정보 및 탐색된 움직임 정보들의 움직임 벡터들을 합산한 것을, 연쇄 병합 후보의 움직임 벡터로 설정할 수 있다.
또는, 초기 움직임 벡터와 현재 까지 탐색된 적어도 하나의 움직임 벡터의 합을 문턱값과 비교하여, 추가 탐색을 수행할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 일 예로, 움직임 벡터들의 합이 문턱값보다 큰 경우에는, 추가 탐색을 수행하지 않을 수 있다. 한편, 움직임 벡터들의 합이 문턱값보다 큰 것은, 합산값의 x 성분 또는 y 성분 중 하나가 문턱값보다 큰 경우 또는 합산값의 x 성분 및 y 성분 모두가 문턱값보다 큰 경우를 의미할 수 있다. 한편, x 성분 및 y 성분에 대한 문턱값이 동일할 수도 있고, x 성분 및 y 성분 각각의 문턱값이 개별적으로 설정될 수도 있다.
한편, 탐색된 참조 블록들의 크기는, 현재 블록과 동일하게 설정될 수 있다.
이용 가능한 움직임 정보가 존재하는지 여부는, 참조 블록의 움직임 정보에 의해 지시되는 위치가, 픽처, 서브 픽처, 타일 또는 슬라이스의 경계를 벗어나는지 여부에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 참조 블록의 움직임 정보에 의해 지시되는 위치가, 픽처, 서브 픽처, 타일 또는 슬라이스의 경계를 벗어나는 경우, 참조 블록의 움직임 정보는, 이용 불가능한 것으로 결정될 수 있다.
또는, 이용 가능한 움직임 정보가 존재하는지 여부는, 참조 블록에, 초기 움직임 정보와 동일한 방향의 움직임 정보가 존재하는지 여부를 기초로 결정되게 하는 것 또한 가능하다.
일 예로, 초기 움직임 정보가 L0 방향의 움직임 정보를 갖는 경우, 참조 블록이 L0 방향의 움직임 정보를 갖는 경우에만, 참조 블록의 움직임 정보를 이용 가능한 것으로 결정할 수 있다. 일 예로, 도 28의 예에서, 초기 움직임 정보의 움직임 벡터 MV_1은 L0방향이고, 제1 참조 블록에 존재하는 움직임 벡터 MV_2는 참조 블록 기준으로 L1방향인 것으로 가정한다. 동일한 방향으로만 연쇄 병합 후보를 유도하기 위한 탐색이 수행되는 것으로 설정된 경우, 제1 참조 블록의 움직임 벡터는, 연쇄 병합 후보로 이용 가능하지 않을 수 있다.
이에 따라, 초기 움직임 벡터인 MV1이 연쇄 병합 후보의 최종 움직임 벡터로 선택되며, 제2 참조 픽처를 가리키는 인덱스가 연쇄 병합 후보의 참조 픽처 인덱스로 설정될 수 있다. 이 예시에서, 참조 블록이 양방향 움직임 정보를 갖는 경우, 양방향 움직임 정보 중 L0 방향의 움직임 정보만을, 연쇄 병합 후보를 유도하는데 이용할 수 있다.
한편, 첫번째 단계에서 탐색된 참조 블록의 움직임 정보가 이용 불가한 경우, 연쇄 병합 후보의 움직임 정보는, 초기 움직임 정보와 동일하게 설정된다. 초기 움직임 정보가 연쇄 움직임 정보 병합 리스트 내 병합 후보로부터 유도된 경우, 연쇄 병합 후보의 움직임 정보는, 초기 움직임 정보를 유도하는데 이용된 병합 후보와 동일하게 설정된다. 움직임 정보 병합 리스트 내 동일한 병합 후보들이 포함되지 않도록 하기 위해, 첫번쨰 단계에서 가용한 움직임 정보가 탐색되지 않는 경우에는, 해당 초기 움직임 정보로는 가용한 연쇄 병합 후보를 유도할 수 없는 것으로 결정할 수 있다. 이 경우, 차순위 병합 후보의 움직임 정보를 초기 움직임 정보로 설정하여, 연쇄 병합 후보 유도 과정을 다시 시작할 수 있다. 혹은, 간소화를 위해, 초기 움직임 정보와 연쇄 병합 후보가 동일한 값을 가지는 경우, 연쇄 병합 후보를 유도하는 방식을 사용하지 않을 수도 있다.
초기 움직임 정보가 양방향인 경우, L0 방향 및 L1 방향 각각에 대해, 연쇄 탐색을 적용할 수 있다. 이 때, 초기 움직임 정보의 L0 움직임 정보를 기반으로, L0 방향의 움직임 정보들을 탐색하고, 초기 움직임 정보의 L1 움직임 정보를 기반으로, L1 방향의 움직임 정보들을 탐색할 수 있다. 이 때, 상기 설명한 것과 같이 참조 블록 내 존재하는 움직임 정보는, 초기 움직임 정보의 방향성과 동일한 방향성을 가진 움직임 정보만 연쇄 병합에 사용하게 할 수도 있다.
만약, 초기 움직임 정보가 양방향이고 참조블록 내 움직임 정보의 방향이 초기 움직임 정보의 방향과 동일해야 되는 것으로 결정된 경우, 연쇄 병합 후보의 L0 참조 픽처 인덱스는, 마지막으로 탐색된 L0 움직임 정보의 참조 픽처 인덱스로 설정되고, 연쇄 병합 후보의 L0 움직임 벡터는, 초기 L0 움직임 벡터 및 탐색된 L0 움직임 벡터들을 합하여 유도될 수 있다. 또한, 연쇄 병합 후보의 L1 참조 픽처 인덱스는, 마지막으로 탐색된 L1 움직임 정보의 참조 픽처 인덱스로 설정되고, 연쇄 병합 후보의 L1 움직임 벡터는, 초기 L1 움직임 벡터 및 탐색된 L1 움직임 벡터들을 합하여 유도될 수 있다.또는, 이용 가능한 움직임 정보가 존재하는지 여부는, 움직임 정보에 의해 지시된 참조 블록이 인터 예측으로 부호화/복호화되었는지 여부를 기반으로 결정될 수 있다. 즉, 움직임 정보에 의해 지시된 참조 블록에 움직임 정보가 저장되어 있는지 여부를 기반으로, 이용 가능한 움직임 정보가 존재하는지 여부가 결정될 수 있다.
일 예로, 움직임 정보에 의해 특정된 참조 블록이 인터 예측으로 부호화/복호화된 경우, 참조 블록에 대해 이용 가능한 움직임 정보가 존재하는 것으로 결정되고, 참조 블록이 인터 예측으로 부호화/복호화되지 않은 경우, 참조 블록에 대해 이용 가능한 움직임 정보가 존재하지 않는 것으로 결정될 수 있다.
한편, 움직임 정보에 의해 지시된 참조 블록이 인트라 블록 카피 모드로 부/복호화된 경우, 참조 블록의 블록 벡터를 이용하여, 연쇄 병합 후보의 움직임 벡터를 유도할 수도 있다.
도 29는 블록 벡터를 이용하여 연쇄 병합 후보를 유도하는 예를 나타낸 것이다.
일 예로, 도 29 도시된 예에서와 같이, 초기 움직임 정보(즉, MV_1, 제2 참조 픽쳐)에 의해 지시된 제1참조 블록이 인트라 블록 카피 모드로 부/복호화된 경우, 참조 블록 1의 블록 벡터(BV_1)를 기반으로, 제2 참조 픽처 1 내, 제 2참조 블록을 특정할 수 있다.
이후, 제2참조 블록에 가용한 움직임 정보 또는 블록 벡터가 존재하는지 여부에 따라, 연쇄 병합 후보 유도시, 제2참조 블록의 움직임 정보 또는 블록 벡터를 추가 이용할 것인지 여부가 결정될 수 있다. 도 29에 도시된 예에서는, 제2참조 블록 내 움직임 정보(MV2, 제3 참조 픽처)가 추가 탐색된 것으로 예시되었다.
인트라 블록 카피 모드로 부/복호화된 참조 블록도, 연쇄 병합 후보를 유도하는데 이용 가능한 것으로 설정되는 경우, 연쇄 병합 후보의 움직임 벡터는, 초기 움직임 벡터, 탐색된 움직임 벡터 및 탐색된 블록 벡터의 합으로 유도될 수 있다. 일 예로, 도 29에 도시된 예에서, 연쇄 병합 후보의 움직임 벡터는, 초기 움직임 정보의 움직임 벡터 MV_1, 제1 참조 블록의 블록 벡터 BV_1 및 제2 참조 블록의 움직임 벡터 MV_2를 합하여 유도될 수 잇다.
또한, 연쇄 병합 후보의 참조 픽처 인덱스는 가장 마지막으로 탐색된 참조 블록의 움직임 정보에 의해 유도될 수 있다. 일 예로, 도 29에 도시된 예에서, 연쇄 병합 후보의 참조 픽처 인덱스는, 제2 참조 블록의 움직임 정보에 따라 제3 참조 픽처의 인덱스로 설정할 수 있다.
한편, 가장 마지막으로 탐색된 참조 블록이 인트라 블록 카피 모드로 부/복호화된 경우, 연쇄 병합 후보의 참조 픽처 인덱스는, 가장 마지막으로 탐색된 참조 블록이 속하는 참조 픽처를 가리키도록 설정될 수 있다.
참조 블록의 움직임 정보는, 참조 블록 내 기 정의된 위치에 저장된 것일 수 있다.
도 30은 참조 블록의 움직임 정보가 유도되는 위치를 나타낸 것이다.
참조 블록의 움직임 정보는, 참조 블록 내 기 정의된 위치로부터 유도될 수 있다. 여기서, 기 정의된 위치는, 도 30에 도시된 예에서와 같이, 좌상단 위치(LT), 우상단 위치(RT), 좌하단 위치(LB), 우하단 위치(RB) 또는 중앙 위치(C0) 중 적어도 하나일 수 있다.
또는, 참조 블록의 콜로케이티드 블록로부터, 참조 블록의 움직임 정보를 유도할 수도 있다.
또는, 참조 블록 내 기 정의된 위치들을 순차적으로 스캐닝한 뒤, 가장 먼저 발견된 가용한 움직임 정보를, 참조 블록의 움직임 정보로 설정할 수도 있다.
한편, 초기 움직임 벡터를 보정한 뒤, 보정된 초기 움직임 벡터를 기반으로 연쇄 병합 후보를 유도할 수도 있다. 일 예로, 초기 움직임 정보가 가리키는 위치를 중심으로 탐색 영역으로 설정한 뒤, 탐색 영역 내 현재 블록 주변의 템플릿과의 비용이 가장 작은 위치를 결정할 수 있다. 이후, 현재 블록의 초기 움직임 벡터를, 비용이 가장 작은 위치를 가리키도록 보정된 움직임 벡터로 갱신할 수 있다.
초기 움직임 벡터를 보정할 것인지 여부는, 초기 움직임 벡터에 의해 지시되는 위치에 이용 가능한 움직임 정보가 존재하는지 여부를 기반으로 결정될 수 있다. 일 예로, 초기 움직임 정보에 의해 지시되는 제1 위치에 이용 가능한 움직임 정보가 존재하지 않는 경우, 초기 움직임 벡터를 보정하고, 보정된 초기 움직임 벡터를 기반으로 연쇄 병합 후보를 유도할 수 있다.
반면, 초기 움직임 정보에 의해 지시되는 제1 위치에 이용 가능한 움직임 정보가 존재하는 경우, 초기 움직임 벡터에 대한 보정을 수행하지 않을 수 있다.
또한, 참조 블록의 움직임 벡터를 보정한 것을, 연쇄 병합 후보를 유도하는데 이용될 수도 있다. 일 예로, 제1 참조 블록의 제1 움직임 정보가 제3 참조 픽처 내 제2 참조 위치를 가리키는 경우, 제2 참조 위치를 중심으로 탐색 영역을 설정할 수 있다. 이후, 탐색 영역 내 제1 참조 블록과 가장 비용이 작은 위치로 제1 움직임 벡터를 보정하고, 보정된 제1 움직임 벡터를 연쇄 병합 후보를 유도하는데 이용할 수 있다.
한편, 보정된 제1 움직임 벡터가 가리키는 제2 참조 블록에 이용 가능한 움직임 정보가 존재하는지 여부를 결정하고, 제2 참조 블록에 이용 가능한 움직임 정보가 존재하는 경우, 제2 참조 블록의 제2 움직임 정보도, 연쇄 병합 후보를 유도하는데 이용할 수도 있다. 또한, 제2 참조 블록의 제2 움직임 벡터에 대해서도, 보정 과정이 수행될 수 있다.
제N 참조 블록의 제N 움직임 정보를 보정할 것인지 여부도, 제N 움직임 정보에 의해 지시되는 제(N+1) 참조 블록에 이용 가능한 움직임 정보가 존재하는지 여부를 기반으로 결정될 수 있다. 일 예로, 제1 움직임 정보에 의해 지시되는 제2 참조 블록에 이용 가능한 움직임 정보가 존재하지 않는 경우, 제1 움직임 정보(구체적으로는, 제1 움직임 벡터)를 보정하고, 보정된 제1 움직임 정보를 기반으로 연쇄 병합 후보를 유도할 수 있다. 반면, 제1 움직임 정보에 의해 지시되는 제2 참조 블록에 이용 가능한 움직임 정보가 존재하는 경우, 제1 움직임 정보를 보정하지 않고, 연쇄 병합 후보를 유도할 수 있다.
또는, 간소화를 위해, 움직임 벡터의 보정은, 초기 움직임 벡터 또는 가장 마지막으로 탐색된 움직임 벡터 중 적어도 하나에 대해서만 수행될 수도 있다.
또는, 움직임 벡터의 보정은, 초기 움직임 벡터 또는 초기 움직임 정보에 의해 탐색된 제1 참조 블록의 제1 움직임 벡터 중 적어도 하나에 대해서만 수행될 수도 있다.
또는, 움직임 벡터의 보정은, 초기 움직임 벡터 및 이후 탐색된 N개의 움직임 벡터들에 대해서만 수행될 수 있다. 여기서, N은, 부호화기 및 복호화기에서 기 정의된 값으로, 0, 1, 2 또는 3 등의 값을 가질 수 있다.
상술한 예에서는, 이용 가능한 움직임 정보가 탐색되지 않을 때까지, 합산 움직임 정보를 탐색하기 위한 적어도 하나의 움직임 정보가 탐색되는 것으로 예시되었다. 일 예로, 도 28에 도시된 예에서는, 초기 움직임 정보를 기반으로 하는 1차 탐색을 통해, 제1 움직임 정보가 유도되고, 제1 움직임 정보를 기반으로 하는 2차 탐색을 통해 제2 움직임 정보가 유도된 것으로 예시되었다.
한편, 간소화를 위해, 탐색 횟수가 문턱값에 다다른 경우, 탐색을 중단할 수도 있다. 일 예로, 문턱값이 1인 경우, 초기 움직임 정보, 및 초기 움직임 정보를 기반으로 하는 1차 탐색을 통해 유도된 제1 움직임 정보를 기반으로, 움직임 벡터 합산 후보를 유도할 수 있다. 즉, 움직임 벡터 합산 후보의 참조 픽처 인덱스는, 제1 움직임 정보의 참조 픽처 인덱스와 동일하게 설정되고, 움직임 벡터 합산 후보의 움직임 벡터는, 초기 움직임 벡터 및 제1 움직임 정보의 제1 움직임 벡터를 합산하여 유도될 수 있다.
또는, 문턱값이 2인 경우, 초기 움직임 정보, 초기 움직임 정보를 기반으로 하는 1차 탐색을 통해 유도된 제1 움직임 정보, 및 제1 움직임 정보를 기반으로 하는 2차 탐색을 통해 유도된 제2 움직임 정보를 기반으로, 움직임 벡터 합산 후보를 유도할 수 있다. . 즉, 움직임 벡터 합산 후보의 참조 픽처 인덱스는, 제2 움직임 정보의 참조 픽처 인덱스와 동일하게 설정되고, 움직임 벡터 합산 후보의 움직임 벡터는, 초기 움직임 벡터, 제1 움직임 정보의 제1 움직임 벡터 및 제2 움직임 정보는 제2 움직임 벡터를 합산하여 유도될 수 있다.
문턱값은 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다.
또는, 문턱값을 나타내는 정보가 부호화되어 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 일 예로, 픽처 헤더, 슬라이스 헤더 또는 시퀀스 파라미터 세트 중 적어도 하나를 통해, 문턱값을 나타내는 정보가 부호화/복호화될 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기/형태, 또는 참조 픽처 리스트 내 참조 픽처들의 개수 중 적어도 하나에 기반하여, 문턱값이 적응적으로 결정될 수 있다. 일 예로, 초기 움직임 정보가 L0 방향을 갖는 경우, L0 참조 픽처 리스트 내 활성 상태(active state)인 참조 픽처들의 개수를 기반으로, 문턱값이 결정될 수 있다. 또는, 초기 움직임 정보가 L1 방향을 갖는 경우, L1 참조 픽처 리스트 내 활성 상태인 참조 픽처들의 개수를 기반으로, 문턱값이 결정될 수 있다.
한편, 복수개의 움직임 정보들이 탐색된 경우, 복수개의 움직임 정보들을 기반으로, 복수개의 연쇄 병합 후보들을 유도할 수도 있다. 일 예로, 초기 움직임 정보를 기반으로, N개의 움직임 정보들이 탐색된 경우, N개의 움직임 정보들을 기반으로 최대 N개의 연쇄 병합 후보들이 유도될 수 있다.
일 예로, 초기 움직임 정보 및 N 개의 움직임 정보들을 기반으로 제1 여쇄 병합 후보를 유도하고, 초기 움직임 정보 및 마지막으로 탐색된 움직임 정보를 제외한 (N-1) 개의 움직임 정보를 기반으로, 제2 연쇄 병합 후보를 유도할 수 있다. N번째 연쇄 병합 후보는, 초기 움직임 정보 및 첫번째로 탐색된 움직임 정보를 기반으로 유도될 수 있다.
이와 같이, 마지막으로 탐색된 움직임 정보들을 제외해가며, 반복적으로 연쇄 병합 후보를 유도할 수 있다.
일 예로, 도 28에 도시된 예에서, 제1 연쇄 병합 후보는, 초기 움직임 정보, 제1 참조 블록의 움직임 정보 및 제2 참조 블록의 움직임 정보를 기반으로 유도될 수 있다. 즉, 제1 연쇄 병합 후보의 참조 픽처 인덱스는, 제2 참조 블록의 참조 픽처 인덱스와 동일하게 설정되고, 제1 연쇄 병합 후보의 움직임 벡터는, 초기 움직임 정보의 움직임 벡터, 제1 참조 블록의 움직임 벡터 및 제2 참조 블록의 움직임 벡터의 합으로 유도될 수 있다.
또한, 제2 연쇄 병합 후보는, 마지막으로 탐색된 제2 참조 블록의 움직임 정보를 제외한, 초기 움직임 정보 및 제1 참조 블록의 움직임 정보를 기반으로 유도될 수 있다. 즉, 제2 연쇄 병합 후보의 참조 픽처 인덱스는, 제1 참조 블록의 참조 픽처 인덱스와 동일하게 설정되고, 제2 연쇄 병합 후보의 움직임 벡터는, 초기 움직임 정보의 움직임 벡터 및 제1 참조 블록의 움직임 벡터를 합하여 유도될 수 있다.
또는, 복수개의 연쇄 병합 후보들을 유도한 뒤, 연쇄 병합 후보들 각각의 비용(구체적으로는, 템플릿 매칭 비용(Template Matching Cost))을 유도할 수 있다. 이후, 비용이 가장 작은 M개의 연쇄 병합 후보를, 움직임 정보 병합 후보에 삽입할 수도 있다. 여기서, M은, 1, 2, 또는 3 등의 자연수 일 수 있다. M은, 부호화기 및 복호화기에서 정의되어 있을 수 있다. 또는, M은, 움직임 정보 병합 리스트가 포함할 수 있는 움직임 정보 병합 후보들의 최대 개수 및 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보들의 개수의 차분에 의해 유도될 수 있다.
연쇄 병합 후보의 비용은, 현재 블록에 인접하는 템플릿과, 연쇄 병합 후보에 의해 지시되는 참조 블록(즉, 가장 마지막 탐색된 참조 블록)에 인접하는 템플릿 간의 SAD(Sum of Absolute Difference)일 수 있다.
또는, 연쇄 병합 후보들 각각의 비용을 고려하여, 연쇄 병합 후보들의 삽입 순서를 결정할 수 있다. 즉, 비용이 가장 작은 연쇄 병합 후보가 움직임 정보 병합 리스트에 추가되었음에도, 움직임 정보 병합 리스트에 포함된 움직임 정보 병합 후보들의 개수가 문턱값에 다다르지 못한 경우, 차순위의 연쇄 병합 후보를 움직임 정보 병합 리스트에 추가할 수 있다.
이에 따라, 비용이 작은 연쇄 병합 후보가 먼저 움직임 정보 병합 리스트에 추가되고, 비용이 큰 연쇄 병합 후보가 나중에 움직임 정보 병합 리스트에 추가될 수 있다.
다른 예로, 초기 움직임 정보를 기반으로 적어도 하나의 움직임 정보가 탐색된 경우, 초기 움직임 정보를 제외하여 연쇄 병합 후보를 유도할 수도 있다. 일 예로, 도 28에 도시된 예에서, 연쇄 병합 후보의 참조 픽처 인덱스는, 제2 참조 블록의 참조 픽처 인덱스와 동일하게 설정되고, 연쇄 병합 후보의 움직임 벡터는, 제1 참조 블록의 움직임 벡터 및 제2 참조 블록의 움직임 벡터를 합하여 유도될 수 있다.
또는, 연쇄 병합 후보를 유도하는 대신, 초기 움직임 정보에 의해 지시된 참조 블록의 움직임 정보를, 새로운 병합 후보로 유도할 수도 있다.
일 예로, 도 28에 도시된 에에서, 초기 움직임 정보에 의해 참조 블록 1이 특정된 경우, 참조 블록 1의 움직임 정보를, 새로운 병합 후보로서, 움직임 정보 병합 리스트에 추가할 수 있다.
한편, 도 27의 후보 리스트 구성 방법은, 움직임 벡터 예측 리스트 내 움직임 벡터 예측 후보를 유도하는 것에도 응용 적용될 수 있다. 구체적으로, 움직임 벡터 예측 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측 후보들의 개수가 문턱값보다 작은 경우, 연쇄 움직임 벡터 예측 후보를 유도하고, 유도된 연쇄 움직임 벡터 예측 후보를, 움직임 벡터 예측 리스트에 추가할 수 있다.
연쇄 움직임 벡터 예측 후보는, 연쇄 병합 후보의 움직임 벡터를 유도하는 것과 동일할 수 있다. 초기 움직임 정보를 기반으로 적어도 하나의 움직임 정보이 탐색된 경우, 초기 움직임 정보의 움직임 벡터와, 탐색된 움직임 정보의 움직임 벡터를 합하여, 연쇄 움직임 벡터 예측 후보를 유도할 수 있다.
한편, 움직임 벡터 예측 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 지시하는 정보가 명시적으로 부호화/복호화될 수 있다. 이에 따라, 움직임 벡터들을 합산한 것을 연쇄 움직임 벡터 예측 후보로 설정하는 대신, 합산된 움직임 벡터를 스케일링하여 연쇄 움직임 벡터 예측 후보를 유도할 수 있다.
수학식 7은, 합산된 움직임 벡터를 스케일링하는 예를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2025000247-appb-img-000007
상기 수학식 7에서, a는, 현재 픽처 및 현재 블록의 참조 픽처 사이의 거리를 나타낸다. 또한, b는, 현재 픽처와 가장 마지막으로 탐색된 움직임 정보가 지시하는 참조 픽처 사이의 거리를 나타낸다.
또는, 스케일링은, 가장 마지막에 탐색된 움직임 정보에 의해 특정되는 참조 픽처 또는 초기 움직임 정보에 의해 특정되는 참조 픽처를 기준으로 수행될 수 있다.
초기 움직임 정보는, 움직임 벡터 예측 리스트 내 움직임 벡터 예측 후보로부터 유도될 수 있다. 즉, 움직임 벡터 예측 리스트 내 인덱스가 가장 작은 움직임 벡터 예측 후보를, 초기 움직임 정보의 움직임 벡터로 설정하고, 초기 움직임 정보의 참조 픽처 인덱스는, 현재 블록의 참조 픽처 인덱스와 동일하게 설정할 수 있다.
또는, 기 정의된 위치의 공간적 이웃 블록의 움직임 정보 또는 시간적 이웃 블록의 움직임 정보를 초기 움직임 정보로 설정할 수 있다.
한편, 도 27의 연쇄 병합 후보 유도 방법은, 병합 모드 또는 예측 모드 하에서 블록 벡터 후보 리스트를 구성하는 경우에도 적용될 수 있다.
구체적으로, 블록 벡터 후보 리스트에 포함된 블록 벡터 후보들의 개수가 문턱값보다 작은 경우, 초기 블록 벡터 및 적어도 하나의 탐색된 블록 벡터를 합하여 유도된 연쇄 블록 벡터 후보를 블록 벡터 후보 리스트에 삽입할 수 있다.
연쇄 블록 벡터 후보는, 현재 블록의 공간적 이웃 블록으로부터 유도된 블록 벡터 후보, 시간적 이웃 블록으로부터 블록 벡터 후보, 히스토리 기반 블록 벡터 버퍼로부터 유도된 블록 벡터 후보 또는 쌍-평균(Pair-Wise) 블록 벡터 후보 중 적어도 하나를 블록 벡터 후보 리스트에 삽입한 이후에, 블록 벡터 후보 리스트에 추가될 수 있다.
초기 블록 벡터는, 블록 벡터 후보 리스트에 포함된 블록 벡터 후보들 중 하나일 수 있다. 일 예로, 블록 벡터 후보들 중 인덱스가 가장 작은 블록 벡터 후보를, 초기 블록 벡터로 설정할 수 있다.
또는, 현재 블록의 공간적 이웃 블록 또는 시간적 이웃 블록으로부터, 초기 블록 벡터를 유도할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 좌측 이웃 블록 또는 상단 이웃 블록에 블록 벡터가 존재하는 경우, 해당 블록의 블록 벡터를, 초기 블록 벡터로 설정할 수 있다.
도 31은 연쇄 블록 벡터 후보를 유도하는 예를 나타낸 것이다.
연쇄 병합 후보 유도시에는, 현재 픽처와 상이한 참조 픽처에 속하는 참조 블록의 움직임 정보가 이용된다.
이에 반해, 연쇄 블록 벡터 후보 유도시에는, 현재 픽처 내에 존재하는 참조 블록의 움직임 정보가 이용된다.
구체적으로, 초기 블록 벡터(즉 BV_1)가 설정되면, 초기 블록 벡터를 기반으로, 현재 픽처 내 제1 참조 블록을 특정할 수 있다.
제1 참조 블록에 이용 가능한 블록 벡터가 존재하는 경우, 제1 참조 블록의 제1 블록 벡터(즉, BV_2)를 기반으로, 현재 픽처 내 제2 참조 블록을 결정할 수 있다. 구체적으로, 제1 참조 블록으로부터, 제1 블록 벡터(즉, BV_2)만큼 이격된 위치의 블록을 제2 참조 블록으로 설정할 수 있다.
위와 같은, 연쇄 탐색 과정은, 탐색된 참조 블록에 이용 가능한 블록 벡터가 존재하지 않을 때까지 반복적으로 수행될 수 있다. 일 예로, 도 31에 도시된 예에서, 제2 참조 블록의 제2 블록 벡터(즉, BV_3)에 의해 지시되는 제3 참조 블록에 이용 가능한 블록 벡터가 존재하지 않는 경우, 탐색을 종료하고, 연쇄 블록 벡터 후보를 유도할 수 있다.
구체적으로, 연쇄 블록 벡터 후보는, 초기 블록 벡터(BV_1), 제1 블록 벡터(즉, BV_2) 및 제2 블록 벡터(즉, BV_3)를 합하여 유도될 수 있다.
한편, 참조 블록의 블록 벡터는, 참조 블록 내 기 정의된 위치로부터 유도될 수 있다. 일 예로, 도 30에 도시된 위치들 중에서, 참조 블록의 블록 벡터 후보를 유도할 수 있다.
또는, 연쇄 병합 후보와 관련된 실시예에서와 같이, 탐색 횟수가 문턱값에 다다른 경우, 탐색을 중단할 수 있다.
연쇄 병합 후보와 관련된 실시예에서와 같이, 초기 움직임 벡터 또는 참조 블록의 움직임 벡터 중 적어도 하나에 대해 보정을 수행할 수도 있다.
연쇄 병합 후보와 관련된 실시예에서와 같이, 복수개의 블록 벡터들이 탐색된 경우, 복수개의 블록 벡터들을 기반으로, 복수개의 연쇄 블록 벡터 후보들을 유도할 수도 있다. 일 예로, 초기 블록 벡터를 기반으로, N개의 블록 벡터들이 탐색된 경우, N개의 블록 벡터들을 기반으로 최대 N개의 연쇄 블록 벡터 후보들이 유도될 수 있다.
일 예로, 제1 블록 벡터 후보는, 초기 블록 벡터, 제1 블록 벡터 및 제2 블록 벡터의 합으로 설정될 수 있다.
제2 블록 벡터 후보는, 마지막으로 탐색된 제2 블록 벡터를 제외한, 초기 블록 벡터 및 제1 블록 벡터의 합으로 설정될 수 있다.
연쇄 병합 후보와 관련된 실시예에서와 같이, 복수개의 연쇄 블록 벡터 후보들을 유도한 뒤, 연쇄 블록 벡터 후보들 각각의 비용(구체적으로는, 템플릿 매칭 비용)을 유도할 수 있다. 이후, 비용이 가장 M개의 연쇄 블록 벡터 후보를, 블록 벡터 후보 리스트에 삽입할 수 있다.
또는, 연쇄 블록 벡터 후보들 각각의 비용을 고려하여, 연쇄 블록 벡터 후보들의 삽입 순서가 결정될 수 있다.
한편, 현재 블록의 블록 벡터는, BV 영역 안쪽을 지시하도록 제한될 수 있다. 이에 따라, 초기 블록 벡터 및 탐색된 블록 벡터들을 합산한 것이 BV 영역을 벗어난 위치를 지시하는 경우, 탐색된 블록 벡터들 중 마지막으로 탐색된 블록 벡터를 제외하고, 연쇄 블록 벡터 후보를 유도할 수도 있다.
한편, 구체적인 설명이 누락되었다 하더라도, 움직임 정보 병합 리스트 구성을 중심으로 설명된 실시예들은, 움직임 벡터 예측 리스트 또는 블록 벡터 후보 리스트를 구성하는 데에도 이용될 수 있다.
또한, 움직임 벡터 예측 리스트 구성을 중심으로 설명된 실시예들을, 움직임 정보 병합 리스트 또는 블록 벡터 후보 리스트를 구성하는 데에 이용하거나, 블록 벡터 후보 리스트 구성을 중심으로 설명된 실시예들을, 움직임 정보 병합 리스트 또는 움직임 벡터 예측 리스트를 구성하는 데에 이용하는 것 역시 가능하다 할 것이다.
또한, 움직임 정보 병합 리스트 또는 움직임 벡터 예측 리스트 등 현재 블록의 움직임 정보를 유도하기 위한 리스트를 인터 예측 리스트라 호칭될 수 있고, 인터 예측 리스트에 포함되는 후보(예컨대, 움직임 정보 병합 후보 또는 움직임 벡터 예측 후보)를 인터 예측 후보라 호칭될 수 있다할 것이다.
나아가, 현재 블록의 움직임 정보를 유도하기 위한 인터 예측 리스트 또는 현재 블록의 블록 벡터를 유도하기 위한 블록 벡터 리스트 등, 현재 블록의 예측을 위한 벡터(즉, 움직임 벡터 또는 블록 벡터)를 유도하기 위한 리스트를 후보 리스트라 호칭할 수 있고, 후보 리스트에 포함되는 후보를 예측 후보라 호칭할 수도 있다.
한편, 상술한 실시예들은, 참조 블록들의 움직임 정보 또는 블록 벡터를 기반으로, 후보 리스트에 삽입하기 위한 새로운 후보의 생성 방법과 관련되어 있다.
다만, 참조 블록들의 움직임 정보 또는 블록 벡터를 기반으로, 새로운 후보를 생성하는 대신, 연쇄된 참조 블록들을 가중합하여, 현재 블록의 예측 블록을 획득하는 것도 가능하다.
일 예로, 도 28에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록의 초기 움직임 정보를 기반으로, 제1 참조 블록, 제2 참조 블록 및 제3 참조 블록이 특정되었다면, 연쇄적으로 탐색된 제1 참조 블록, 제2 참조 블록 및 제3 참조 블록의 가중합 연산에 기반하여, 현재 블록의 최종 예측 블록을 획득할 수도 있다.
이때, 각 참조 블록에 할당되는 가중치는, 현재 픽처와 각 참조 블록이 속하는 참조 픽처 사이의 거리(즉, POC 차분)의 비율에 따라 결정될 수 있다.
또는, 먼저 탐색된 참조 블록에 나중에 탐색된 참조 블록보다 높은 가중치를 할당할 수도 있다.
또는, 동일한 가중치를 적용하여 가중합을 수행하는 것 또한 가능하다.
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. 일 예로, 상기 하드웨어 장치는, 연산을 수행하기 위한 프로세서, 데이터를 저장하는 메모리, 데이터를 전송하는 송신기 및 데이터를 수신하는 수신기 중 적어도 하나를 포함할 수 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.
또한, 본 개시에 의하면, 상술한 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 제공될 수 있다. 상기 비트스트림은, 부호화 장치에 의해 전송될 수 있고, 복호화 장치는, 상기 비트스트림을 수신하여, 영상을 복호화할 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 블록의 인터 예측 리스트를 구성하는 단계;
    상기 인터 예측 리스트로부터, 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 유도하는 단계; 및
    상기 움직임 벡터를 기반으로, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함하되,
    상기 인터 예측 리스트에는, 상기 현재 블록의 초기 움직임 정보 및 상기 초기 움직임 정보를 기반으로 연쇄적으로 탐색된 적어도 하나의 움직임 정보를 기반으로 유도된 연쇄 인터 예측 후보가 삽입되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 초기 움직임 정보는, 상기 인터 예측 리스트 내 인덱스가 가장 작은 인터 예측 후보로부터 유도된 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 초기 움직임 정보는, 상기 현재 블록의 기 정의된 위치의 공간적 이웃 블록 또는 시간적 이웃 블록으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 초기 움직임 정보를 기반으로 적어도 하나의 움직임 정보가 탐색된 경우,
    상기 연쇄 인터 예측 후보의 참조 픽처 인덱스는, 가장 마지막으로 탐색된 움직임 정보의 참조 픽처 인덱스로 설정되고,
    상기 연쇄 인터 예측 후보의 움직임 벡터는, 초기 움직임 정보 및 탐색된 움직임 정보 각각의 움직임 벡터를 합하여 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 연쇄 인터 예측 후보를 유도하기 위한 움직임 정보의 탐색은, 마지막으로 탐색된 움직임 정보에 의해 특정되는 참조 블록에 이용 가능한 움직임 정보가 존재하지 않을 때까지 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 참조 블록의 움직임 정보는, 상기 참조 블록 내 기 정의된 위치로부터 획득되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 연쇄 인터 예측 후보를 유도하기 위한 움직임 정보의 탐색은, 탐색 횟수가 문턱값에 다다를 때까지 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 초기 움직임 정보 또는 탐색된 움직임 정보에 의해 지시된 참조 블록에 이용 가능한 블록 벡터가 존재하는 경우,
    상기 연쇄 인터 예측 후보 유도시, 상기 블록 벡터가 추가 이용되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 초기 움직임 정보를 기반으로, 복수개의 움직임 정보가 탐색된 경우,
    상기 복수개의 움직임 정보에 기반하여, 복수개의 연쇄 인터 예측 후보가 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 복수개의 연쇄 인터 예측 후보 중 제1 연쇄 인터 예측 후보는, 상기 복수개의 움직임 정보를 이용하여 유도되고,
    상기 복수개의 연쇄 인터 예측 후보 중 제2 인터 예측 후보는, 상기 복수개의 움직임 정보 중 마지막 움직임 정보를 제외하여 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 초기 움직임 정보를 기반으로, 복수개의 움직임 정보가 탐색된 경우,
    상기 연쇄 인터 예측 후보의 움직임 벡터는, 초기 움직임 정보 및 복수개의 움직임 정보 각각의 움직임 벡터를 합산한 것을 스케일링하여 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 스케일링은, 상기 현재 픽처와 상기 현재 블록의 참조 픽처 간의 거리 및 상기 현재 픽처와 마지막으로 탐색된 움직임 정보가 지시하는 참조 픽처 간의 거리를 기반으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 인터 예측 리스트는, 움직임 정보 병합 리스트 또는 움직임 벡터 예측 리스트인 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  14. 현재 블록의 인터 예측 리스트를 구성하는 단계;
    상기 인터 예측 리스트로부터, 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 유도하는 단계; 및
    상기 움직임 벡터를 기반으로, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함하되,
    상기 인터 예측 리스트에는, 상기 현재 블록의 초기 움직임 정보 및 상기 초기 움직임 정보를 기반으로 연쇄적으로 탐색된 적어도 하나의 움직임 정보를 기반으로 유도된 연쇄 인터 예측 후보가 삽입되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  15. 현재 블록의 인터 예측 리스트를 구성하는 단계;
    상기 인터 예측 리스트로부터, 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 유도하는 단계; 및
    상기 움직임 벡터를 기반으로, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함하되,
    상기 인터 예측 리스트에는, 상기 현재 블록의 초기 움직임 정보 및 상기 초기 움직임 정보를 기반으로 연쇄적으로 탐색된 적어도 하나의 움직임 정보를 기반으로 유도된 연쇄 인터 예측 후보가 삽입되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법에 의해 부호화된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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