KR20210052566A - 인터 모드 기반의 영상 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

인터 모드 기반의 영상 부호화/복호화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 인터 모드에 기초하여, 현재 블록의 양방향 예측을 위한 모션 정보를 유도하고, 모션 정보를 기반으로, 현재 블록에 대해 인터 예측을 수행하며, 기-정의된 인터 모드에 따라, 양방향 예측을 위한 모션 정보는 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정될 수 있다.

Description

인터 모드 기반의 영상 부호화/복호화 방법 및 장치
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 고해상도, 고화질 비디오에 대한 요구가 증가함에 따라 차세대 비디오 서비스를 위한 고효율 비디오 압축 기술에 대한 필요성이 대두되었다. 이러한 필요성에 기반하여 H.264/AVC, HEVC 비디오 압축 표준을 공동으로 표준화한 ISO/IEC MPEG 과 ITU-T VCEG은 JVET (Joint Video Exploration Team)을 구성하여 2015년 10월부터 새로운 비디오 압축 표준을 제정하기 위한 연구 및 탐색을 진행하였으며, 2018년 4월 새로운 비디오 압축 표준의 CfP (Call for Proposal)에 대한 응답들에 대한 평가와 함께 새로운 비디오 압축 표준화를 시작하였다.
비디오 압축 기술에서 블록 분할 구조는 부호화 및 복호화를 수행하는 단위 및 예측, 변환 등의 부호화 및 복호화 주요 기술이 적용되는 단위를 의미한다. 비디오 압축 기술이 발전함에 따라 부호화 및 복호화를 위한 블록의 크기는 점차 증가하고 있으며, 블록의 분할 형태는 보다 다양한 분할 형태를 지원하고 있다. 또한, 부호화 및 복호화를 위한 단위 뿐만 아니라 블록의 역할에 따라 세분화된 단위를 사용하여 비디오 압축을 수행한다.
HEVC 표준에서는 쿼드트리 형태의 블록 분할 구조와 예측 및 변환을 위한 역할에 따라 세분화된 단위 블록을 사용하여 비디오 부호화 및 복호화를 수행한다. 쿼드-트리 형태의 블록 분할 구조와 더불어, 쿼드트리와 바이너리-트리를 결합한 형태의 QTBT (QuadTree plus Binary Tree)와 이에 트리플-트리를 결합한 MTT (Multi-Type-Tree) 등의 다양한 형태의 블록 분할 구조들이 비디오 부호화 효율 향상을 위하여 제안되고 있다. 이러한 다양한 블록 크기와 다양한 형태의 블록 분할 구조의 지원을 통하여 하나의 픽쳐는 다수의 블록들로 분할되어 각 블록에 해당하는 부호화 모드, 모션 정보, 화면 내 예측 방향 정보 등의 부호화 유닛 단위 정보가 다양하게 표현됨에 따라 이를 표현하는 비트의 수가 크게 증가하고 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치는, 제한적인 양방향 예측 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치는, 인터 예측의 효율 향상을 위한 다양한 인터 모드를 정의하고, 각 인터 모드에 따른 모션 정보 유도 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치는, 복수의 모션 벡터를 이용함에 따른 메모리 대역폭의 소비를 적응적으로 제한하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치는, 픽쳐의 계층적 분할 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 인터 모드에 기초하여, 현재 블록의 양방향 예측을 위한 모션 정보를 유도하고, 상기 모션 정보를 기반으로, 상기 현재 블록에 대해 인터 예측을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 기-정의된 인터 모드에 따라, 상기 양방향 예측을 위한 모션 정보는, 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 기-정의된 인터 모드가 머지 모드인 경우, 상기 양방향 예측을 위한 모션 정보는, 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정되고, 상기 기-정의된 인터 모드가 어파인 모드인 경우, 상기 양방향 예측을 위한 모션 정보는, 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정되지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 기-정의된 인터 모드가 머지 모드인 경우, 상기 현재 블록의 크기를 고려하여, 상기 양방향 예측을 위한 모션 정보가 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 기-정의된 인터 모드가 머지 모드인 경우, 상기 모션 정보를 유도하는 단계는, 상기 현재 블록의 머지 후보 리스트를 구성하는 단계와 상기 머지 후보 리스트로부터 상기 현재 블록의 모션 정보를 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 머지 후보 리스트는, 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보 또는 조합 머지 후보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 기-정의된 인터 모드가 어파인 모드인 경우, 상기 모션 정보를 유도하는 단계는, 상기 현재 블록의 어파인 후보로 구성된 후보 리스트를 생성하는 단계, 상기 후보 리스트와 후보 인덱스에 기반하여, 상기 현재 블록의 제어점 벡터를 유도하는 단계 및 상기 현재 블록의 제어점 벡터를 기반으로, 상기 현재 블록의 모션 벡터를 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 어파인 후보는, 공간적 후보, 시간적 후보 또는 구성된 후보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 소정의 참조 영역의 크기를 고려하여, 상기 현재 블록의 모셔 벡터가 유도되고, 상기 참조 영역은, n개의 서브 블록의 모션 벡터에 의해 특정되는 참조 블록 및 상기 참조 블록의 소수 펠을 보간하기 위해 이용되는 화소를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 참조 영역의 크기가 문턱값보다 작거나 같은 경우, 상기 현재 블록의 모션 벡터는 서브 블록 별로 유도되고, 상기 참조 영역의 크기가 상기 문턱값보다 큰 경우, 상기 현재 블록에 대해서 하나의 모션 벡터가 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록의 모션 벡터는, 어파인 모션 파라미터를 기반으로 유도되고, 상기 어파인 모션 파라미터는, 상기 현재 블록의 제어점 벡터를 기반으로 산출될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록은, 소정의 서브 픽쳐에 속하고, 상기 서브 픽쳐는, 하나의 픽쳐를 구성하는 복수의 그리드(gird) 중 동일한 인덱스를 가진 그리드의 그룹으로 정의될 수 있다.
본 발명은 소정의 조건을 만족하는 경우에만 양방향 예측을 허용하거나, 모션 벡터를 조정함으로써, 메모리 대역폭의 소비를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 공간적/시간적 머지 후보 외에 조합 머지 후보를 이용함으로써, 인터 예측의 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 어파인 모션 모델 기반의 인터 예측을 통해 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나의 픽쳐를 다단계의 조각 영역으로 분할함으로써, 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 제한적인 양방향 예측 과정을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비디오 코딩 방법 및 장치에서 어파인 변환 예측을 사용하여 화면 간 예측을 수행하는 개념을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브-블록 단위 어파인 변환 예측의 개념을 도시한다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 어파인 모드 기반의 화면 간 예측 방법을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 메모리 대역폭을 고려하여 모션 벡터를 제한하는 개념을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 코딩 방법 및 장치에서 마스크 기반 예측을 사용하는 인터 예측 방법을 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비디오 부호화 및/또는 복호화 방법 및 장치에서 양방향 예측의 개념을 도시한다.
도 10은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 제한된 양방향 예측의 개념을 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 방향성을 복호화하는 과정의 순서도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 방향성에 대한 제한 여부를 판단하는 순서도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 예측 방향성에 대한 제한 여부를 판단하는 순서도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하나의 픽쳐를 다수 개의 계층으로 정의된 단위를 이용하여 분할하는 개념을 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하나의 영상, 영상 그룹, 비디오가 다수 개의 타일로 분할되고, 이를 세 개의 타일 그룹으로 처리하는 개념을 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예로 하나의 영상, 영상 그룹, 비디오가 다수 개의 타일로 분할되어 있고, 각 타일에 대응하는 복원 영상만을 공유하며 복원하는 개념을 도시한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예로 하나의 영상, 영상 그룹 비디오가 다수 개의 타일로 분할되어 있고, 각 타일이 다시 부타일로 분리되는 예를 도시한다.
발명의 실시를 위한 최선의 형태
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 인터 모드에 기초하여, 현재 블록의 양방향 예측을 위한 모션 정보를 유도하고, 상기 모션 정보를 기반으로, 상기 현재 블록에 대해 인터 예측을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 기-정의된 인터 모드에 따라, 상기 양방향 예측을 위한 모션 정보는, 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 기-정의된 인터 모드가 머지 모드인 경우, 상기 양방향 예측을 위한 모션 정보는, 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정되고, 상기 기-정의된 인터 모드가 어파인 모드인 경우, 상기 양방향 예측을 위한 모션 정보는, 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정되지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 기-정의된 인터 모드가 머지 모드인 경우, 상기 현재 블록의 크기를 고려하여, 상기 양방향 예측을 위한 모션 정보가 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 기-정의된 인터 모드가 머지 모드인 경우, 상기 모션 정보를 유도하는 단계는, 상기 현재 블록의 머지 후보 리스트를 구성하는 단계와 상기 머지 후보 리스트로부터 상기 현재 블록의 모션 정보를 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 머지 후보 리스트는, 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보 또는 조합 머지 후보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 기-정의된 인터 모드가 어파인 모드인 경우, 상기 모션 정보를 유도하는 단계는, 상기 현재 블록의 어파인 후보로 구성된 후보 리스트를 생성하는 단계, 상기 후보 리스트와 후보 인덱스에 기반하여, 상기 현재 블록의 제어점 벡터를 유도하는 단계 및 상기 현재 블록의 제어점 벡터를 기반으로, 상기 현재 블록의 모션 벡터를 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 어파인 후보는, 공간적 후보, 시간적 후보 또는 구성된 후보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 소정의 참조 영역의 크기를 고려하여, 상기 현재 블록의 모셔 벡터가 유도되고, 상기 참조 영역은, n개의 서브 블록의 모션 벡터에 의해 특정되는 참조 블록 및 상기 참조 블록의 소수 펠을 보간하기 위해 이용되는 화소를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 참조 영역의 크기가 문턱값보다 작거나 같은 경우, 상기 현재 블록의 모션 벡터는 서브 블록 별로 유도되고, 상기 참조 영역의 크기가 상기 문턱값보다 큰 경우, 상기 현재 블록에 대해서 하나의 모션 벡터가 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록의 모션 벡터는, 어파인 모션 파라미터를 기반으로 유도되고, 상기 어파인 모션 파라미터는, 상기 현재 블록의 제어점 벡터를 기반으로 산출될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록은, 소정의 서브 픽쳐에 속하고, 상기 서브 픽쳐는, 하나의 픽쳐를 구성하는 복수의 그리드(gird) 중 동일한 인덱스를 가진 그리드의 그룹으로 정의될 수 있다.
발명의 실시를 위한 형태
하기는 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 ~(하는) 단계 또는 ~의 단계는 ~를 위한 단계를 의미하지 않는다. 또한, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
덧붙여, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 기술되고, 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 이러한 각 구성부의 통합된 실시 예 및 분리된 실시 예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
이하 본 명세서에 기재된 본 발명의 다양한 실시 예에서, “~부”, “~기”, “~유닛”, “~모듈”, “~블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 부호화 블록은 현재 부호화 및 복호화가 수행되는 대상 화소들의 집합의 처리 단위를 의미하며, 부호화 블록, 부호화 유닛으로 혼용하여 사용될 수 있다. 또한, 상기 부호화 유닛은 CU(Coding Unit)을 지칭하며, CB(Coding Block)을 포함하여 포괄적으로 지칭할 수 있다.
또한, 쿼드트리 분할은 하나의 블록이 사분할 되어 네 개의 독립적인 부호화 유닛으로 분할되는 것을 지칭하며, 바이너리 분할은 하나의 블록이 이분할 되어 두 개의 독립적인 부호화 유닛으로 분할되는 것을 지칭한다. 또한, 터너리 분할은 하나의 블록이 1:2:1 비율로 삼분할 되어 새 개의 독립적인 부호화 유닛으로 분할되는 것을 지칭한다.
도 1은 본 발명에 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.
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. 이하, 본 발명의 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. 부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN 으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.
예측부(120, 125)는 인터 예측 또는 화면 간 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측 또는 화면 내 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 단, 본 발명에 따른 디코더 측면의 모션 정보 유도 기법이 적용되는 경우에는, 상기 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등을 부호화기에서는 생성하지 않으므로, 해당 정보가 복호화기에도 전달되지 않게 된다. 반면, 모션 정보를 디코더 측면에서 유도하여 사용함을 지시하는 정보 및 상기 모션 정보 유도에 사용된 기법에 대한 정보를 상기 부호화기에서 시그널링(signaling)하여 전송하는 것이 가능하다.
인터 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. 인터 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 모션 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.
모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 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. 모션 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른, 디코더 측면의 모션 정보 유도 기법을 적용시에는, 모션 예측부에서 수행되는 방법으로는 템플릿 매칭 (template matching) 방법 및 모션 궤도(motion trajectory)를 활용한 양방향 매칭 (bilateral matching) 방법이 적용될 수 있다. 관련하여, 상기 템플릿 매칭 (template matching) 방법 및 양방향 매칭 (bilateral matching) 방법에 대해서는 도 3에서 상세히 후술하고자 한다.
인트라 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 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 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 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. 관련하여, 엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보를 부호화 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 모션 정보를 디코더 측면에서 유도하여 사용함을 지시하는 정보 및 모션 정보 유도에 사용된 기법에 대한 정보를 시그널링(signaling)하여 전송하는 것이 가능하다.
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 모션 추정부, 모션 보상부 및 인트라 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. 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.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 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 부호화기에서 수행된 인트라 예측 및 인터 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.
역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 영상 부호화기에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT, DST, 및 KLT에 대해 역변환 즉, 역 DCT, 역 DST 및 역 KLT를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화기에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화기의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)이 선택적으로 수행될 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 인트라 예측 또는 화면 내 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 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 반면, 만약 부호화기(100)에서 상기 인터 예측을 위한 모션 예측 관련 정보를 전송하지 않고, 대신 모션 정보를 디코더 측면에서 유도하여 사용함을 지시하는 정보 및 모션 정보 유도에 사용된 기법에 대한 정보를 전송하는 경우에는, 상기 예측 단위 판별부는 부호화기(100)로부터 전송된 정보를 기초로 하여, 인터 예측부(23)의 예측 수행을 판별하게 된다.
인터 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 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 인터 예측을 수행할 수 있다. 인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다. 또는, 상기 영상 부호화기에서 제공하는, 디코더 측면에서 모션 정보를 유도하여 사용함을 지시하는 정보 및 모션 정보 유도에 사용된 기법에 대한 정보로부터, 인터 예측부(230) 자체적으로 모션 정보를 유도하여 인터 예측을 수행할 수 있다.
인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 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 부호화기에서 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 인트라 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 부호화기로부터 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 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 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 부호화기로부터 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.
도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 제한적인 양방향 예측 과정을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 부호화/복호화 장치에 기-정의된 인터 모드에 기초하여 현재 블록의 모션 정보를 유도할 수 있다(S300).
본 발명에 따른 기-정의된 인터 모드는, 머지 모드(merge mode), AMVP 모드, 어파인 모드(affine mode) 또는 IBC 모드(intra block copy mode) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 모션 정보는, 인터 모드에 따라, 모션 벡터 예측값, 모션 벡터, 제어점 벡터 예측값, 제어점 벡터, 블록 벡터 등으로 다양하게 해석될 수 있다.
1. 머지 모드
머지 모드의 경우, 현재 블록의 모션 정보는 머지 후보의 모션 정보와 동일하게 설정될 수 있다. 이와 같이, 머지 후보와의 병합을 통해 모션 정보가 유도되며, 별도의 모션 벡터 차분값(mvd)이 시그날링되지 않는다. 이하, 머지 모드 기반의 모션 정보 유도 방법에 대해서 구체적으로 살펴보도록 한다.
먼저, 현재 블록의 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다(S1). 머지 후보 리스트는, 현재 블록의 공간적 머지 후보 또는 시간적 머지 후보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
공간적 머지 후보의 모션 정보는, 현재 블록의 공간적 이웃 블록의 모션 정보로부터 유도될 수 있다. 여기서, 공간적 이웃 블록은, 현재 블록과 동일한 픽쳐에 속하는 블록으로서, 현재 블록에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 공간적 이웃 블록은, 현재 블록의 좌측, 상단, 우상단, 좌하단 또는 좌상단 중 적어도 하나에 인접한 블록을 포함할 수 있다. 좌상단 이웃 블록은, 좌측, 상단, 우상단 및 좌하단에 인접한 블록 중 적어도 하나가 가용하지 않은 경우에 한하여 이용될 수 있다.
시간적 머지 후보의 모션 정보는, 현재 블록의 시간적 이웃 블록의 모션 정보로부터 유도될 수 있다. 시간적 이웃 블록은, 현재 블록과 다른 픽쳐에 속하는 블록으로서, 현재 블록과 동일 위치의 블록으로 정의될 수 있다. 여기서, 동일 위치의 블록은, 현재 블록의 우하단 코너에 인접한 블록(BR), 현재 블록의 중앙 샘플의 위치를 포함한 블록(CTR) 또는 현재 블록의 좌상단 샘플의 위치를 포함한 블록(TL) 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또는, 동일 위치의 블록은, 현재 블록의 좌상단 샘플의 위치에서 소정의 변이 벡터(disparity vector)만큼 쉬프트된 위치를 포함한 블록을 의미할 수도 있다. 여기서, 변이 벡터는, 전술한 공간적 이웃 블록의 모션 벡터 중 어느 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 또는, 변이 벡터는, 전술한 공간적 이웃 블록의 모션 벡터 중 적어도 2개의 조합에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 조합은, 최대값, 최소값, 중간값, 가중 평균값 등의 연산을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 변이 벡터는, 좌측 이웃 블록 또는 상단 이웃 블록의 모션 벡터로 설정될 수 있다. 또는, 변이 벡터는, 좌측 이웃 블록의 모션 벡터와 좌하단 이웃 블록의 모션 벡터 간의 중간값 또는 평균값으로 설정될 수 있다.
시간적 머지 후보의 모션 벡터와 참조 픽쳐 인덱스는, 전술한 시간적 이웃 블록의 모션 벡터와 참조 픽쳐 인덱스로 각각 유도될 수 있다. 또는, 시간적 머지 후보의 모션 벡터는 시간적 이웃 블록의 모션 벡터로 유도되고, 시간적 머지 후보의 참조 픽쳐 인덱스는 시간적 이웃 블록과 관계없이 복호화 장치에 기-약속된 디폴트 값(e.g., 0)으로 설정될 수 있다.
머지 후보 리스트는, 조합 머지 후보를 더 포함할 수 있다. 조합 머지 후보는, 기-생성된 머지 후보 리스트에 속한 n개의 머지 후보를 조합하여 유도될 수 있다.
여기서, n은 2, 3, 4 또는 그 이상의 정수일 수 있다. 조합 대상인 머지 후보의 개수(n)는 부호화/복호화 장치에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 부호화 장치에서 부호화되어 시그날링될 수도 있다. 상기 시그날링은, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 타일, 서브-타일(브릭, brick) 또는 소정의 블록 중 적어도 하나의 단위에서 수행될 수 있다. 조합 대상인 머지 후보의 개수(n)는, 잔여 머지 후보의 개수에 기반하여 가변적으로 결정될 수도 있다. 여기서, 잔여 머지 후보의 개수는, 머지 후보 리스트에 포함 가능한 머지 후보의 최대 개수와 머지 후보 리스트에 속한 머지 후보의 현재 개수 간의 차이를 의미할 수 있다. 상기 최대 개수는 부호화/복호화 장치에 기-약속된 개수이거나, 부호하 장치에서 부호화되어 시그날링될 수 있다. 상기 현재 개수는, 조합 머지 후보를 추가하기 전까지 구성된 머지 후보의 개수를 의미할 수 있다. 예를 들어, 잔여 머지 후보의 개수가 1인 경우, 2개의 머지 후보가 이용되고, 잔여 머지 후보의 개수가 1보다 큰 경우, 3개 또는 그 이상의 머지 후보가 이용될 수 있다.
상기 n개의 머지 후보의 위치는, 머지 후보 리스트에서 기-결정된 위치일 수 있다. 예를 들어, 머지 후보 리스트에 속한 머지 후보 별로 인덱스(0 내지 (k-1))가 할당될 수 있다. 여기서, k는 머지 후보 리스트에 속한 머지 후보의 총 개수를 의미할 수 있다. 이때, n개의 머지 후보의 위치는, 머지 후보 리스트에서 인덱스 0 내지 인덱스 (n-1)에 대응될 수 있다. 또는, 상기 n개의 머지 후보는, 머지 후보 리스트에 속한 각 머지 후보의 예측 방향을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 머지 후보 리스트에 속한 머지 후보 중에서, 양방향 예측인 머지 후보만을 선택적으로 이용하거나, 단방향 예측인 머지 후보만을 선택적으로 이용할 수 있다.
조합 머지 후보는, 공간적 머지 후보와 시간적 머지 후보를 모두 이용하여 유도될 수도 있고, 공간적 머지 후보 또는 시간적 머지 후보 중 어느 하나만을 이용하여 유도될 수도 있다. 예를 들어, 조합 머지 후보는 공간적 머지 후보만을 이용하여 유도되도록 제한될 수 있다. 이 경우, 조합 대상인 머지 후보의 개수는 기-생성된 머지 후보 리스트에 속한 공간적 머지 후보의 개수 내로 제한될 수 있다.
상기 조합 머지 후보는, 머지 후보 리스트에서 공간적/시간적 머지 후보 이후에 추가될 수 있다. 즉, 조합 머지 후보의 인덱스는 공간적/시간적 머지 후보의 인덱스보다 클 수 있다. 또는, 상기 조합 머지 후보는, 머지 후보 리스트에서 공간적 머지 후보와 시간적 머지 후보 사이에 추가될 수도 있다. 즉, 조합 머지 후보의 인덱스는 공간적 머지 후보의 인덱스보다 크고, 시간적 머지 후보의 인덱스보다 작을 수 있다. 또는, 조합 머지 후보의 위치는, 조합 머지 후보의 예측 방향을 고려하여 가변적으로 결정될 수도 있다. 조합 머지 후보의 예측 방향이 양방향 예측인지 여부에 따라, 머지 후보 리스트 내에서 조합 머지 후보의 위치가 재배열될 수 있다. 예를 들어, 조합 머지 후보가 양방향 예측인 경우, 공간적 또는 시간적 머지 후보보다 작은 인덱스가 할당될 수 있고, 그렇지 않은 경우, 공간적 또는 시간적 머지 후보보다 큰 인덱스가 할당될 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해 2개의 머지 후보를 기반으로 조합 머지 후보를 유도하는 방법을 살펴 보기로 한다.
조합 머지 후보의 모션 정보는, 제1 머지 후보와 제2 머지 후보의 모션 정보를 가중 평균하여 유도될 수 있다. 여기서, 가중 평균의 가중치는 [1:1], [1:2], [1:3], [2:3] 등이나, 이에 한정되지 아니한다. 상기 가중치는, 부호화/복호화 장치에 기-정의된 것일 수도 있고, 복호화 장치에서 유도될 수도 있다. 이때, 가중치는, 현재 픽쳐와 머지 후보의 참조 픽쳐 간의 거리 또는 머지 후보의 예측 방향 중 적어도 하나를 고려하여 유도될 수 있다. 또는, 조합 머지 후보의 모션 정보는, 제1 머지 후보로부터 L0 방향의 모션 정보를, 제2 머지 후보로부터 L1 방향의 모션 정보를 각각 획득하고, 이를 조합하여 유도될 수 있다. 전술한 유도 방법 중 적어도 하나에 기반하여 조합 머지 후보의 모션 정보가 유도될 수 있으며, 이는 후술하는 바와 같이 조합 대상인 머지 후보의 예측 방향을 고려하여 수행될 수 있다.
본 명세서에서, 모션 정보는, 예측 방향 플래그, 참조 픽쳐 인덱스 또는 모션 벡터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 모션 정보는, L0 예측과 L1 예측에 대해서 각각 정의될 수 있다. 여기서, L0 예측은 참조 픽쳐 리스트 L0를 참조하는 예측을 의미하고, L1 예측은 참조 픽쳐 리스트 L1을 참조하는 예측을 의미할 수 있다.
(1) 제1 머지 후보와 제2 머지 후보 둘다 단방향 예측인 경우
[CASE 1] 제1 머지 후보가 L0 예측이고, 제2 머지 후보가 L1 예측인 경우, 조합 머지 후보의 L0 방향의 참조 픽쳐 인덱스는, 제1 머지 후보의 참조 픽쳐 인덱스로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L0 방향의 예측 방향 플래그는 1로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L0 방향의 모션 벡터는 제1 머지 후보의 모션 벡터로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 참조 픽쳐 인덱스는, 제2 머지 후보의 참조 픽쳐 인덱스로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 예측 방향 플래그는 1로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 모션 벡터는 제2 머지 후보의 모션 벡터로 유도될 수 있다.
[CASE 2] 제1 머지 후보가 L1 예측이고, 제2 머지 후보가 L0 예측인 경우, 조합 머지 후보의 L0 방향의 참조 픽쳐 인덱스는, 제2 머지 후보의 참조 픽쳐 인덱스로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L0 방향의 예측 방향 플래그는 1로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L0 방향의 모션 벡터는 제2 머지 후보의 모션 벡터로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 참조 픽쳐 인덱스는, 제1 머지 후보의 참조 픽쳐 인덱스로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 예측 방향 플래그는 1로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 모션 벡터는 제1 머지 후보의 모션 벡터로 유도될 수 있다.
[CASE 3] 제1 머지 후보 및 제2 머지 후보가 L0 예측인 경우, 조합 머지 후보의 L0 방향의 참조 픽쳐 인덱스는, 제1 머지 후보 또는 제2 머지 후보 중 어느 하나의 참조 픽쳐 인덱스로 유도될 수 있다. 예를 들어, 제1 머지 후보 및 제2 머지 후보 중 인덱스가 가장 작은 머지 후보의 참조 픽쳐 인덱스가 조합 머지 후보의 L0 방향의 참조 픽쳐 인덱스로 설정될 수 있다. 조합 머지 후보의 L0 방향의 예측 방향 플래그는 1로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L0 방향의 모션 벡터는 제1 머지 후보의 모션 벡터와 제2 머지 후보의 가중 평균으로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 참조 픽쳐 인덱스는 -1로 유도되고, L1 방향의 예측 방향 플래그는 0으로 유도되며, L1 방향의 모션 정보는 0으로 유도될 수 있다.
[CASE 4] 제1 머지 후보 및 제2 머지 후보가 L1 예측인 경우, 조합 머지 후보의 L0 방향의 참조 픽쳐 인덱스는 -1로 유도되고, L0 방향의 예측 방향 플래그는 0으로 유도되며, L0 방향의 모션 정보는 0으로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 참조 픽쳐 인덱스는, 제1 머지 후보 또는 제2 머지 후보 중 어느 하나의 참조 픽쳐 인덱스로 유도될 수 있다. 예를 들어, 제1 머지 후보 및 제2 머지 후보 중 인덱스가 가장 작은 머지 후보의 참조 픽쳐 인덱스가 조합 머지 후보의 L1 방향의 참조 픽쳐 인덱스로 설정될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 예측 방향 플래그는 1로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 모션 벡터는 제1 머지 후보의 모션 벡터와 제2 머지 후보의 가중 평균으로 유도될 수 있다.
(2) 제1 머지 후보와 제2 머지 후보 둘다 양방향 예측인 경우
[CASE 5] 조합 머지 후보의 L0 방향의 참조 픽쳐 인덱스는, 제1 머지 후보 또는 제2 머지 후보 중 어느 하나의 참조 픽쳐 인덱스로 유도될 수 있다. 예를 들어, 제1 머지 후보 및 제2 머지 후보 중 인덱스가 가장 작은 머지 후보의 참조 픽쳐 인덱스가 조합 머지 후보의 L0 방향의 참조 픽쳐 인덱스로 설정될 수 있다. 조합 머지 후보의 L0 방향의 예측 방향 플래그는 1로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L0 방향의 모션 벡터는 제1 머지 후보의 모션 벡터와 제2 머지 후보의 가중 평균으로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 참조 픽쳐 인덱스는, 제1 머지 후보 또는 제2 머지 후보 중 어느 하나의 참조 픽쳐 인덱스로 유도될 수 있다. 예를 들어, 제1 머지 후보 및 제2 머지 후보 중 인덱스가 가장 작은 머지 후보의 참조 픽쳐 인덱스가 조합 머지 후보의 L1 방향의 참조 픽쳐 인덱스로 설정될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 예측 방향 플래그는 1로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 모션 벡터는 제1 머지 후보의 모션 벡터와 제2 머지 후보의 가중 평균으로 유도될 수 있다.
(3) 제1 머지 후보는 양방향 예측이고, 제2 머지 후보는 단방향 예측인 경우
[CASE 6] 제2 머지 후보가 L0 예측인 경우, 조합 머지 후보의 L0 방향의 참조 픽쳐 인덱스는, 제1 머지 후보 또는 제2 머지 후보 중 어느 하나의 참조 픽쳐 인덱스로 유도될 수 있다. 예를 들어, 제1 머지 후보 및 제2 머지 후보 중 인덱스가 가장 작은 머지 후보의 참조 픽쳐 인덱스가 조합 머지 후보의 L0 방향의 참조 픽쳐 인덱스로 설정될 수 있다. 조합 머지 후보의 L0 방향의 예측 방향 플래그는 1로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L0 방향의 모션 벡터는 제1 머지 후보의 모션 벡터와 제2 머지 후보의 가중 평균으로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 참조 픽쳐 인덱스는, 제1 머지 후보의 참조 픽쳐 인덱스로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 예측 방향 플래그는 1로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 모션 벡터는 제1 머지 후보의 모션 벡터로 유도될 수 있다.
[CASE 7] 제2 머지 후보가 L1 예측인 경우, 조합 머지 후보의 L0 방향의 참조 픽쳐 인덱스는, 제1 머지 후보의 참조 픽쳐 인덱스로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L0 방향의 예측 방향 플래그는 1로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L0 방향의 모션 벡터는 제1 머지 후보의 모션 벡터로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 참조 픽쳐 인덱스는, 제1 머지 후보 또는 제2 머지 후보 중 어느 하나의 참조 픽쳐 인덱스로 유도될 수 있다. 예를 들어, 제1 머지 후보 및 제2 머지 후보 중 인덱스가 가장 작은 머지 후보의 참조 픽쳐 인덱스가 조합 머지 후보의 L1 방향의 참조 픽쳐 인덱스로 설정될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 예측 방향 플래그는 1로 유도될 수 있다. 조합 머지 후보의 L1 방향의 모션 벡터는 제1 머지 후보의 모션 벡터와 제2 머지 후보의 가중 평균으로 유도될 수 있다.
상기 머지 후보 리스트로부터 현재 블록의 모션 정보가 유도될 수 있다(S2).
구체적으로, 현재 블록의 머지 인덱스(merge index)가 시그날링될 수 있다. 머지 인덱스는, 머지 후보 리스트에 속한 복수의 머지 후보 중 어느 하나를 특정할 수 있다. 머지 인덱스와 동일한 인덱스를 가진 머지 후보를 추출하고, 추출된 머지 후보의 모션 정보를 이용하여 현재 블록의 모션 정보가 유도될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 모션 벡터, 참조 픽쳐 인덱스 및 예측 방향 정보는, 추출된 머지 후보의 모션 벡터, 참조 픽쳐 인덱스 및 예측 방향 정보와 동일하게 각각 설정될 수 있다.
2. AMVP 모드
AMVP 모드의 경우, 이웃 블록의 모션 벡터가 현재 블록의 모션 벡터 예측값으로 설정될 수 있다. 이를 위해, 공간적/시간적 이웃 블록의 모션 벡터로 구성된 후보 리스트가 구성되고, 후보 리스트의 복수의 모션 벡터 중 어느 하나를 특정하는 인덱스가 시그날링될 수 있다. 한편, 머지 모드와 달리, 상기 모션 벡터 예측값과 시그날링된 모션 벡터 차분값을 더하여 모션 벡터가 복원될 수 있다.
3. 어파인 모드
평행 이동만을 고려하는 이동 모션 모델(Translation Motion Model) 외에 추가적인 모션 모델을 사용할 수 있다. 예를 들어, 평행 이동뿐만 아니라 회전, 원근, 줌 인/아웃(Zoom-in/out) 등과 같은 모션을 고려하는 모션 모델을 사용할 수 있다. 이를 어파인 모드라 부르기로 한다. 어파인 모드는, 현재 블록의 제어점 벡터를 기반으로, 소정의 서브 블록의 단위로 모션 정보가 유도될 수 있다. 따라서, 어파인 모드는, 서브 블록 단위의 인터 모드 또는 서브 블록 단위의 머지 모드로 호칭될 수 있다. 이에 대해서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.
4. Intra Block Copy(IBC) 모드
IBC 모드의 경우, 이웃 블록의 모션 벡터가 현재 블록의 블록 벡터 예측값(bvp)으로 설정되고, 시그날링되는 블록 벡터 차분값(bvd)을 이용하여 블록 벡터가 복원된는 점에서 AMVP 모드와 유사하다. 다만, IBC 모드는, 현재 블록과 동일한 픽쳐 내의 기-복원된 영역을 기반으로 모션 보상을 수행하는 반면, AMVP 모드는 현재 블록과 다른 픽쳐 내의 기-복원된 영역을 기반으로 모션 보상을 수행한다는 점에서 차이가 있다.
도 3을 참조하면, 소정의 조건에 따라, 현재 블록에 대해 제한적인 양방향 예측을 수행할 수 있다(S310).
소정의 조건은, 블록 크기에 관한 조건 또는 서브 블록 단위의 인터 모드로 부호화 여부에 대한 조건 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 소정의 조건에 따라, 양방향 예측을 위한 모션 정보는, 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정될 수 있다. 이는 S300에서 유도된 모션 정보가, L0 예측과 L1 예측에 대해서 각각 유도됨을 전제로 하며, 이러한 제한적인 양방향 예측에 대해서는 도 9 내지 도 13을 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비디오 코딩 방법 및 장치에서 어파인 변환 예측을 사용하여 화면 간 예측을 수행하는 개념을 도시한다.
상기 어파인 변환 예측은 현재 블록 내의 화소를 어파인 변환을 이용하여 참조 픽쳐의 화소들에 점대응되는 모션 벡터를 생성하여 임의 형태(arbitrary shape)로 예측을 수행하는 방법을 의미한다. 단, 상기 어파인 변환 예측은 화소 단위 예측에 국한되지 않으며, 현재 블록을 다수개의 서브-블록으로 분할하여 서브-블록 단위로 모션 벡터를 획득하여 예측을 수행하는 방법 또한 포괄하여 지칭한다.
어파인 변환 예측 (affine transformation prediction) 기반의 모션 예측 방법에서는 현재 픽쳐(200) 내부의 현재 블록(201)에 대한 참조 픽쳐(210) 내부의 참조 블록으로 예측을 수행함에 있어 블록을 대표하는 둘 이상의 위치를 제어점들(control points)로 선정하여, 상기 제어점들에 대한 둘 이상의 제어 모션 벡터들(control motion vectors)(230, 231)을 사용하여 회전(rotation) 및 임의 형태(arbitrary shape)의 모션 예측을 수행한다. 이때, 다수개의 제어 모션 벡터들을 이용하여 현재 블록(201) 내의 모든 화소 단위로 모션 벡터를 계산하여 화소 단위 모션 예측을 수행하는 방법, 혹은 현재 블록(201)을 둘 이상의 서브-블록으로 분할하고 상기 서브-블록 단위로 모션 벡터를 계산하여 서브-블록 단위 모션 예측을 수행하는 방법을 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브-블록 단위 어파인 변환 예측의 개념을 도시한다.
도 3에서는 하나의 블록을 둘 이상의 서브-블록으로 분할하고, 상기 서브-블록 단위로 각각의 모션 벡터를 이용하여 화면 간 예측을 수행하는 실시 예를 도시한 도면이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 현재 블록(300)을 대표하는 둘 이상의 제어점들 (control points)을 선정하고 상기 제어점에 대응하는 모션 벡터를 이용하여 현재 블록(300)을 분할하는 둘 이상의 서브-블록들에 대한 각각의 모션 벡터를 변환하여 획득하는 방법을 포함한다. 이때, 상기 모션 벡터를 변환한다는 의미는 모션 벡터를 계산한다는 의미로도 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 현재 블록(300)을 대표하는 둘 이상의 제어점들(control points)들을 선정하고, 상기 제어점들에 대응하는 모션 벡터를 이용하여 현재 블록(300)을 분할하는 둘 이상의 서브-블록들에 대한 각각의 모션 벡터를 변환하여 획득하는 방법을 포함한다. 상기 현재 블록(300)을 대표하는 제어점은 좌측 상단 위치(311)과 우측 상단 위치(321)의 두 지점이거나, 혹은 좌측 상단 위치(311), 우측 상단 위치(321) 및 좌측 하단 위치(331)의 세 지점이 될 수 있다. 이와 더불어, 블록의 중심 위치, 블록의 우측 하단 위치 등도 제어점으로 사용할 수 있으며, 둘 이상의 다수개의 지점을 제어점으로 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제어점들에 대응하는 모션 벡터를 파라미터로 가지는 수식에 따라, 현재 블록(300)을 분할하는 각각의 서브-블록별 모션 벡터를 계산하여 각각의 서브-블록별로 모션 예측을 수행한다.
또한, 상기 현재 블록(300)을 둘 이상의 서브-블록들로 분할하는 방법으로 미리 정의된 고정된 크기를 갖는 N과 M이 동일한 정방형 혹은 N과 M이 서로 다른 직방형 블록으로 분할하는 방법이 있으며, 추가적으로 상위 레벨 신택스를 이용하여 서브-블록의 크기를 전송하는 방법도 사용될 수 있다. 이와 더불어, 상기 현재 블록(300)을 대표하는 제어점들에 대응하는 모션 벡터를 이용하여 서브-블록의 크기를 계산하는 방법도 포함한다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 어파인 모드 기반의 화면 간 예측 방법을 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 현재 블록의 모션 정보 예측을 위한 후보 리스트를 생성할 수 있다(S600).
상기 후보 리스트는, 하나 또는 그 이상의 어파인 모드 기반의 후보(이하, 어파인 후보라 함)를 포함할 수 있다. 어파인 후보(Affine Candidate)는, 제어점 벡터(control point vector)를 가진 후보를 의미할 수 있다. 제어점 벡터는, 어파인 모드를 위한 제어점의 모션 벡터를 의미하고, 블록의 코너 위치(예를 들어, 좌상단, 우상단, 좌하단, 또는 우하단 코너 중 적어도 하나의 위치)에 대해서 정의될 수 있다.
어파인 후보는, 공간적 후보, 시간적 후보 또는 구성된 후보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 공간적 후보는, 현재 블록에 공간적으로 인접한 주변 블록의 벡터로부터 유도될 수 있고, 시간적 후보는, 현재 블록에 시간적으로 인접한 주변 블록의 벡터로부터 유도될 수 있다. 여기서, 상기 주변 블록은 어파인 모드로 부호화된 블록을 의미할 수 있다. 상기 벡터는, 모션 벡터를 의미할 수도 있고, 제어점 벡터를 의미할 수도 있다.
1. 공간적/시간적 후보 유도 방법
현재 블록(500)의 너비와 높이는 각각 cbW, cbH이고, 현재 블록의 위치는 (xCb, yCb)이다. 공간적 주변 블록(510-550)의 너비와 높이는 각각 nbW, nbH이고, 공간적 주변 블록의 위치는 (xNb, yNb)이다. 공간적 주변 블록은, 현재 블록의 좌측 블록(510), 좌하단 블록(540), 우상단 블록(430), 상단 블록(420) 또는 좌상단 블록(450) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또는, 상기 공간적 주변 블록은, 상기 좌상단 블록(450)의 우측으로 인접한 블록 또는 하단으로 인접한 블록 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다.
공간적 후보는, n개의 제어점 벡터(cpMV)를 가질 수 있다. 여기서, n 값은, 1, 2, 3, 또는 그 이상의 정수일 수 있다. n 값은, 서브 블록 단위로 복호화되는지 여부에 관한 정보, 어파인 모드로 부호화된 블록인지 여부에 관한 정보 또는 어파인 모드의 타입(4-parameter 또는 6-parameter)에 관한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
예를 들어, 상기 정보에 따라, 해당 블록이 서브 블록 단위로 복호화되거나, 어파인 모드로 부호화된 블록인 경우, 해당 블록은 2개의 제어점 벡터를 가질 수 있다. 반면, 그렇지 않은 경우, 해당 블록은 어파인 모드 기반의 예측을 수행하지 않을 수 있다.
또는, 상기 정보에 따라, 해당 블록이 어파인 모드로 부호화된 블록이고, 어파인 모드의 타입이 6-parameter인 경우, 해당 블록은 3개의 제어점 벡터를 가질 수 있다. 반면, 그렇지 않은 경우, 해당 블록은 어파인 모드 기반의 예측을 수행하지 않을 수 있다.
전술한 정보는, 부호화 장치에서 부호화되어 시그날링될 수도 있다. 또는, 상기 정보 전부 또는 일부는, 블록의 속성에 기초하여 복호화 장치에서 유도될 수도 있다. 여기서, 블록은, 현재 블록을 의미할 수도 있고, 현재 블록의 공간적/시간적 주변 블록을 의미할 수도 있다. 상기 속성은, 크기, 형태, 위치, 분할 타입, 인터 모드, 잔차 계수에 관한 파라미터 등을 의미할 수 있다. 상기 인터 모드는, 복호화 장치에 기-정의된 모드로서, 머지 모드, 스킵 모드, AMVP 모드, 어파인 모드, 인트라/인터 조합 모드, IBC 모드 등을 의미할 수 있다. 또는, n 값은 전술한 블록의 속성에 기초하여 복호화 장치에서 유도될 수도 있다.
본 실시예에서, n개의 제어점 벡터는, 제1 제어점 벡터(cpMV[0]), 제2 제어점 벡터(cpMV[1]), 제3 제어점 벡터(cpMV[2]), ?? 제n 제어점 벡터(cpMV[n-1])로 표현될 수 있다.
일예로, 제1 제어점 벡터(cpMV[0]), 제2 제어점 벡터(cpMV[1]), 제3 제어점 벡터(cpMV[2]) 및 제4 제어점 벡터(cpMV[3])는, 블록의 좌상단 샘플, 우상단 샘플, 좌하단 샘플 및 우하단 샘플의 위치에 각각 대응하는 벡터일 수 있다. 여기서, 공간적 후보는, 3개의 제어점 벡터를 가지는 것을 가정하며, 3개의 제어점 벡터는 제1 내지 제n 제어점 벡터 중에서 선택된 임의의 제어점 벡터일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니하며, 공간적 후보는 2개의 제어점 벡터를 가질 수 있고, 2개의 제어점 벡터는 제1 내지 제n 제어점 벡터 중에서 선택된 임의의 제어점 벡터일 수 있다.
공간적 후보의 제어점 벡터는 현재 블록의 경계가 CTU boundary에 접하는지 여부를 고려하여 유도될 수 있다.
(1) 현재 블록의 경계가 CTU boundary에 접하지 않는 경우
상기 제1 제어점 벡터는, 공간적 주변 블록의 제1 제어점 벡터, 소정의 차분값, 현재 블록의 위치 정보 (xCb, yCb) 또는 공간적 주변 블록의 위치 정보 (xNb, yNb) 중 적어도 하나에 기초하여 유도될 수 있다.
상기 차분값의 개수는, 1개, 2개, 3개 또는 그 이상일 수 있다. 상기 차분값의 개수는, 전술한 블록의 속성을 고려하여 가변적으로 결정될 수도 있고, 복호화 장치에 기-약속된 고정된 값일 수도 있다. 상기 차분값은, 복수의 제어점 벡터 중 어느 하나와 다른 하나 간의 차분값으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 차분값은, 제2 제어점 벡터와 제1 제어점 벡터 간의 제1 차분값, 제3 제어점 벡터와 제1 제어점 벡터 간의 제2 차분값, 제4 제어점 벡터와 제3 제어점 벡터 간의 제3 차분값, 또는 제4 제어점 벡터와 제2 제어점 벡터 간의 제4 차분값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 제어점 벡터는 다음 수학식 1과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 1]
cpMvLX[ 0 ][ 0 ] = ( mvScaleHor + dHorX * ( xCb - xNb ) + dHorY * ( yCb - yNb ) )
cpMvLX[ 0 ][ 1 ] = ( mvScaleVer + dVerX * ( xCb - xNb ) + dVerY * ( yCb - yNb ) )
수학식 1에서, 변수 mvScaleHor와 mvScaleVer는 공간적 주변 블록의 제1 제어점 벡터를 의미할 수도 있고, 제1 제어점 벡터에 k만큼 쉬프트 연산을 적용하여 유도된 값을 의미할 수도 있다. 여기서, k는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 그 이상의 정수일 수 있다. 변수 dHorX와 dVerX는, 제2 제어점 벡터와 제1 제어점 벡터 간의 제1 차분값의 x 성분과 y 성분에 각각 대응된다. 변수 dHorY와 dVerY는, 제3 제어점 벡터와 제1 제어점 벡터 간의 제2 차분값의 x 성분과 y 성분에 각각 대응된다. 전술한 변수는, 다음 수학식 2와 같이 유도될 수 있다.
[수학식 2]
mvScaleHor = CpMvLX[ xNb ][ yNb ][ 0 ][ 0 ] << 7
mvScaleVer = CpMvLX[ xNb ][ yNb ][ 0 ][ 1 ] << 7
dHorX = ( CpMvLX[ xNb + nNbW - 1 ][ yNb ][ 1 ][ 0 ] - CpMvLX[ xNb ][ yNb ][ 0 ][ 0 ] ) << ( 7 - log2NbW )
dVerX = ( CpMvLX[ xNb + nNbW - 1 ][ yNb ][ 1 ][ 1 ] - CpMvLX[ xNb ][ yNb ][ 0 ][ 1 ] ) << ( 7 - log2NbW )
dHorY = ( CpMvLX[ xNb ][ yNb + nNbH - 1 ][ 2 ][ 0 ] - CpMvLX[ xNb ][ yNb ][ 2 ][ 0 ] ) << ( 7 - log2NbH )
dVerY = ( CpMvLX[ xNb ][ yNb + nNbH - 1 ][ 2 ][ 1 ] - CpMvLX[ xNb ][ yNb ][ 2 ][ 1 ] ) << ( 7 - log2NbH )
제2 제어점 벡터는, 공간적 주변 블록의 제1 제어점 벡터, 소정의 차분값, 현재 블록의 위치 정보 (xCb, yCb), 블록 크기(너비 또는 높이) 또는 공간적 주변 블록의 위치 정보 (xNb, yNb) 중 적어도 하나에 기초하여 유도될 수 있다. 여기서, 블록 크기는, 현재 블록 및/또는 공간적 주변 블록의 크기를 의미할 수 있다. 상기 차분값은, 제1 제어점 벡터에서 살펴본 바와 같은 바, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 제2 제어점 벡터의 유도 과정에서 이용되는 차분값의 범위 및/또는 개수는 제1 제어점 벡터와 상이할 수 있다.
예를 들어, 제2 제어점 벡터는 다음 수학식 3과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 3]
cpMvLX[ 1 ][ 0 ] = ( mvScaleHor + dHorX * ( xCb + cbWidth - xNb ) + dHorY * ( yCb - yNb ) )
cpMvLX[ 1 ][ 1 ] = ( mvScaleVer + dVerX * ( xCb + cbWidth - xNb ) + dVerY * ( yCb - yNb ) )
수학식 3에서, 변수 mvScaleHor, mvScaleVer, dHorX, dVerX, dHorY, dVerY는, 수학식 1에서 살펴본 바와 같으며, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
제3 제어점 벡터는, 공간적 주변 블록의 제1 제어점 벡터, 소정의 차분값, 현재 블록의 위치 정보 (xCb, yCb), 블록 크기(너비 또는 높이) 또는 공간적 주변 블록의 위치 정보 (xNb, yNb) 중 적어도 하나에 기초하여 유도될 수 있다. 여기서, 블록 크기는, 현재 블록 및/또는 공간적 주변 블록의 크기를 의미할 수 있다. 상기 차분값은, 제1 제어점 벡터에서 살펴본 바와 같은바, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 제3 제어점 벡터의 유도 과정에서 이용되는 차분값의 범위 및/또는 개수는 제1 제어점 벡터 또는 제2 제어점 벡터와 상이할 수 있다.
예를 들어, 제3 제어점 벡터는 다음 수학식 4와 같이 유도될 수 있다.
[수학식 4]
cpMvLX[ 2 ][ 0 ] = ( mvScaleHor + dHorX * ( xCb - xNb ) + dHorY * ( yCb + cbHeight - yNb ) )
cpMvLX[ 2 ][ 1 ] = ( mvScaleVer + dVerX * ( xCb - xNb ) + dVerY * ( yCb + cbHeight - yNb ) )
수학식 4에서, 변수 mvScaleHor, mvScaleVer, dHorX, dVerX, dHorY, dVerY는, 수학식 1에서 살펴본 바와 같으며, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 전술한 과정을 통해, 공간적 후보의 제n 제어점 벡터가 유도될 수 있다.
(2) 현재 블록의 경계가 CTU boundary에 접하는 경우
상기 제1 제어점 벡터는, 공간적 주변 블록의 모션 벡터(MV), 소정의 차분값, 현재 블록의 위치 정보 (xCb, yCb) 또는 공간적 주변 블록의 위치 정보 (xNb, yNb) 중 적어도 하나에 기초하여 유도될 수 있다.
상기 모션 벡터는, 공간적 주변 블록의 최하단에 위치한 서브 블록의 모션 벡터일 수 있다. 상기 서브 블록은, 공간적 주변 블록의 최하단에 위치한 복수의 서브 블록 중 최좌측, 중앙 또는 최우측에 위치한 것일 수 있다. 또는, 상기 모션 벡터는, 서브 블록의 모션 벡터의 평균값, 최대값 또는 최소값을 의미할 수도 있다.
상기 차분값의 개수는, 1개, 2개, 3개 또는 그 이상일 수 있다. 상기 차분값의 개수는, 전술한 블록의 속성을 고려하여 가변적으로 결정될 수도 있고, 복호화 장치에 기-약속된 고정된 값일 수도 있다. 상기 차분값은, 공간적 주변 블록에서 서브 블록의 단위로 저장된 복수의 모션 벡터 중 어느 하나와 다른 하나 간의 차분값으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 차분값은, 공간적 주변 블록의 우하단 서브 블록의 모션 벡터와 좌하단 서브 블록의 모션 벡터 간의 차분값을 의미할 수 있다.
예를 들어, 제1 제어점 벡터는 다음 수학식 5와 같이 유도될 수 있다.
[수학식 5]
cpMvLX[ 0 ][ 0 ] = ( mvScaleHor + dHorX * ( xCb - xNb ) + dHorY * ( yCb - yNb ) )
cpMvLX[ 0 ][ 1 ] = ( mvScaleVer + dVerX * ( xCb - xNb ) + dVerY * ( yCb - yNb ) )
수학식 5에서, 변수 mvScaleHor와 mvScaleVer는 전술한 공간적 주변 블록의 모션 벡터(MV) 또는 상기 모션 벡터에 k만큼 쉬프트 연산을 적용하여 유도된 값을 의미할 수도 있다. 여기서, k는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 그 이상의 정수일 수 있다.
상기 변수 dHorX와 dVerX는, 소정의 차분값의 x 성분과 y 성분에 각각 대응된다. 여기서, 차분값은, 공간적 주변 블록 내 우하단 서브 블록의 모션 벡터와 좌하단 서브 블록의 모션 벡터 간의 차분값을 의미한다. 변수 dHorY와 dVerY는, 상기 변수 dHorX와 dVerX에 기초하여 유도될 수 있다. 전술한 변수는, 다음 수학식 6과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 6]
mvScaleHor = MvLX[ xNb ][ yNb + nNbH - 1 ][ 0 ] << 7
mvScaleVer = MvLX[ xNb ][ yNb + nNbH - 1 ][ 1 ] << 7
dHorX = ( MvLX[ xNb + nNbW - 1 ][ yNb + nNbH - 1 ][ 0 ] - MvLX[ xNb ][ yNb + nNbH - 1 ][ 0 ] ) << ( 7 - log2NbW )
dVerX = ( MvLX[ xNb + nNbW - 1 ][ yNb + nNbH - 1 ][ 1 ] - MvLX[ xNb ][ yNb + nNbH - 1 ][ 1 ] ) << ( 7 - log2NbW )
dHorY = - dVerX
dVerY = dHorX
제2 제어점 벡터는, 공간적 주변 블록의 모션 벡터(MV), 소정의 차분값, 현재 블록의 위치 정보 (xCb, yCb), 블록 크기(너비 또는 높이) 또는 공간적 주변 블록의 위치 정보 (xNb, yNb) 중 적어도 하나에 기초하여 유도될 수 있다. 여기서, 블록 크기는, 현재 블록 및/또는 공간적 주변 블록의 크기를 의미할 수 있다. 상기 모션 벡터와 차분값에 대해서는, 제1 제어점 벡터에서 살펴본 바와 같은바, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 제2 제어점 벡터의 유도 과정에서 이용되는 모션 벡터의 위치, 차분값의 범위 및/또는 개수는 제1 제어점 벡터와 상이할 수 있다.
예를 들어, 제2 제어점 벡터는 다음 수학식 7과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 7]
cpMvLX[ 1 ][ 0 ] = ( mvScaleHor + dHorX * ( xCb + cbWidth - xNb ) + dHorY * ( yCb - yNb ) )
cpMvLX[ 1 ][ 1 ] = ( mvScaleVer + dVerX * ( xCb + cbWidth - xNb ) + dVerY * ( yCb - yNb ) )
수학식 7에서, 변수 mvScaleHor, mvScaleVer, dHorX, dVerX, dHorY, dVerY는, 수학식 5에서 살펴본 바와 같으며, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
제3 제어점 벡터는, 공간적 주변 블록의 모션 벡터(MV), 소정의 차분값, 현재 블록의 위치 정보 (xCb, yCb), 블록 크기(너비 또는 높이) 또는 공간적 주변 블록의 위치 정보 (xNb, yNb) 중 적어도 하나에 기초하여 유도될 수 있다. 여기서, 블록 크기는, 현재 블록 및/또는 공간적 주변 블록의 크기를 의미할 수 있다. 상기 모션 벡터와 차분값은, 제1 제어점 벡터에서 살펴본 바와 같은바, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 제3 제어점 벡터의 유도 과정에서 이용되는 모션 벡터의 위치, 차분값의 범위 및/또는 개수는 제1 제어점 벡터 또는 제2 제어점 벡터와 상이할 수 있다.
예를 들어, 제3 제어점 벡터는 다음 수학식 8과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 8]
cpMvLX[ 2 ][ 0 ] = ( mvScaleHor + dHorX * ( xCb - xNb ) + dHorY * ( yCb + cbHeight - yNb ) )
cpMvLX[ 2 ][ 1 ] = ( mvScaleVer + dVerX * ( xCb - xNb ) + dVerY * ( yCb + cbHeight - yNb ) )
수학식 8에서, 변수 mvScaleHor, mvScaleVer, dHorX, dVerX, dHorY, dVerY는, 수학식 5에서 살펴본 바와 같으며, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 전술한 과정을 통해, 공간적 후보의 제n 제어점 벡터가 유도될 수 있다.
전술한 어파인 후보의 유도 과정은, 기-정의된 공간적 주변 블록 각각에 대해서 수행될 수 있다. 기-정의된 공간적 주변 블록은, 현재 블록의 좌측 블록, 좌하단 블록, 우상단 블록, 상단 블록 또는 좌상단 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또는, 상기 어파인 후보의 유도 과정은, 상기 공간적 주변 블록의 그룹 별로 각각 수행될 수도 있다. 여기서, 공간적 주변 블록은, 좌측 블록 및 좌하단 블록을 포함한 제1 그룹과 우상단 블록, 상단 블록 및 좌상단 블록을 포함한 제2 그룹으로 분류될 수 있다.
예를 들어, 제1 그룹에 속한 공간적 주변 블록으로부터 하나의 어파인 후보가 유도될 수 있다. 상기 유도는, 소정의 우선 순위에 기초하여, 가용한 어파인 후보가 발견될 때까지 수행될 수 있다. 상기 우선 순위는, 좌측 블록 -> 좌하단 블록의 순서일 수도 있고, 그 역순일 수도 있다. 상기 우선 순위에 따라 제1 그룹 내의 해당 공간적 주변 블록이 어파인 모드 기반의 예측을 통해 복호화된 블록인지를 판단하고, 가장 처음 어파인 모드 기반의 예측으로 복호화된 블록이 어파인 후보로 선택될 수 있다.
마찬가지로, 제2 그룹에 속한 공간적 주변 블록으로부터 하나의 어파인 후보가 유도될 수 있다. 상기 유도는, 소정의 우선 순위에 기초하여, 가용한 어파인 후보가 발견될 때까지 수행될 수 있다. 상기 우선 순위는, 우상단 블록 -> 상단 블록 -> 좌상단 블록의 순서일 수도 있고, 그 역순일 수도 있다. 상기 우선 순위에 따라 제2 그룹 내의 해당 공간적 주변 블록이 어파인 모드 기반의 예측을 통해 복호화된 블록인지를 판단하고, 가장 처음 어파인 모드 기반의 예측으로 복호화된 블록이 어파인 후보로 선택될 수 있다.
전술한 실시예는, 시간적 주변 블록에 대해서도 동일/유사하게 적용될 수 있다. 여기서, 시간적 주변 블록은, 현재 블록과 다른 픽쳐에 속하나, 현재 블록과 동일 위치의 블록일 수 있다. 동일 위치의 블록이라 함은, 현재 블록의 좌상단 샘플의 위치, 중앙 위치 또는 현재 블록의 우하단 샘플에 인접한 샘플의 위치를 포함하는 블록일 수 있다.
또는, 시간적 주변 블록은, 상기 동일 위치의 블록에서 소정의 변이 벡터만큼 쉬프트된 위치의 블록을 의미할 수 있다. 여기서, 변이 벡터는, 전술한 현재 블록의 공간적 주변 블록 중 어느 하나의 모션 벡터에 기초하여 결정될 수 있다.
2. 구성된 후보 유도 방법
구성된 후보는, 현재 블록에 공간적/시간적 주변 블록의 모션 벡터 간의 조합에 기초하여 유도될 수 있다. 구성된 후보는, 현재 블록의 각 코너에 대응하는 제어점 벡터(이하, 제어점 벡터(cpMVCorner[n])라 함) 중 적어도 2개의 조합에 기초하여 유도될 수 있다. 여기서, n은 0, 1, 2, 3일 수 있다.
상기 제어점 벡터(cpMVCorner[n])는, 공간적 주변 블록 및/또는 시간적 주변 블록의 모션 벡터에 기초하여 유도될 수 있다. 여기서, 공간적 주변 블록은, 현재 블록의 좌상단 샘플에 인접한 제1 주변 블록(A, B 또는 C), 현재 블록의 우상단 샘플에 인접한 제2 주변 블록(D 또는 E) 또는 현재 블록의 좌하단 샘플에 인접한 제3 주변 블록(F 또는 G) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 시간적 주변 블록은, 현재 블록과 다른 픽쳐에 속하는 블록으로서, 현재 블록과 동일 위치의 블록(이하, 제4 주변 블록(Col)이라 함)을 의미할 수 있다. 여기서, 제4 주변 블록은, 현재 블록의 좌상단 샘플, 우상단 샘플 또는 좌하단 샘플의 위치를 포함하는 블록(H, I 또는 J)이거나, 현재 블록의 우하단 샘플의 위치에 인접한 블록을 의미할 수 있다.
제1 주변 블록은, 현재 블록의 좌상단(A), 상단(B) 또는 좌측(C)의 주변 블록을 의미할 수 있다. 소정의 우선 순위에 따라 주변 블록 A, B, C의 모션 벡터가 가용한지 여부를 판단하고, 가용한 주변 블록의 모션 벡터를 이용하여 제어점 벡터를 결정할 수 있다. 상기 가용성 판단은, 가용한 모션 벡터를 가진 주변 블록이 발견될 때까지 수행될 수 있다. 여기서, 우선 순위는, A -> B -> C의 순일 수도 있다. 다만, 이에 한정되지 아니하며, A -> C -> B, C -> A -> B, B -> A -> C의 순일 수도 있다.
제2 주변 블록은, 현재 블록의 상단(D) 또는 우상단(E) 주변 블록을 의미할 수 있다. 마찬가지로, 소정의 우선 순위에 따라 주변 블록 D, E의 모션 벡터가 가용한지 여부를 판단하고, 가용한 주변 블록의 모션 벡터를 이용하여 제어점 벡터를 결정할 수 있다. 상기 가용성 판단은, 가용한 모션 벡터를 가진 주변 블록이 발견될 때까지 수행될 수 있다. 여기서, 우선 순위는, D -> E의 순일 수도 있고, E -> D의 순일 수도 있다.
제3 주변 블록은, 현재 블록의 좌측(F) 또는 좌하단(G)의 주변 블록을 의미할 수 있다. 마찬가지로, 소정의 우선 순위에 따라 주변 블록의 모션 벡터가 가용한지 여부를 판단하고, 가용한 주변 블록의 모션 벡터를 이용하여 제어점 벡터를 결정할 수 있다. 상기 가용성 판단은, 가용한 모션 벡터를 가진 주변 블록이 발견될 때까지 수행될 수 있다. 여기서, 우선 순위는, G -> F의 순일 수도 있고, F -> G의 순일 수도 있다.
예를 들어, 제1 제어점 벡터(cpMVCorner[0])는 제1 주변 블록의 모션 벡터로 설정될 수 있고, 제2 제어점 벡터(cpMVCorner[1])는 제2 주변 블록의 모션 벡터로 설정될 수 있고, 제3 제어점 벡터(cpMVCorner[2])는 제3 주변 블록의 모션 벡터로 설정될 수 있다. 제4 제어점 벡터(cpMVCorner[3])는 제4 주변 블록의 모션 벡터로 설정될 수 있다.
또는, 제1 제어점 벡터는, 제1 주변 블록 또는 제4 주변 블록 중 적어도 하나의 모션 벡터를 이용하여 유도될 수 있고, 여기서 제4 주변 블록은 좌상단 샘플의 위치를 포함하는 블록(H)일 수 있다. 제2 제어점 벡터는, 제2 주변 블록 또는 제4 주변 블록 중 적어도 하나의 모션 벡터를 이용하여 유도될 수 있다. 여기서, 제4 주변 블록은 우상단 샘플의 위치를 포함하는 블록(I)일 수 있다. 제3 제어점 벡터는, 제3 주변 블록 또는 제4 주변 블록 중 적어도 하나의 모션 벡터를 이용하여 유도될 수 있다. 여기서, 제4 주변 블록은 좌하단 샘플의 위치를 포함하는 블록(J)일 수 있다.
또는, 상기 제1 내지 제4 제어점 벡터 중 어느 하나는 다른 하나에 기초하여 유도될 수 있다. 예를 들어, 제2 제어점 벡터는, 제1 제어점 벡터에 소정의 오프셋 벡터를 적용하여 유도될 수 있다. 오프셋 벡터는, 제3 제어점 벡터와 제1 제어점 벡터 간의 차분 벡터이거나 상기 차분 벡터에 소정의 스케일링 팩터를 적용하여 유도될 수 있다. 스케일링 팩터는, 현재 블록 및/또는 주변 블록의 너비 또는 높이 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
전술한 제1 내지 제4 제어점 벡터 중 적어도 2개의 조합을 통해, 본 발명에 따른 K개의 구성된 후보(ConstK)가 결정될 수 있다. K 값은, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 그 이상의 정수일 수 있다. K 값은, 부호화 장치에서 시그날링되는 정보에 기초하여 유도될 수도 있고, 복호화 장치에 기-약속된 값일 수도 있다. 상기 정보는, 후보 리스트에 포함되는 구성된 후보의 최대 개수를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 구성된 후보(Const1)는, 제1 내지 제3 제어점 벡터를 조합하여 유도될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성된 후보(Const1)는 다음 표 1과 같은 제어점 벡터를 가질 수 있다. 한편, 제1 주변 블록의 참조 픽쳐 정보가 제2 및 제3 주변 블록의 참조 픽쳐 정보와 동일한 경우에 한하여, 표 1과 같이 제어점 벡터가 구성되도록 제한될 수도 있다. 여기서, 참조 픽쳐 정보는, 참조 픽쳐 리스트 내에서 해당 참조 픽쳐의 위치를 나타내는 참조 픽쳐 인덱스를 의미할 수도 있고, 출력 순서를 나타내는 POC(picture order count) 값을 의미할 수도 있다.
Idx 제어점 벡터
0 cpMvCorner[ 0 ]
1 cpMvCorner[ 1 ]
2 cpMvCorner[ 2 ]
제2 구성된 후보(Const2)는, 제1, 제2 및 제4 제어점 벡터를 조합하여 유도될 수 있다. 예를 들어, 제2 구성된 후보(Const2)는 다음 표 2와 같은 제어점 벡터를 가질 수 있다. 한편, 제1 주변 블록의 참조 픽쳐 정보가 제2 및 제4 주변 블록의 참조 픽쳐 정보와 동일한 경우에 한하여, 표 2와 같이 제어점 벡터가 구성되도록 제한될 수도 있다. 여기서, 참조 픽쳐 정보는 전술한 바와 같다.
Idx 제어점 벡터
0 cpMvCorner[ 0 ]
1 cpMvCorner[ 1 ]
2 cpMvCorner[ 3 ] + cpMvCorner[ 1 ] - cpMvCorner[ 0 ]
cpMvCorner[ 3 ] + cpMvCorner[ 0 ] - cpMvCorner[ 1 ]
제3 구성된 후보(Const3)는, 제1, 제3 및 제4 제어점 벡터를 조합하여 유도될 수 있다. 예를 들어, 제3 구성된 후보(Const3)는 다음 표 3과 같은 제어점 벡터를 가질 수 있다. 한편, 제1 주변 블록의 참조 픽쳐 정보가 제3 및 제4 주변 블록의 참조 픽쳐 정보와 동일한 경우에 한하여, 표 3과 같이 제어점 벡터가 구성되도록 제한될 수도 있다. 여기서, 참조 픽쳐 정보는 전술한 바와 같다.
Idx 제어점 벡터 제어점 벡터
0 cpMvCorner[0] cpMvCorner[0]
1 cpMvCorner[3] + cpMvCorner[0] - cpMvCorner[2] cpMvCorner[2]
2 cpMvCorner[2] cpMvCorner[0] + cpMvCorner[3] - cpMvCorner[2]
제4 구성된 후보(Const4)는, 제2, 제3 및 제4 제어점 벡터를 조합하여 유도될 수 있다. 예를 들어, 제4 구성된 후보(Const4)는 다음 표 4와 같은 제어점 벡터를 가질 수 있다. 한편, 제2 주변 블록의 참조 픽쳐 정보가 제3 및 제4 주변 블록의 참조 픽쳐 정보와 동일한 경우에 한하여, 표 4와 같이 구성되도록 제한될 수도 있다. 여기서, 참조 픽쳐 정보는 전술한 바와 같다.
Idx 제어점 벡터 제어점 벡터
0 cpMvCorner[1] + cpMvCorner[2] - cpMvCorner[3] cpMvCorner[2]
1 cpMvCorner[1] cpMvCorner[3]
2 cpMvCorner[2] cpMvCorner[3] + cpMvCorner[2] - cpMvCorner[1]
제5 구성된 후보(Const5)는, 제1 및 제2 제어점 벡터를 조합하여 유도될 수 있다. 예를 들어, 제5 구성된 후보(Const5)는 다음 표 5와 같은 제어점 벡터를 가질 수 있다. 한편, 제1 주변 블록의 참조 픽쳐 정보가 제2 주변 블록의 참조 픽쳐 정보와 동일한 경우에 한하여, 표 5와 같이 제어점 벡터가 구성되도록 제한될 수도 있다. 여기서, 참조 픽쳐 정보는 전술한 바와 같다.
Idx 제어점 벡터
1 cpMvCorner[ 0 ]
2 cpMvCorner[ 1 ]
제6 구성된 후보(Const6)는, 제1 및 제3 제어점 벡터를 조합하여 유도될 수 있다. 예를 들어, 제6 구성된 후보(Const6)는 다음 표 6과 같은 제어점 벡터를 가질 수 있다. 한편, 제1 주변 블록의 참조 픽쳐 정보가 제3 주변 블록의 참조 픽쳐 정보와 동일한 경우에 한하여, 표 6과 같이 제어점 벡터가 구성되도록 제한될 수도 있다. 여기서, 참조 픽쳐 정보는 전술한 바와 같다.
Idx 제어점 벡터 제어점 벡터
1 cpMvCorner[ 0 ] cpMvCorner[ 0 ]
2 cpMvCorner[ 2 ] cpMvCorner[ 1 ]
표 6에서, cpMvCorner[ 1 ]는, 상기 제1 및 제3 제어점 벡터를 기반으로 유도된 제2 제어점 벡터일 수 있다. 제2 제어점 벡터는, 제1 제어점 벡터, 소정의 차분값 또는 현재/주변 블록의 크기 중 적어도 하나에 기초하여 유도될 수 있다. 예를 들어, 제2 제어점 벡터는, 다음 수학식 9와 같이 유도될 수 있다.
[수학식 9]
cpMvCorner[ 1 ][ 0 ] = ( cpMvCorner[ 0 ][ 0 ] << 7 ) + ( ( cpMvCorner[ 2 ][ 1 ] - cpMvCorner[ 0 ][ 1 ] ) << ( 7 + Log2( cbHeight / cbWidth ) ) )
cpMvCorner[ 1 ][ 1 ] = ( cpMvCorner[ 0 ][ 1 ] << 7 ) + ( ( cpMvCorner[ 2 ][ 0 ] - cpMvCorner[ 0 ][ 0 ] ) << ( 7 + Log2( cbHeight / cbWidth ) ) )
전술한 K개의 구성된 후보(ConstK)에서, K 값은 후보 리스트에 배열되는 구성된 후보의 위치 또는 우선순위를 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 제1 내지 제6 구성된 후보 모두 상기 후보 리스트에 포함될 수도 있고, 일부만이 후보 리스트에 포함될 수도 있다.
예를 들어, 현재 블록이 3개의 제어점 벡터를 이용하는 것으로 결정된 경우, 제1 내지 제4 제어점 벡터 중 3개의 조합을 통해 생성되는 구성된 후보만이 이용될 수 있다. 현재 블록이 2개의 제어점 벡터를 이용하는 것으로 결정된 경우, 제1 내지 제4 제어점 벡터 중 적어도 2개의 조합을 통해 생성되는 구성된 후보가 이용되거나, 제1 내지 제 4 제어점 벡터 중 2개의 조합만을 통해 생성되는 구성된 후보가 이용될 수도 있다.
또는, 후보 리스트에 포함되는 어파인 후보의 최대 개수를 고려하여 일부 구성된 후보만이 후보 리스트에 포함될 수도 있다. 여기서, 최대 개수는, 부호화 장치에서 시그날링되는 최대 개수 정보에 기초하여 결정되거나, 전술한 현재 블록의 속성을 고려하여 가변적으로 결정될 수도 있다. 이때, 구성된 후보(ConstK)의 K 값은 후보 리스트에 삽입되는 우선순위를 의미할 수도 있다.
한편, 상기 구성된 후보에 속한 2개의 제어점 벡터 간의 차이값이 소정의 문턱값보다 작은 경우, 해당 구성된 후보는 후보 리스트에 삽입되지 않을 수 있다. 상기 2개의 제어점 벡터 간의 차이값은, 수평 방향의 차이값과 수직 방향의 차이값으로 구분될 수 있다. 여기서, 수평 방향의 차이값은 제1 제어점 벡터(610)과 제2 제어점 벡터(620) 간의 차이값을 의미하고, 수직 방향의 차이값은 제1 제어점 벡터(610)와 제3 제어점 벡터(630) 간의 차이값을 의미할 수 있다. 상기 문턱값은, 0 또는 부호화/복호화 장치에 기-약속된 크기의 벡터를 의미할 수 있다.
전술한 복수의 어파인 후보는, 소정의 우선 순위에 기초하여 상기 후보 리스트에 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 어파인 후보는, 공간적 후보, 시간적 후보, 구성된 후보의 순서로 후보 리스트에 배열될 수 있다. 또는, 복수의 어파인 후보는, 시간적 후보, 공간적 후보, 구성된 후보의 순서로 후보 리스트에 배열될 수도 있다. 다만, 이에 한정되지 아니하며, 시간적 후보는, 구성된 후보 다음에 배열될 수도 있다. 또는, 구성된 후보 중 일부는, 공간적 후보 전에 배열되고, 나머지는 공간적 후보 뒤에 배열될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 상기 후보 리스트와 후보 인덱스에 기반하여, 현재 블록의 제어점 벡터가 유도될 수 있다(S610).
후보 인덱스는, 현재 블록의 제어점 벡터를 유도하기 위해 부호화된 인덱스를 의미할 수 있다. 상기 후보 인덱스는, 후보 리스트에 속한 복수의 어파인 후보 중 어느 하나를 특정할 수 있다. 상기 후보 인덱스에 의해 특정된 어파인 후보의 제어점 벡터를 이용하여, 현재 블록의 제어점 벡터가 유도될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 어파인 모드의 타입이 4-parameter인 경우(즉, 현재 블록이 2개의 제어점 벡터를 사용하는 것으로 결정된 경우)를 가정한다. 이때, 상기 후보 인덱스에 의해 특정된 어파인 후보가 3개의 제어점 벡터를 가진 경우, 상기 3개의 제어점 벡터 중 2개의 제어점 벡터(e.g., Idx=0, 1인 제어점 벡터)만을 선택하고, 이를 현재 블록의 제어점 벡터로 설정할 수 있다. 또는, 상기 특정된 어파인 후보의 3개의 제어점 벡터를 현재 블록의 제어점 벡터로 설정할 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 어파인 모드의 타입은 6-parameter로 갱신될 수 있다.
반대로, 현재 블록의 어파인 모드의 타입이 6-parameter인 경우(즉, 현재 블록이 3개의 제어점 벡터를 사용하는 것으로 결정된 경우)를 가정한다. 이때, 상기 후보 인덱스에 의해 특정된 어파인 후보가 2개의 제어점 벡터를 가진 경우, 1개의 추가적인 제어점 벡터를 생성하고, 상기 어파인 후보의 2개의 제어점 벡터 및 추가적인 제어점 벡터를 현재 블록의 제어점 벡터로 설정할 수 있다. 상기 추가적인 제어점 벡터는, 어파인 후보의 2개의 제어점 벡터, 현재/주변 블록의 크기 또는 위치 정보 중 적어도 하나에 기초하여 유도될 수 있다.
또는, 상기 특정된 어파인 후보의 2개의 제어점 벡터를 현재 블록의 제어점 벡터로 설정할 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 어파인 모드의 타입은 4-parameter로 갱신될 수 있다.
도 6을 참조하면, 현재 블록의 제어점 벡터를 기반으로, 현재 블록의 모션 벡터가 유도될 수 있다(S620).
상기 모션 벡터는, 현재 블록의 서브 블록의 단위로 유도될 수 있다. 이를 위해 현재 블록은 복수의 NxM 서브 블록으로 분할될 수 있다. 여기서, NxM 서브 블록은, 직사각형(N>M 또는 N<M) 또는 정사각형(N=M)의 형태일 수 있다. 상기 N과 M 값은, 4, 8, 16, 32 또는 그 이상일 수 있다.
메모리 대역폭의 소비를 고려하여, 현재 블록 내 서브 블록 별로 모션 벡터가 유도될 수도 있고, 현재 블록에 대해서 하나의 모션 벡터가 유도될 수도 있다. 이러한 선택적 유도는, 현재 블록이 양방향 예측(PRED_BI)을 수행하는지 여부 또는 소정의 참조 영역의 크기(refSize) 중 적어도 하나를 고려하여 수행될 수 있다. 여기서, 참조 영역은, 하나 또는 그 이상의 서브 블록의 모션 보상을 위해 참조되는 영역을 의미할 수 있다. 상기 참조 영역은, 하나 또는 그 이상의 서브 블록의 모션 벡터에 의해 특정되는 참조 블록 및/또는 참조 블록의 소수 펠을 보간하기 위해 이용되는 화소를 포함할 수 있다. 참조 영역의 크기는, 참조 영역의 너비 또는 높이 중 어느 하나, 너비와 높이 중 최대값/최소값, 너비와 높이의 곱, 너비와 높이의 합 등으로 표현될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 양방향 예측을 수행하고, n개의 서브 블록에 대한 참조 영역의 크기가 소정의 제1 문턱값보다 작거나 같은 경우(조건 1), 현재 블록 내 서브 블록 별로 모션 벡터가 유도될 수 있다.
또는, 현재 블록이 단방향 예측을 수행하고, m개의 서브 블록에 대한 참조 영역의 크기가 소정의 제2 문턱값보다 작거나 같은 경우(조건 2), 현재 블록 내 서브 블록 별로 모션 벡터가 유도될 수 있다.
상기 n와 m 값은 1, 2, 3, 4, 5 또는 그 이상일 수 있다. n와 m 값은 짝수로 제한될 수도 있다. n은 m보다 큰 값으로 설정될 수도 있다. 예를 들어, n은 4이고, m은 2로 설정될 수 있다.
상기 제1 문턱값은, (15+i)x(15+j)로 결정되고, 상기 제2 문턱값은 (15+i)x(11+j) 또는 (11+i)x(15+j)으로 결정될 수 있다. 여기서, i와 j는 0보다 크거나 같은 자연수일 수 있다. 예를 들어, i와 j가 0인 경우, 제1 문턱값과 제2 문턱값은 225와 165로 각각 결정될 수 있다.
상기 참조 영역의 크기는, 스케일링값(mvScaleHor, mvScaleVer), 제1 차분값(dHorX, dVerX) 또는 제2 차분값(dHorY, dVerY) 중 적어도 하나를 이용하여 결정될 수 있다. 상기 스케일링값, 제1 차분값 및 제2 차분값의 유도 방법은 전술한 바와 같으며, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
참조 영역의 크기는, n개 또는 m개의 서브 블록에 대해서 각각 결정되며, n개 또는 m개의 서브 블록의 배열 형태를 더 고려하여 다음 수학식 10과 같이 결정될 수 있다.
[수학식 10]
maxW4 = Max( 0, Max( 4 * ( 2048 + dHorX ), Max( 4*dHorY, 4 * ( 2048 + dHorX ) + 4 * dHorY ) ) )
minW4 = Min( 0, Min( 4 * ( 2048 + dHorX ), Min( 4*dHorY, 4 * ( 2048 + dHorX ) + 4 * dHorY ) ) )
maxH4 = Max( 0, Max( 4 * dVerX, Max( 4* ( 2048 + dVerY ), 4 * dVerX + 4 * ( 2048 + dVerY ) ) ) )
minH4 = Min( 0, Min( 4 * dVerX, Min( 4* ( 2048 + dVerY ), 4 * dVerX + 4 * ( 2048 + dVerY ) ) ) )
bxWX4 = ( ( maxW4 - minW4 ) >> 11 ) + 9
bxHX4 = ( ( maxH4 - minH4 ) >> 11 ) + 9
bxWXh = ( (Max( 0, 4 * ( 2048 + dHorX ) ) - Min( 0, 4 * ( 2048 + dHorX ) ) ) >> 11 ) + 9
bxHXh = ( ( Max( 0, 4 * dVerX ) - Min( 0, 4 * dVerX ) ) >> 11 ) + 9
bxWXv = ( ( Max( 0, 4 * dHorY ) - Min( 0, 4 * dHorY ) ) >> 11 ) + 9
bxHXv = ( ( Max( 0, 4 * ( 2048 + dVerY ) ) - Min( 0, 4 * ( 2048 + dVerY ) ) ) >> 11 ) + 9
수학식 10에서, bxWX4와 bxHX4는 4개의 서브 블록에 대한 참조 영역의 너비와 높이를 각각 의미할 수 있다. 4개의 서브 블록은 2x2 형태로 배열된 것일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니하며, 1x4 또는 4x1 형태로 배열된 것일 수도 있다. bxWX4와 bxHX4는 제1 차분값(dHorX, dVerX) 및 제2 차분값(dHorY, dVerY)을 이용하여 유도될 수 있다.
한편, bxWXh와 bxHXh는 2개의 서브 블록에 대한 참조 영역의 너비와 높이를 각각 의미할 수 있다. 2개의 서브 블록은 2x1 형태로 배열(수평 방향으로 배열)된 것일 수 있다. bxWXh와 bxHXh는 제1 차분값(dHorX, dVerX)만을 이용하여 유도될 수 있다. bxWXv와 bxHXv는 2개의 서브 블록에 대한 참조 영역의 너비와 높이를 각각 의미할 수 있다. 2개의 서브 블록은 1x2 형태로 배열(수직 방향으로 배열)된 것일 수 있다. bxWXv와 bxHXv는 제2 차분값(dHorY, dVerY)만을 이용하여 유도될 수 있다.
다만, 양방향 예측의 경우, 참조 영역의 크기는 n개의 서브 블록을 기준으로 결정되며, 이때 n 값은 4에 한정되지 아니하며, 3x3 또는 4x4 배열 형태의 정방형일 수도 있고, 2x3, 3x2 배열 형태의 비정방형일 수도 있다. 또한, 단방향 예측의 경우, 참조 영역의 크기는 m개의 서브 블록을 기준으로 결정되며, 이때 m은 2에 한정되지 아니하며, 2x2 또는 3x3 배열 형태의 정방형일 수도 있고, 1x4, 2x4 배열 형태의 비정방형일 수도 있다.
전술한 조건 1 또는 조건 2를 만족하지 않는 경우, 현재 블록에 대해서 하나의 모션 벡터가 유도될 수 있다. 즉, 현재 블록에 속한 모든 서브 블록은 하나의 동일한 모션 벡터를 공유할 수 있으며, 이를 통해 메모리 대역폭의 소비를 줄일 수 있다.
현재 블록의 제어점 벡터를 기반으로, 어파인 모션 파라미터를 산출하고, 산출된 어파인 모션 파라미터를 기반으로 현재 블록의 모션 벡터를 유도할 수 있다. 여기서, 어파인 모션 파라미터는, 전술한 스케일링값, 제1 차분값 또는 제2 차분값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 메모리 대역폭을 고려하여 모션 벡터를 제한하는 개념을 도시한 것이다.
하나의 현재 블록이 복수의 모션 벡터를 가지는 경우, 하나 또는 그 이상의 기준 모션 벡터를 기반으로, 나머지 모션 벡터의 속성을 제한할 수 있다. 기준 모션 벡터는 좌상단 제어점에 대응하는 모션 벡터를 의미한다. 다만, 이에 한정되지 아니하며, 기준 모션 벡터는 좌하단 또는 우상단 제어점에 대응하는 모션 벡터로 정의될 수도 있다. 이를 통해, 모션 예측 및 보상을 수행하는 메모리 대역폭을 감소시킬 수 있다. 여기서, 모션 벡터의 속성은, 모션 벡터의 방향, 크기, 개수 또는 위치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제한을 통해, 나머지 모션 벡터는, 기준 모션 벡터와 동일 또는 유사한 방향과 크기를 가진 벡터로 설정될 수 있다. 즉, 서브 블록 단위로 모션 벡터를 이용함으로 인해, 과도한 메모리 대역폭을 소비하는 것으로 판단되는 경우, 현재 블록에 속한 복수의 서브 블록은 하나의 모션 벡터를 공유/이용하도록 설정될 수 있다.
도 5에서는 하나의 블록을 둘 이상의 서브-블록으로 분할하고, 하나의 블록을 대표하는 둘 이상의 제어점들을 선정하여, 해당 제어점들에 대응하는 각각의 모션 벡터들을 이용하여 서브-블록 별 모션 벡터를 계산하는 실시예를 도시하였다.
이와 더불어, 도 7에서는, 현재 블록(300)을 대표하는 둘 이상의 제어점들(311, 321, 331)에 대응하는 모션 벡터들 중에서, 제1 모션 벡터를 기준으로 나머지 모션 벡터를 제한하는 개념을 도시한다.
도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재 블록(300)의 세 개의 제어점(311, 321, 331)에 대응하는 모션 벡터(310, 320, 330)가 존재할 때, 제1 모션 벡터(310)의 방향, 크기 등의 정보를 이용하여, 제2 모션 벡터(320) 및/또는 제3 모션 벡터(330)의 방향, 크기 등의 정보를 제1 모션 벡터와 동일/유사하도록 변경할 수 있다. 상기 모션 벡터의 변경이라 함은, 모션 벡터를 특정한 값들로 클리핑하거나, 계산하여 모션 벡터의 값을 변경하는 것을 의미한다.
이때, 상기 제1 모션 벡터를 이용하여 나머지 모션 벡터를 제한하는 방법을 사용하는 경우, 제1 모션 벡터의 크기 및 방향성을 이용하여, 나머지 모션 벡터 전부 또는 일부의 크기 및 방향성을 다시 계산하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.
제1 모션 벡터를 이용하여 나머지 모션 벡터를 제한한다는 의미는, 제1 모션 벡터에 의해 특정되는 소정의 영역 내의 위치를 참조하도록 제2 모션 벡터 및/또는 제3 모션 벡터의 크기 및 방향성을 변경하는 것을 의미할 수 있다.
도 7에서 도시한 일 실시예에서는 제2 모션 벡터(320)와 제3 모션 벡터(330)가 제1 모션 벡터(310)의 크기와 방향성에 의하여 변경되는 예제를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 코딩 방법 및 장치에서 마스크 기반 예측을 사용하는 인터 예측 방법을 도시한다.
상기 제1 모션 벡터를 이용하여 제 2 모션 벡터 및 그 외의 모션 벡터를 제한하는 방법을 도 8에서 도시하는 마스크 기반의 예측을 사용하는 화면 간 예측에서도 적용할 수 있다.
도 8에서는, 본 발명에서 제안하는 마스크 기반의 모션 예측 및 보상의 개념을 도시한다. 본 발명에서 제안하는 마스크 기반의 움직임 예측 및 보상에서는 하나의 블록에 대한 두 개 이상의 서로 다른 위치의 참조 블록들에 마스크를 적용하여 모션 예측 및 보상을 수행하는 방법이다.
도 8에서 현재 부호화 및/또는 복호화를 수행하는 픽쳐(800) 내의 현재 블록(801)에 대하여 현재 블록의 일부 화소들에 대하여는 830 모션 벡터를 이용하여 참조하는 참조 블록(820)에서 화소를 획득하고, 현재 블록의 다른 화소들에 대하여는 831 모션 벡터를 이용하여 참조하는 참조 블록(821)에서 화소를 획득하는 방법을 도시한다. 이때, 상기 현재 블록의 일부 화소들을 획득하는 과정에서 대상 화소들을 해당 참조 블록의 동일한 위치의 화소 값에 가중치를 적용하는 형태로 참조해 오는 방법이 사용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비디오 부호화 및/또는 복호화 방법 및 장치에서 양방향 예측의 개념을 도시한다.
도 9는 비디오 부호화 및 복호화 방법 및/또는 장치에서 양방향 예측을 도시한 도면으로서, 현재 픽쳐(900)에 존재하는 현재 블록(910)을 부호화 및/또는 복호화 함에 있어, 둘 이상의 참조 블록을 이용하여 예측을 수행하는 방법을 양방향 예측이라고 한다.
이때, 상기 둘 이상의 참조 블록은 시간적으로 현재 픽쳐보다 이전에 부호화 및/또는 복호화가 수행된 참조 픽쳐(901, 902)에 포함된 블록이거나, 혹은 현재 픽쳐에서 현재 블록보다 먼저 부호화 및/또는 복호화가 수행된 영역에 포함된 블록일 수 있다.
또한, 하나의 참조 블록은 시간적으로 인접한 픽쳐에 포함된 블록이고, 다른 하나의 참조 블록은 현재 픽쳐에서 현재 블록보다 먼저 부호화 및/또는 복호화가 수행된 영역에 포함된 블록일 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 현재 블록(910)에 대한 양방향 예측을 수행함에 있어, 서로 다른 모션 벡터 mv0(930), mv1(931), 혹은 둘 이상의 모션 벡터를 이용하여 유도되는 위치의 참조 블록들(920, 921)을 이용하여 현재 블록(910)의 예측 블록을 생성할 수 있다.
이때, 상기 모션 벡터는 현재 블록(910)을 기준으로 2D 좌표 평면에서 참조 블록의 상대 위치를 지정하는 정보를 포괄적으로 의미한다.
또한, 상기 모션 벡터는 두개 혹은 그 이상을 사용할 수 있다.
도 10은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 제한된 양방향 예측의 개념을 도시한다.
도 10(a)는 양방향 예측에서 L1 방향에 대한 예측이 제한된 개념을 도시한 도면으로서, 현재 픽쳐(900)에 존재하는 현재 블록(910)을 부호화 및/또는 복호화 함에 있어, 특정한 조건에 의하여 강제적으로 하나의 방향에 대하여 단방향 예측을 수행하는 방법을 제한적 양방향 예측이라고 한다.
이때, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 강제적으로 하나의 방향에 대하여 단방향 예측을 수행함에 있어, 미리 정의된 특정한 조건을 판별하는 추가적인 단계를 포함할 수 있다.
상기 미리 정의된 특정한 조건이라 함은 블록의 크기, 해당 블록의 서브-블록 단위 모션 예측 사용 여부에 대한 조건을 의미할 수 있다.
또한, 상기 미리 정의된 특정한 조건이라 함은 블록의 크기, 해당 블록의 서브-블록 단위 모션 예측 사용 여부 뿐만 아니라, 어파인 모션 예측, 대각선 블록 분할과 같은 하나의 블록을 다수개의 블록으로 분할하는 블록 분할 모션 예측 사용 여부에 대한 조건을 추가로 포함할 수 있다. 서브-블록 단위 모션 예측 사용은 어파인 모션 예측과 동일한 의미로 해석될 수도 있다.
또한, 상기 미리 정의된 특정한 조건 중 블록의 크기는 블록의 너비와 블록의 높이의 합, 혹은 블록의 너비와 블록의 높이의 곱으로 표현되는 블록의 크기를 의미하며, 이는 미리 정의되거나 혹은 하이레벨 신택스를 통하여 디코더로 전송될 수 있다.
이때, 상기 블록의 크기는 블록의 너비와 블록의 높이의 합에 대하여, (8 + 4), 혹은 (4 + 8)에서 유도되는 12, 혹은 (8 + 8)에서 유도되는 16 일 수 있다. 또한, 상기 블록의 크기는 블록의 너비와 블록의 높이의 곱에 대하여, (4 x 8), 혹은 (8 x 4)에서 유도되는 32, 혹은 (8 x 8)에서 유도되는 64 일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제한적 양방향 예측을 사용하는 경우, 현재 블록(910)의 모션 벡터 예측치 (MVP: motion vector predictor)가 양방향 예측인 경우에도 강제적으로 단방향 예측을 수행하도록 모션 벡터 정보를 조정하는 단계가 추가적으로 포함될 수 있다.
도 10(a)에서 도시한 본 발명의 일 실시 예에서는 현재 블록(910)에 대하여 L1 방향의 참조 픽쳐(902)의 참조를 제한하여 L1 방향의 참조 모션 벡터 mv1(1002)와 참조 블록(1012)를 제한하는 예를 도시한다. 이때, L1 방향의 참조 모션 벡터 mv1(1002)는 강제로 (0,0) 벡터로 초기화되고, L1 방향의 참조 픽쳐 인덱스도 초기화되며, 현재 블록(910)의 예측 방향 또한 단방향 예측 중 L0를 의미하도록 변경하는 단계를 추가적으로 포함한다.
도 10(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 양방향 예측에서 L0 방향에 대한 예측이 제한된 개념을 도시한다.
도 10(b)는 양방향 예측에서 L0 방향에 대한 예측이 제한된 개념을 도시한 도면으로서, 현재 픽쳐(900)에 존재하는 현재 블록(910)을 부호화 및/또는 복호화 함에 있어, 특정한 조건에 의하여 강제적으로 하나의 방향에 대하여 단방향 예측을 수행하는 방법을 제한적 양방향 예측이라고 한다.
이때, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 강제적으로 하나의 방향에 대하여 단방향 예측을 수행함에 있어, 미리 정의된 특정한 조건을 판별하는 추가적인 단계를 포함할 수 있다.
상기 미리 정의된 특정한 조건이라 함은 블록의 크기, 해당 블록의 서브-블록 단위 모션 예측 사용 여부에 대한 조건을 의미할 수 있다.
또한, 상기 미리 정의된 특정한 조건이라 함은 블록의 크기, 해당 블록의 서브-블록 단위 모션 예측 사용 여부 뿐만 아니라, 어파인 모션 예측, 대각선 블록 분할과 같은 하나의 블록을 다수개의 블록으로 분할하는 블록 분할 모션 예측 사용 여부에 대한 조건을 추가로 포함할 수 있다. 서브-블록 단위 모션 예측 사용은 어파인 모션 예측과 동일한 의미로 해석될 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제한적 양방향 예측을 사용하는 경우, 현재 블록(910)의 모션 벡터 예측치 (MVP: motion vector predictor)가 양방향 예측인 경우에도 강제적으로 단방향 예측을 수행하도록 모션 벡터 정보를 조정하는 단계가 추가적으로 포함될 수 있다.
도 10(b)에서 도시한 본 발명의 일 실시 예에서는 현재 블록(910)에 대하여 L0 방향의 참조 픽쳐(901)의 참조를 제한하여 L0 방향의 참조 모션 벡터 mv0(1003)와 참조 블록(1013)을 제한하는 예를 도시한다. 이때, L0 방향의 참조 모션 벡터 mv0(1003)는 강제로 (0,0) 벡터로 초기화되고, L0 방향의 참조 픽쳐 인덱스도 초기화되며, 현재 블록(910)의 예측 방향 또한 단방향 예측 중 L1를 의미하도록 변경하는 단계를 추가적으로 포함한다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 방향성을 복호화하는 과정의 순서도를 도시한다.
도 11에서는 현재 블록의 예측 방향성을 복호화하는 과정의 순서도를 도시하며, 현재 블록의 예측 방향성을 복호화하는 모션 예측 모드에서 사용될 수 있다.
도 11에서 도시한 일 실시 예에 따르면, 예측 방향성을 복호화하는 과정에서는 현재 슬라이스 타입이 양방향 예측을 허용하는 슬라이스인지 판별하는 단계(S1110) 또는 현재 블록이 양방향 예측을 허용하는 블록인지 판별하는 단계(S1120) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 현재 블록이 양방향 예측을 허용하는 블록인 경우에는 예측 방향성의 첫번째 빈을 파싱하는 단계(S1130) 또는 상기 현재 블록의 크기가 양방향 예측을 허용하는 블록의 크기가 아닌 경우 혹은 상기 첫번째 빈이 0인 경우에는 예측 방향성의 두번째 빈을 파싱하는 단계(S1150) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
또한, 현재 예측 방향성을 양방향 예측 방향으로 설정하는 단계(S1170), 현재 예측 방향성을 L1 방향의 단방향 예측 방향으로 설정하는 단계(S1180) 또는 현재 예측 방향성을 L0 방향의 단방향 예측 방향으로 설정하는 단계(S1190) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 현재 슬라이스 타입이 양방향 예측을 허용하는 슬라이스 타입인지 판별하는 단계(S1110)에서는 현재 슬라이스 타입을 확인하여 양방향 예측을 허용하는지 판단한다.
이때, 상기 양방향 예측을 허용하는 슬라이스 타입은 B 슬라이스 일 수 있다. 또한, 현재 픽쳐 중 미리 복호화된 영역을 참조 픽쳐로 사용하는 예측 방법에서는 다양한 슬라이스 타입일 수 있다.
상기 현재 블록이 양방향 예측을 허용하는 블록인지 판별하는 단계(S1120)에서는 현재 블록에 대하여 특정한 조건을 판별하는 추가적인 단계를 의미하며, 해당 특정한 조건이라 함은 블록의 크기를 의미할 수 있다. 또한, 추가적으로 해당 블록의 서브-블록 단위 모션 예측 사용 여부, 어파인 모션 예측, 대각선 블록 분할과 같은 하나의 블록을 다수개의 블록으로 분할하는 블록 분할 모션 예측 사용 여부에 대한 조건 중 하나 혹은 그 이상을 추가로 포함할 수 있다.
도 11에서 도시한 일 실시 예에서는 현재 블록이 양방향 예측을 허용하는 블록인지 판별하는 단계(S1120)에서는 현재 블록의 크기를 이용하여 양방향 예측을 판단하는 경우를 일 실시 예로 사용하였으며, 현재 블록의 크기가 미리 정의되거나 하이레벨 신택스로 전송된 양방향 예측을 허용하는 블록의 크기인지 판단한다.
이때, 상기 미리 정의되거나 하이레벨 신택스로 전송된 양방향 예측을 허용하는 블록의 크기는 블록의 너비와 블록의 높이의 합, 혹은 블록의 너비와 블록의 높이의 곱으로 표현될 수 있다.
이때, 상기 블록의 크기는 블록의 너비와 블록의 높이의 합에 대하여, (8 + 4,) 혹은 (4 + 8)에서 유도되는 12, 혹은 (8 + 8)에서 유도되는 16 일 수 있다. 또한, 상기 블록의 크기는 블록의 너비와 블록의 높이의 곱에 대하여, (4 x 8), 혹은 (8 x 4)에서 유도되는 32, 혹은 (8 x 8)에서 유도되는 64 일 수 있다.
상기 현재 블록의 크기가 양방향 예측을 허용하는 블록의 크기인 경우에는 예측 방향성에 대한 첫번째 빈을 파싱하는 단계(S1130)와 후속 단계를 수행하고, 상기 현재 블록의 크기가 양방향 예측을 허용하는 블록의 크기가 아닌 경우에는 예측 방향성에 대한 첫번째 빈을 파싱하는 단계(S1130)과 상기 첫번째 빈의 값을 판단하는 단계(S1140)을 수행하지 않고, 예측 방향성에 대한 두번째 빈을 파싱하는 단계(S1150)을 수행한다.
상기 예측 방향성에 대한 첫번째 빈의 값을 판단하는 단계(S1140)에서 예측 방향성에 대한 첫번째 빈의 값이 1을 의미하는 경우에는 현재 블록의 예측 방향성을 양방향 예측으로 설정하는 단계(S1170)에서 현재 예측 방향성을 양방향으로 설정한다.
상기 현재 블록의 크기가 양방향 예측을 허용하는 블록의 크기가 아닌 경우 혹은 상기 예측 방향성에 대한 첫번째 빈의 값이 0인 경우에는 예측 방향성에 대한 두번째 빈을 파싱하는 단계(S1150)를 수행하며, 해당 예측 방향성에 대한 두번째 빈의 값을 판단하는 단계(S1160)에서 예측 방향성에 대한 두번째 빈의 값이 1을 의미하는 경우에는 현재 블록의 예측 방향성을 L1 방향의 단방향 예측으로 설정하는 단계(S1180)을 현재 예측 방향성을 L1 방향의 단방향 예측으로 설정하고, 상기 예측 방향성에 대한 두번째 빈의 값이 0을 의미하는 경우에는 현재 블록의 예측 방향성을 L0 방향의 단방향 예측으로 설정하는 단계(S1190)에서 현재 예측 방향성을 L0 방향성의 단방향 예측으로 설정한다.
상기 현재 블록의 크기가 양방향 예측을 허용하는 블록의 크기에 대한 일 실시 예로 표 7을 들 수 있다. 표 7과 같이, 다양한 블록 구조를 사용하여 블록을 분할하는 경우, 블록의 너비와 높이의 합이 특정한 값보다 작거나 같은 경우에는 양방향 예측을 사용하지 않으며, 상기 특정한 값보다 큰 경우에만 양방향 예측을 사용할 수 있게 제한을 둘 수 있다. 표 7에서는 상기 특정한 값을 12로 정의한 일 실시 예이다. 상기 특정한 값은 미리 정의된 값을 사용하거나, 하이레벨 신택스인 시퀀스 파라미터 셋(SPS), 픽쳐 파라미터 셋(PPS), 혹은 슬라이스 헤더(Slice header) 중 하나 혹은 그 이상에서 시그널링할 수 있다.
inter_pred_idc Name of inter_pred_idc
( cbWidth + cbHeight ) > 12 ( cbWidth + cbHeight ) <= 12
0 PRED_L0 PRED_L0
1 PRED_L1 PRED_L1
2 PRED_BI -
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 방향성에 대한 제한 여부를 판단하는 순서도를 도시한다.
도 12에서는 현재 블록의 예측 방향성에 대한 제한 여부를 판단하는 단계를 순서도로 도시하며, 현재 블록의 예측 방향성에 대한 제한 여부는 현재 블록의 예측 방향성 부호화 및/또는 복호화 단계에서 사용될 수 있으며, 현재 블록의 예측 방향성을 설정하는 단계에서도 사용될 수 있다.
상기 현재 블록의 예측 방향성을 설정하는 단계라 함은, 현재 블록이 스킵 모드 및/또는 머지 모드로 부호화 및/또는 복호화되는 경우에 현재 블록의 예측 방향성의 부호화 및/또는 복호화 단계를 거치지 않고, 미리 정의된 모션 후보의 예측 방향성을 현재 블록의 예측 방향성으로 설정하는 경우를 의미한다.
도 12에서 도시한 일 실시 예에 따르면, 현재 블록의 예측 방향성에 대한 제한 여부를 판단하는 단계는, 현재 블록이 서브 블록 단위의 모션 예측을 수행하는 블록인지 판별하는 단계(S1200)인지 판별하는 단계 또는 현재 블록의 크기가 양방향 예측을 허용하는 블록 크기인지 판별하는 단계(S1210) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 추가적으로, 현재 블록이 제한적 양방향 예측 블록인 경우에는 현재 블록의 예측 방향성, 모션 벡터, 참조 픽쳐 인덱스를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 현재 블록이 서브 블록 단위의 모션 예측을 수행하는 블록인지 판별하는 단계(S1200)에서는 현재 블록이 서브 블록 단위로 모션 예측을 수행하는 모드인지 판별하는 단계이다. 상기 서브 블록 단위의 모션 예측은 현재 블록을 다수개의 서브 블록으로 분할하여 해당 서브 블록 별로 서로 다른 모션 벡터를 참조하여 모션 예측을 수행하는 예측 모드를 의미한다. 예를 들어, 현재 블록이 서브 블록 단위의 모션 예측을 수행하는 경우(예를 들어, 어파인 모드), 현재 블록의 양방향 예측이 제한되지 않고, 그렇지 않은 경우(예를 들어, 머지 모드), 현재 블록의 양방향 예측이 제한될 수 있다. 현재 블록이 서브 블록 단위의 모션 예측을 수행하지 않는 경우라도, 후술하는 바와 같이, 현재 블록의 크기를 더 고려하여 현재 블록의 양방향 예측이 제한되는지 여부가 결정될 수도 있다.
현재 블록의 크기가 양방향 예측을 허용하는 블록 크기인지 판별하는 단계(S1210)에서는 현재 블록의 크기가 미리 정의되거나 하이레벨 신택스로 전송된 양방향 예측을 허용하는 블록의 크기인지 판단한다.
이때, 상기 미리 정의되거나 하이레벨 신택스로 전송된 양방향 예측을 허용하는 블록의 크기는 블록의 너비와 블록의 높이의 합, 혹은 블록의 너비와 블록의 높이의 곱으로 표현될 수 있다.
이때, 상기 블록의 크기는 블록의 너비와 블록의 높이의 합에 대하여, (8 + 4), 혹은 (4 + 8)에서 유도되는 12, 혹은 (8 + 8)에서 유도되는 16 일 수 있다. 또한, 상기 블록의 크기는 블록의 너비와 블록의 높이의 곱에 대하여, (4 x 8), 혹은 (8 x 4)에서 유도되는 32, 혹은 (8 x 8)에서 유도되는 64 일 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 소정의 문턱값보다 작거나 같은 경우, 현재 블록의 양방향 예측이 제한되고, 그렇지 않은 경우, 현재 블록의 양방향 예측이 제한되지 않을 수 있다. 여기서, 문턱값은, 현재 블록의 크기를 표현하는 방법에 따라 상이할 수 있으며, 전술한 바와 같이 12, 16, 32 또는 64 등으로 정의될 수 있다.
상기 현재 블록이 제한적 양방향 예측 블록으로 판별된 경우에는 추가적으로 현재 블록의 예측 방향성, 모션 벡터, 참조 픽쳐 인덱스를 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는 현재 블록이 제한적 양방향 예측 블록으로 판별된 경우에는 현재 블록의 예측 방향성을 L0 방향의 단방향 예측 블록으로 설정하고, L1 방향의 모션 벡터는 (0,0) 벡터로 초기화되고, L1 방향 참조 픽쳐 인덱스도 초기화하는 단계를 포함한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 예측 방향성에 대한 제한 여부를 판단하는 순서도를 도시한다.
도 13에서는 현재 블록의 예측 방향성에 대한 제한 여부를 판단하는 단계를 순서도로 도시하며, 현재 블록의 예측 방향성에 대한 제한 여부는 현재 블록의 예측 방향성 부호화 및/또는 복호화 단계에서 사용될 수 있으며, 현재 블록의 예측 방향성을 설정하는 단계에서도 사용될 수 있다. 이와 더불어, 현재 블록 내의 서브-블록의 예측 방향성을 설정하는 단계에서도 사용될 수 있다.
상기 현재 블록의 예측 방향성을 설정하는 단계라 함은, 현재 블록이 스킵, 모드 및/또는 머지 모드로 부호화 및/또는 복호화되는 경우에, 현재 블록의 예측 방향성의 부호화 및/또는 복호화 단계를 거치지 않고, 미리 정의된 모션 후보의 예측 방향성을 현재 블록의 예측 방향성으로 설정하는 경우를 의미한다. 또한, 현재 블록 내에 있는 모든 서브 블록들에 대하여도 예측 방향성을 설정하는 것을 포함할 수 있다.
도 13에서 도시한 일 실시 예에 따르면, 현재 블록의 예측 방향성에 대한 제한 여부를 판단하는 단계는, 현재 블록의 크기가 양방향 예측을 허용하는 블록 크기인지 판별하는 단계(S1310) 또는 현재 블록이 서브 블록 단위의 모션 예측을 수행하는 블록인지 판별하는 단계(S1320)인지 판별하는 단계 중 적어도 하나를 포함 할 수 있다. 이에 추가적으로 현재 블록의 예측 방향성, 모션 벡터, 참조 픽쳐 인덱스를 조정하는 단계(S1330, S1340) 또는 현재 블록 내의 모든 서브 블록의 예측 방향성, 모션 벡터, 참조 픽쳐 인덱스를 조정하는 단계(S1350, S1360) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
현재 블록의 크기가 양방향 예측을 허용하는 블록 크기인지 판별하는 단계(S1310)에서는, 현재 블록의 크기가 미리 정의되거나 하이레벨 신택스로 전송된 양방향 예측을 허용하는 블록의 크기인지 판단한다.
이때, 상기 미리 정의되거나 하이레벨 신택스로 전송된 양방향 예측을 허용하는 블록의 크기는, 블록의 너비와 블록의 높이의 합, 혹은 블록의 너비와 블록의 높이의 곱으로 표현될 수 있다.
이때, 상기 블록의 크기는 블록의 너비와 블록의 높이의 합에 대하여, (8 + 4), 혹은 (4 + 8)에서 유도되는 12, 혹은 (8 + 8)에서 유도되는 16 일 수 있다. 또한, 상기 블록의 크기는 블록의 너비와 블록의 높이의 곱에 대하여, (4 x 8), 혹은 (8 x 4)에서 유도되는 32, 혹은 (8 x 8)에서 유도되는 64 일 수 있다.
현재 블록이 서브 블록 단위 모션 예측을 수행하는 블록인지 판별하는 단계(S1320)에서는, 현재 블록이 서브 블록 단위로 모션 예측을 수행하는 모드인지 판별하는 단계이다. 상기 서브 블록 단위의 모션 예측은 현재 블록을 다수개의 서브 블록으로 분할하여 해당 서브 블록 별로 서로 다른 모션 벡터를 참조하여 모션 예측을 수행하는 예측 모드를 의미한다.
상기 현재 블록의 예측 방향성, 모션 벡터, 참조 픽쳐 인덱스를 조정하는 단계(S1330, S1340)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는 현재 블록이 제한적 양방향 예측 블록으로 판별된 경우에는 현재 블록의 예측 방향성을 L0 방향의 단방향 예측 블록으로 설정하고, L1 방향의 모션 벡터는 (0,0) 벡터로 초기화되고, L1 방향 참조 픽쳐 인덱스도 초기화하는 단계를 포함한다.
상기 현재 블록 내의 모든 서브 블록들의 예측 방향성, 모션 벡터, 참조 픽쳐 인덱스를 조정하는 단계(S1350, S1360)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는 현재 블록이 제한적 양방향 예측 블록으로 판별된 경우에는 현재 블록 내의 모든 서브 블록들의 예측 방향성을 L0 방향의 단방향 예측 블록으로 설정하고, L1 방향의 모션 벡터는 (0,0) 벡터로 초기화되고, L1 방향 참조 픽쳐 인덱스도 초기화하는 단계를 포함한다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하나의 픽쳐를 다수 개의 계층으로 정의된 단위를 이용하여 분할하는 개념을 도시한다.
영상 및 동영상을 복호화하는데 있어서, 한 개의 영상에 대하여 다수 개의 영상 블록으로 그룹화하여 독립적으로 복호화할 수 있다. 이 때, 상기 다수 개의 영상 블록을 그룹화하여 소정의 조각 영역을 정의할 수 있다. 여기서, 조각 영역은, 서브 픽쳐, 슬라이스, 타일, 부타일(브릭, Brick) 또는 CTU 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽쳐는 하나 또는 그 이상의 서브 픽쳐로 분할될 수 있다. 서브 픽쳐는 하나 또는 그 이상의 슬라이스로 구성되거나, 하나 또는 그 이상의 타일로 구성될 수 있다. 하나의 슬라이스가 복수의 서브 픽쳐에 걸쳐있지 않도록 제한될 수 있다. 또는, 하나의 타일이 복수의 서브 픽쳐에 걸쳐있지 않도록 제한될 수 있다.
서브 픽쳐로의 분할을 위해, 하나의 픽쳐는 k-grid 간격으로, 수직 및 수평 방향으로 분할될 수 있다. 각 grid마다 인덱스가 할당될 수 있다. 각 grid마다 인덱스가 시그날링될 수 있다. 동일한 인덱스를 가진 grid 별로 그룹핑을 수행할 수 있다. 동일한 인덱스를 가진 grid의 그룹을 서브 픽쳐로 정의할 수 있다. 상기 k-grid는 k개의 샘플 단위를 의미하며, k는 4, 8, 16, 32, 64 또는 그 이상일 수 있다. 상기 k-grid는 부호화/복호화 장치에 기-약속된 CTU의 너비 및/또는 높이와 동일하게 결정될 수도 있다.
상기 슬라이스는, 하나 또는 그 이상의 타일로 구성되거나, 하나 또는 그 이상의 브릭으로 구성될 수 있다. 슬라이스는, 타일 그룹이라는 용어로 대체될 수 있다. 상기 슬라이스는, 좌상단 타일(또는, 브릭)의 위치와 우하단 타일(또는, 브릭)의 위치에 기초하여 특정될 수 있다. 이 경우, 상기 슬라이스는 사각형 형태로 구현될 수도 있다. 타일은, 하나 또는 그 이상의 브릭으로 구성될 수 있다. 타일 또는 타일 그룹이라는 용어를 사용하여 후술하기로 한다. 다만, 타일 또는 타일 그룹은, 서브 픽쳐, 슬라이스, 타일 또는 브릭으로 대체되어 이해될 수 있다.
도 14와 같이 하나의 영상에 대하여 Tile1_1부터 Tile1_5와 같이 직사각형 형태로 분리하여 복원이 가능하다. 이 때, 한 개의 타일을 다시 한 개 혹은 다수 개의 타일로 분리할 수 있다. 이러한 개념을 부타일이라고 부를 수 있다. 반대로 한 개 혹은 다수 개의 타일을 묶어 타일 그룹이라고 부를 수 있다. 이러한 개념을 계층적으로 보면, 다 단계 타일 분할로 표현될 수 있다. 타일은 한 개 혹은 다수 개의 CTU (Coding tree unit)의 그룹을 의미하며, 여기서 타일의 오른쪽 아래쪽 경계는 온전한 CTU를 포함하지 않을 수 있다. 타일 그룹과 부타일은 직사각형의 형태를 유지할 수도 있으며, 그렇지 않을 수도 있다. 타일 그룹의 경우 타일의 배치와 묶음의 형태에 따라 그 전체적 복원 영상이 결정된다. 부타일의 경우 타일 내부의 다수 개의 CTU의 묶음으로 나타내며, 직사각형이거나, 래스터 스캐닝 순서 (raster scanning order)에 따라 슬라이스의 모양을 가질 수 있다.
먼저 한 개의 영상을 다수 개의 타일로 분리하는 정보를 압축 비트스트림의 일부 헤더 정보로 전달할 수 있다. 먼저, 하나의 비디오 영상 그룹 혹은 하나의 영상에 대한 타일들의 분할 정보에 따라 비디오 혹은 영상을 복원한다. 타일의 형태를 표현하는데 있어서, 타일의 개수와 각 타일에 대한 너비와 높이로 표현할 수 있다. 이때, 타일 형태 정보를 나타내는 순서는 래스터 스캐닝 순서로 가정할 수 있다. 도 14는 5개의 타일이 존재하는 경우, 먼저 5개의 타일로 구성되었다는 정보, 첫번째 타일부터 너비와 높이 정보를 이용하여, 수신단에서 타일의 구조를 순차적으로 복원할 수 있다.
또한, 각 타일에 대하여 부타일로 분할할 수 있으며, 수신단에서, 각 타일이 몇 개의 부타일로 구성되어 있는지 정보와 각 부타일의 너비와 높이와 같은 위치 및 크기 정보를 이용하여 각 타일이 어떻게 부타일로 구성되는지 복원할 수 있다.
또한, 각 타일을 몇 개의 그룹으로 묶어 하나의 묶음으로 영상을 복원 가능할 수 있다. 타일 그룹은 타일 그룹의 개수와 각 타일 그룹을 이루고 있는 타일 번호 혹은 순서를 표현하는 방식으로 나타낼 수 있고, 이를 수신단에서 타일 그룹의 구조를 복원할 수 있다.
타일은 영상을 독립적으로 복원할 수 있는 단위를 나타낸다. 결과적으로 다 수의 타일을 순서와 상관없이 비트스트림 정보가 존재하는 경우 동시에 독립적으로 영상 복원을 수행할 수 있다. 비디오 영상 그룹, 혹은 영상에 따라, 상위 레벨 헤더 정보에 따라, 타일 간의 상호 복원 영상을 참조할 수도 있고, 참조하지 않을 수도 있다. 정지 영상의 경우, 각 타일을 완전히 독립적으로 복원할 수 있으며, 혹은 타일 간의 참조를 통하여 복원할 수 있다. 하나의 예로, IBC 모드, 인트라 예측 등과 같이 시간적으로 동일하고 공간적으로 다른 복원 영상을 참조하는 경우, 타일 내로 참조를 제한할 수도 있으며, 상위 레벨 정보에 따라 타일 간의 참조를 허락할 수도 있다. 모션 보상의 경우도, 상위 레벨 정보에 따라 타일 간의 참조가 불가능할 수도 있으며, 타일 간의 참조를 허락할 수도 있다. 이러한 공간 혹은 시간 참조 가능 유무를 부타일에서 같은 개념으로 적용할 수 있다. 부타일들은 서로 독립적으로 엔트로피 복호화가 수행될 수 있으며, 경우에 따라, 앞선 부타일의 일부 정보를 사용하여 복호화를 수행할 수 있다. 이런 부타일들 간의 공간 및 시간 기반 예측을 불가능하거나 가능하게 할 수 있다. 또한, 앞서 언급한 타일 그룹에도 적용할 수 있다. 각 타일은 독립적으로 엔트로피 복호화가 가능하나, 타일 그룹 내에서만 공간 시간 예측 복호화를 가능하도록 할 수 있다. 이러한 타일 간, 타일 그룹 간, 부타일 간의 복원한 영상의 경계에 필터링 적용 여부를 상위 헤더 정보에 따라 결정한다. 여기서, 상기 필터링은 비디오 부호화 및 복호화 장치에서 인-루프 필터에 포함되는 디블록킹 필터, SAO (Sample adaptive offset), ALF (Adaptive loop filter) 등과 같은 필터를 지칭할 수 있다.
여기서 부타일은 타일과 같이 별도로 엔트로피 복호화될 수도 있다. 혹은 첫번째 부타일은 독립적으로 복호화를 시작할 수 있으며, 이어지는 연속된 부타일은 앞 타일의 일부 복호화 정보를 사용하여 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 혹은 앞 타일의 복원된 영상 정보를 이용하여 복호화를 수행할 수 있음을 의미한다. 이러한 다단계 영상 분할을 다수 개의 계층으로 확장할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하나의 영상, 영상 그룹, 비디오가 다수 개의 타일로 분할되고, 이를 세 개의 타일 그룹으로 처리하는 개념을 도시한다.
도 15는 하나의 영상, 영상 그룹, 비디오가 다수 개의 타일로 분할되어 있고, 이를 세 개의 타일 그룹으로 묶여 있는 경우, 각 타일 그룹은 별도의 버퍼로 모아지고, 이를 타일에 대응하는 복원 영상만을 공유하며 타일 그룹에 대응하는 영상을 복원할 수 있다.
이때, 각 타일은 별도로 엔트로피 복호화할 수도 있고, 상호 의존적으로 복원할 수도 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 타일 간, 타일 그룹 간, 혹은 부타일 간에 대하여 복원 영상 및 영상 공유를 통한 시공간 예측과 그들간의 경계 영역에 필터링 적용을 on/off할 수 있으며, 이에 대하여 상위 레벨 신택스를 이용하여 시그널링 할 수 있다.
본 실시예에서, 타일 그룹은, 서브 픽쳐 또는 슬라이스로 대체될 수 있고, 타일과 부타일은, 슬라이스와 브릭으로 대체될 수 있으며, 후술하는 실시예에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예로 하나의 영상, 영상 그룹, 비디오가 다수 개의 타일로 분할되어 있고, 각 타일에 대응하는 복원 영상만을 공유하며 복원하는 개념을 도시한다.
도 16은 하나의 영상, 영상 그룹, 비디오가 다수 개의 타일로 분할되어 있고, 각 타일은 별도의 버퍼로 모아지고, 이를 타일에 대응하는 복원 영상만을 공유하며 타일에 대응하는 영상을 복원할 수 있다.
이때, 각 타일은 별도로 엔트로피 복호화할수도 있고, 상호 의존적으로 복원할 수도 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 타일 간 혹은 부타일 간에 대하여 복원 영상 및 영상 공유를 통한 시공간 예측과 그들간의 경계 영역에 필터링 적용을 on/off 할 수 있으며, 이에 대하여 상위 레벨 신택스를 이용하여 시그널링 할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예로 하나의 영상, 영상 그룹 비디오가 다수 개의 타일로 분할되어 있고, 각 타일이 다시 부타일로 분리되는 예를 도시한다.
도 17은 하나의 영상, 영상 그룹, 비디오가 다수 개의 타일로 분할되어 있고, 각 타일은 다시 부타일로 분리되는 예를 도시한다. 이 때, 부타일은 별도의 버퍼로 모아지고, 이를 타일에 대응하는 복원 영상만을 공유하며 타일에 대응하는 영상을 복원할 수 있다.
이때, 각 부타일은 별도로 엔트로피 복호화할 수도 있고, 상호 의존적으로 복원할 수도 있다. 상호 의존적이란 엔트로피 복호화를 위한 컨텍스트 테이블 업데이트 정보를 참조하는 것을 말한다. 앞서 기술한 바와 같이, 타일 간 혹은 부타일 간에 대하여 복원 영상 및 영상 공유를 통한 시공간 예측과 그들간의 경계 영역에 필터링 적용을 on/off 할 수 있으며, 이에 대하여 상위 레벨 신택스를 이용하여 시그널링 할 수 있다.
HRD(Hypothetical reference decoder)는 디코더와 인코더 사이의 압축 비트스트림을 제한된 속도로 수신하여 실시간으로 비디오를 원활히 복원하여 디스플레이하기 위하여, 디코더 쪽의 버퍼의 크기와 지연 정보를 상호 정하는 것이다. 이에 제한된 속도로 데이터를 수신하여 복원하고, 실시간으로 출력하기 위하여 디코더 쪽에서도 비트스트림에 정의된 버퍼의 크기, 지연 시간, 전송 속도와 같은 정보에 따라, 디코더를 설정하여 복원을 해야 한다. 버퍼의 크기와 지연 시간, 전송 속도, 혹은 초기 버퍼를 채우는 양을 정의할 수도 있으며, 이들 중의 일부 정보로 다른 정보를 비례식으로 구할 수도 있다.
앞서 언급한 다 단계 타일 혹은 다 계층 타일을 독립적으로 혹은 종속적으로 부호화 혹은 복호화 할 수 있다고 기술하였다. 이러한 다 단계 타일 혹은 다 계층 타일에 대한 정보를 다 단계로 HRD를 정의할 수 있다. 영상, 영상 그룹, 혹은 비디오 전체에 대한 HRD를 정의할 수도 있으며, 또한, 타일 별로 HRD 정보를 정의할 수 있으며, 이에 따라 각각의 타일이 독립적으로 버퍼 및 지연의 양 등을 달리할 수도 있다. 혹은, 버퍼 크기, 지연, 초기 버퍼링 양, 전송 속도를 고려할 수도 있다. 이러한 개념을 확장하여, 타일 그룹 별로도 이러한 HRD를 조정할 수도 있으며, 또한, 부타일에도 이러한 개념에 따라, HRD를 별도 설정하고, 이에 따라 디코더가 별도의 HRD에 따라 버퍼의 크기, 지연 등의 정보에 따라 영상 혹은 비디오를 복원할 수 있다. 또한, 이러한 다 단계 HRD 규정을 단계 간에 유추가 가능할 수도 있다. 즉, 부타일 별로 HRD 들을 정의한 경우, 타일에 대한 HRD는 부타일들에 대한 HDR 정보들의 평균, 최대치, 최소치, 총합 등으로 유추할 수 있다. 예를 들어, 부타일들의 버퍼의 크기를 합산한 크기로 대응되는 타일에 대한 버퍼의 크기를 설정할 수도 있다. 혹은, 타일에 대한 초기 지연의 경우 부타일에 대한 초기 지연의 최대치로 할 수도 있다. 이러한 계층적 HRD를 영상, 영상 그룹, 혹은 비디오 전체에 대하여 전송할 수 있으며, 특히, 영상 그룹의 경우, random access point 영상에서 정의될 수도 있다. 양방향 영상 통신의 경우, 장치 간 혹은, 단말기와 서버 간에 단말기의 성능을 미리 사전에 교환하여, 단말기 성능에 따라 HRD를 정의할 수도 있다. 이러한 계층적 HRD 정보 전송의 편의를 위하여 타일 구조 정보에 따라 타일의 개수, 타일 그룹의 개수, 부타일의 개수에 따라, HRD를 정의할 수 있다. 혹은, 타일에 따른 HRD를 정의할 것인지와, 각 HRD에 대한 지연 및 버퍼의 크기를 정의하거나, 공유 정보를 사용할 수 있다.
360도 비디오와 같은 특별한 비디오의 경우 한 개의 영상 혹은 비디오에 대하여, 일부 영역만의 타일과 타일 그룹만을 복원할 수 있으며, 이때, 타일 정보와 상호 참조 정보에 따라, 디코더의 비트스트림 버퍼와 복원 영상을 별도로 사용할 수 있다. 또한, 동영상에 있어서, 시간에 따라 선택적으로 복원하려는 타일 혹은 타일 그룹을 변경할 수 있으며, 이에 따라 HRD를 선택적으로 구성하여 영상을 수신하고 복원해야 한다.
비디오 압축 및 복원은, 인트라 부/복호화 영상과 인터 부/복호화 영상으로 구별한다. 이때, 인터 부/복호화 영상에는 인트라 예측 복원 기술이 포함되어 있으나, 인트라 부/복호화 영상에는 인터 예측 복원 기술이 적용되어 있지 않다. 또한, 인트라 부/복호화 슬라이스와 인터 부/복호화 슬라이스를 정의하고, 인트라 부/복호화 슬라이스는 인트라 블록 부/복호화 기술만을 사용하고, 인터 부/복호화 슬라이스는 인트라 및 인터 블록 부/복호화 기술을 함께 사용한다. 또한, 인트라 타일은 인트라 블록 부/복호화 기술만을 사용하며, 인터 타일은 인트라 블록 부/복호화와 인터 블록 부/복호화 기술을 함께 사용할 수 있다. 또한, 인터 타일에서는 CIP(Constraint intra prediction)과 같이 주변 인터 블록 부/복호화 기술로 복원된 정보를 사용하지 않는 인트라 예측 복원을 할 수 있다. 인트라 타일의 형태를 몇 개의 패턴으로 정의하여, 몇 장의 영상 프레임이 지난 후에 이후 영상에 대하여, 이전 에러와 상관없이 복원이 가능하도록 한다. 또한, 디코더 쪽에서는 인트라 타일 혹은 CIP의 패턴에 따라 완전히 영상이 복원되는 시점에 DPB로부터 패턴 주기 이전에 복원된 영상을 제거할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화하기 위해 이용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 영상 복호화 장치에 기-정의된 인터 모드에 기초하여, 현재 블록의 양방향 예측을 위한 모션 정보를 유도하는 단계;
    상기 모션 정보를 기반으로, 상기 현재 블록에 대해 인터 예측을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 기-정의된 인터 모드에 따라, 상기 양방향 예측을 위한 모션 정보는, 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정되는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기-정의된 인터 모드가 머지 모드인 경우, 상기 양방향 예측을 위한 모션 정보는, 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정되고,
    상기 기-정의된 인터 모드가 어파인 모드인 경우, 상기 양방향 예측을 위한 모션 정보는, 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정되지 않는, 영상 복호화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기-정의된 인터 모드가 머지 모드인 경우, 상기 현재 블록의 크기를 고려하여, 상기 양방향 예측을 위한 모션 정보가 단방향 예측을 위한 모션 정보로 조정되는, 영상 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기-정의된 인터 모드가 머지 모드인 경우, 상기 모션 정보를 유도하는 단계는,
    상기 현재 블록의 머지 후보 리스트를 구성하는 단계; 및
    상기 머지 후보 리스트로부터 상기 현재 블록의 모션 정보를 유도하는 단계를 포함하되,
    상기 머지 후보 리스트는, 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보 또는 조합 머지 후보 중 적어도 하나를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기-정의된 인터 모드가 어파인 모드인 경우, 상기 모션 정보를 유도하는 단계는,
    상기 현재 블록의 어파인 후보로 구성된 후보 리스트를 생성하는 단계;
    상기 후보 리스트와 후보 인덱스에 기반하여, 상기 현재 블록의 제어점 벡터를 유도하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 제어점 벡터를 기반으로, 상기 현재 블록의 모션 벡터를 유도하는 단계를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 어파인 후보는, 공간적 후보, 시간적 후보 또는 구성된 후보 중 적어도 하나를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    소정의 참조 영역의 크기를 고려하여, 상기 현재 블록의 모셔 벡터가 유도되고,
    상기 참조 영역은, n개의 서브 블록의 모션 벡터에 의해 특정되는 참조 블록 및 상기 참조 블록의 소수 펠을 보간하기 위해 이용되는 화소를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 참조 영역의 크기가 문턱값보다 작거나 같은 경우, 상기 현재 블록의 모션 벡터는 서브 블록 별로 유도되고,
    상기 참조 영역의 크기가 상기 문턱값보다 큰 경우, 상기 현재 블록에 대해서 하나의 모션 벡터가 유도되는, 영상 복호화 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 현재 블록의 모션 벡터는, 어파인 모션 파라미터를 기반으로 유도되고,
    상기 어파인 모션 파라미터는, 상기 현재 블록의 제어점 벡터를 기반으로 산출되는, 영상 복호화 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록은, 소정의 서브 픽쳐에 속하고,
    상기 서브 픽쳐는, 하나의 픽쳐를 구성하는 복수의 그리드(gird) 중 동일한 인덱스를 가진 그리드의 그룹으로 정의되는, 영상 복호화 방법.
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