WO2016143972A1 - 비디오 신호의 인코딩/디코딩 방법 및 장치 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method and apparatus for encoding / decoding a video signal, and more particularly, to a method for predicting motion information.
- Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium.
- Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding.
- a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
- Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
- the direction information, the reference picture index, and the motion vector for the reference picture lists L0 and L1 must be transmitted to the decoder according to the motion estimation result.
- the motion information is predicted more efficiently. The amount of data to be transmitted can be reduced.
- the present invention proposes a method of reducing motion related data.
- the present invention proposes various methods for predicting motion information.
- the present invention intends to newly define candidate regions for predicting motion information.
- the present invention proposes various methods for signaling motion information.
- the present invention provides a method for predicting motion information from an optimal candidate region.
- the present invention also provides a method for obtaining motion information from any region within a collocated prediction block.
- the present invention also provides a method of scaling a motion vector of a temporal candidate block.
- the present invention provides a method for selecting a temporal candidate block for deriving a motion vector prediction value from inside / outside of a collocated block when motion information of a reference picture is compressed.
- the present invention can compress a video signal more efficiently by suggesting a method for predicting motion information, and can reduce the amount of motion-related data to be transmitted.
- FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
- FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
- FIG. 3 is a diagram for describing a division structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
- FIG. 4 is a diagram for describing a prediction unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
- FIG. 5 is a diagram for describing a method of deriving motion information using spatial correlation as an embodiment to which the present invention is applied.
- FIG. 6 is a diagram for describing a method of deriving motion information using temporal correlation as an embodiment to which the present invention is applied.
- FIG. 7 is a diagram for describing a method of scaling a motion vector based on temporal correlation as an embodiment to which the present invention is applied.
- FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for deriving a motion vector prediction value from a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
- FIG. 9 is a diagram for describing a spatial candidate block for deriving a motion vector prediction value according to an embodiment to which the present invention is applied.
- FIG. 10 is a diagram for describing a temporal candidate block for deriving a motion vector prediction value from inside an associated block according to an embodiment to which the present invention is applied.
- FIG. 11 is a diagram for describing a temporal candidate block for deriving a motion vector prediction value from outside of an associated block as an embodiment to which the present invention is applied.
- FIG. 12 is an embodiment to which the present invention is applied and is a view for explaining a change in a temporal candidate block region for deriving a motion vector prediction value from inside / outside of a collocated block when motion information of a reference picture is compressed. to be.
- FIG. 13 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and illustrates a method of selecting a temporal candidate block for deriving a motion vector prediction value from inside / outside of a collocated block when motion information of a reference picture is compressed.
- FIG. 14 is a diagram for describing a method for obtaining motion information from an arbitrary region in a collocated prediction block according to an embodiment to which the present invention is applied.
- FIG. 15 is a diagram for describing a method of scaling a motion vector of a temporal candidate block according to an embodiment to which the present invention is applied.
- 16 is a flowchart illustrating a method of predicting motion information from an optimal candidate region according to an embodiment to which the present invention is applied.
- the present invention provides a method of processing a video signal, the method comprising: determining an optimal collocated picture based on a reference index of at least one candidate block for motion information prediction of a current block; Predicting motion information of the current block based on information of a collocated block in the optimal associated picture; And generating a prediction signal based on the predicted motion information.
- the information of the association block is characterized in that is obtained from the area set on the basis of the lower right of the association block.
- the information of the associated block includes the internal information of the association block, the internal information is the lower right corner area, the right boundary area, the lower boundary area, the lower right 1 in the association block. And at least one of a / 4 region, an upper right corner region, a lower left corner region, a center region, a predetermined specific region, or a combination thereof.
- the information of the associated block includes the external information of the association block
- the external information is present in the area of the right block, lower block and lower right block adjacent to the association block and A lower right corner area, a right boundary area, a lower boundary area, a lower right quarter area, an upper right corner area, a lower left corner area, a center area of the lower right block, a predetermined specific area adjacent to the associated block, or It is characterized by including at least one of these combinations.
- the motion information of the optimal associated picture when the motion information of the optimal associated picture is compressed, the motion information of the current block is predicted from an outer region of the coding unit including the associated block.
- the outer region may include at least one of an upper right corner region, a lower right corner region, a lower left corner region, or a combination thereof adjacent to the coding unit.
- the motion information of the optimal associated picture is compressed, the motion information of the current block is obtained based on a distance from the candidate area based on a specific position.
- the specific position is characterized in that it is preset based on the type of the coding block including the association block or the association block.
- the specific position is characterized in that the lower right border or the upper left border.
- the present invention may further include receiving a flag indicating whether motion information of the optimal associated picture is compressed.
- the flag is characterized in that the received from at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, an adjustment parameter set (adaptation parameter set), or a slice header.
- the information of the associated block is scaled in consideration of the temporal distance between the current picture including the current block and the optimal associated picture.
- the candidate blocks for predicting the motion information may include at least one of an Advanced Motion Vector Predictor (AMVP) candidate block, a merge candidate block, and a neighboring block for the current block.
- AMVP Advanced Motion Vector Predictor
- the present invention in the apparatus for processing a video signal, based on the reference index (reference index) of at least one of the candidate blocks for motion information prediction of the current block, determine the optimal associated picture (collocated picture) And a predictor configured to predict motion information of the current block based on information of a collocated block in the optimal associated picture, and generate a motion prediction signal based on the predicted motion information. It provides a device to.
- terms used in the present invention may be replaced for more appropriate interpretation when there are general terms selected to describe the invention or other terms having similar meanings.
- signals, data, samples, pictures, frames, blocks, etc. may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
- partitioning, decomposition, splitting, and division may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
- the same may be applied to the decoder if the process can be performed at both the encoder and the decoder.
- FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
- the encoder 100 may include an image splitter 110, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150, a filter 160, and a decoder. It may include a decoded picture buffer (DPB) 170, an inter predictor 180, an intra predictor 185, and an entropy encoder 190.
- DPB decoded picture buffer
- the image divider 110 may divide an input image (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
- the processing unit may be a Coding Tree Unit (CTU), a Coding Unit (CU), a Prediction Unit (PU), or a Transform Unit (TU).
- CTU Coding Tree Unit
- CU Coding Unit
- PU Prediction Unit
- TU Transform Unit
- the terms are only used for the convenience of description of the present invention, the present invention is not limited to the definition of the terms.
- the term coding unit is used as a unit used in encoding or decoding a video signal, but the present invention is not limited thereto and may be appropriately interpreted according to the present invention.
- the encoder 100 may generate a residual signal by subtracting a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185 from the input image signal, and generate the residual signal. Is transmitted to the converter 120.
- the transformer 120 may generate a transform coefficient by applying a transform technique to the residual signal.
- the conversion process may be applied to pixel blocks having the same size as the square, or may be applied to blocks of variable size rather than square.
- the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit the quantized coefficients to the entropy encoding unit 190, and the entropy encoding unit 190 may entropy code the quantized signal and output the bitstream.
- the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
- the quantized signal may restore the residual signal by applying inverse quantization and inverse transformation through the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 150 in the loop.
- a reconstructed signal may be generated by adding the reconstructed residual signal to a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185.
- the filtering unit 160 applies filtering to the reconstruction signal and outputs it to the reproduction apparatus or transmits the decoded picture buffer to the decoding picture buffer 170.
- the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer 170 may be used as the reference picture in the inter predictor 180. As such, by using the filtered picture as a reference picture in the inter prediction mode, not only image quality but also encoding efficiency may be improved.
- the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 180.
- the inter prediction unit 180 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture.
- the present invention provides various embodiments for predicting motion information based on correlation of motion information between a neighboring block and a current block in order to reduce the amount of motion information transmitted in the inter prediction mode.
- the reference picture used to perform the prediction is a transformed signal that has been quantized and dequantized on a block-by-block basis during encoding / decoding in the previous time, blocking artifacts or ringing artifacts may exist. have.
- the inter prediction unit 180 may interpolate the signals between pixels in sub-pixel units by applying a lowpass filter in order to solve performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
- the subpixel refers to a virtual pixel generated by applying an interpolation filter
- the integer pixel refers to an actual pixel existing in the reconstructed picture.
- the interpolation method linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter, or the like may be applied.
- the interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the precision of prediction.
- the inter prediction unit 180 generates an interpolation pixel by applying an interpolation filter to integer pixels, and uses an interpolated block composed of interpolated pixels as a prediction block. You can make predictions.
- the intra predictor 185 may predict the current block by referring to samples around the block to which current encoding is to be performed.
- the intra prediction unit 185 may perform the following process to perform intra prediction. First, reference samples necessary for generating a prediction signal may be prepared. The prediction signal may be generated using the prepared reference sample. Then, the prediction mode is encoded. In this case, the reference sample may be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference sample has been predicted and reconstructed, there may be a quantization error. Accordingly, the reference sample filtering process may be performed for each prediction mode used for intra prediction to reduce such an error.
- a prediction signal generated through the inter predictor 180 or the intra predictor 185 may be used to generate a reconstruction signal or to generate a residual signal.
- FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
- the decoder 200 may include an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, a filtering unit 240, and a decoded picture buffer unit (DPB) 250. ), An inter predictor 260, and an intra predictor 265.
- the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
- the decoder 200 may receive a signal output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal may be entropy decoded through the entropy decoding unit 210.
- the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy decoded signal using the quantization step size information.
- the inverse transform unit 230 inversely transforms the transform coefficient to obtain a residual signal.
- a reconstructed signal is generated by adding the obtained residual signal to a prediction signal output from the inter predictor 260 or the intra predictor 265.
- the present invention provides various embodiments in which the inter predictor 260 predicts motion information based on a correlation of motion information between a neighboring block and a current block.
- the filtering unit 240 applies filtering to the reconstructed signal and outputs the filtering to the reproducing apparatus or transmits it to the decoded picture buffer unit 250.
- the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer unit 250 may be used as the reference picture in the inter predictor 260.
- the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the encoder 100 are respectively the filtering unit 240, the inter prediction unit 260, and the decoder. The same may be applied to the intra predictor 265.
- FIG. 3 is a diagram for describing a division structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
- the encoder may split one image (or picture) in units of a rectangular Coding Tree Unit (CTU).
- CTU Coding Tree Unit
- one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
- the size of the CTU may be set to any one of 64x64, 32x32, and 16x16, but the present invention is not limited thereto.
- the encoder may select and use the size of the CTU according to the resolution of the input video or the characteristics of the input video.
- the CTU may include a coding tree block (CTB) for a luma component and a coding tree block (CTB) for two chroma components corresponding thereto.
- One CTU may be decomposed into a quadtree (QT) structure.
- QT quadtree
- one CTU may be divided into four units having a square shape and each side is reduced by half in length.
- the decomposition of this QT structure can be done recursively.
- a root node of a QT may be associated with a CTU.
- the QT may be split until it reaches a leaf node, where the leaf node may be referred to as a coding unit (CU).
- CU coding unit
- a CU may mean a basic unit of coding in which an input image is processed, for example, intra / inter prediction is performed.
- the CU may include a coding block (CB) for a luma component and a CB for two chroma components corresponding thereto.
- CB coding block
- the size of the CU may be determined as any one of 64x64, 32x32, 16x16, and 8x8.
- the present invention is not limited thereto, and in the case of a high resolution image, the size of the CU may be larger or more diverse.
- the CTU corresponds to a root node and has the smallest depth (ie, level 0) value.
- the CTU may not be divided according to the characteristics of the input image. In this case, the CTU corresponds to a CU.
- the CTU may be decomposed in QT form, and as a result, lower nodes having a depth of level 1 may be generated. And, a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 1 corresponds to a CU.
- CU (a), CU (b) and CU (j) corresponding to nodes a, b and j are divided once in the CTU and have a depth of level 1.
- At least one of the nodes having a depth of level 1 may be split into QT again.
- a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a level 2 depth corresponds to a CU.
- CU (c), CU (h), and CU (i) corresponding to nodes c, h and i are divided twice in the CTU and have a depth of level 2.
- At least one of the nodes having a depth of 2 may be divided into QTs.
- a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 3 corresponds to a CU.
- CU (d), CU (e), CU (f), and CU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in the CTU, and level 3 Has a depth of
- the maximum size or the minimum size of the CU may be determined according to characteristics (eg, resolution) of the video image or in consideration of encoding efficiency. Information about this or information capable of deriving the information may be included in the bitstream.
- a CU having a maximum size may be referred to as a largest coding unit (LCU), and a CU having a minimum size may be referred to as a smallest coding unit (SCU).
- LCU largest coding unit
- SCU smallest coding unit
- a CU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information).
- Each partitioned CU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the CU, the depth information may include information about the size of the CU.
- the size of the SCU can be obtained by using the size and maximum depth information of the LCU. Or conversely, using the size of the SCU and the maximum depth information of the tree, the size of the LCU can be obtained.
- information indicating whether the corresponding CU is split may be delivered to the decoder.
- the information may be defined as a split flag and may be represented by a syntax element "split_cu_flag".
- the division flag may be included in all CUs except the SCU. For example, if the split flag value is '1', the corresponding CU is divided into four CUs again. If the split flag value is '0', the CU is not divided any more and the coding process for the CU is not divided. Can be performed.
- the division process of the CU has been described as an example, but the QT structure described above may also be applied to the division process of a transform unit (TU) which is a basic unit for performing transformation.
- TU transform unit
- the TU may be hierarchically divided into a QT structure from a CU to be coded.
- a CU may correspond to a root node of a tree for a transform unit (TU).
- the TU divided from the CU may be divided into smaller lower TUs.
- the size of the TU may be determined by any one of 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4.
- the present invention is not limited thereto, and in the case of a high resolution image, the size of the TU may be larger or more diverse.
- information indicating whether the corresponding TU is divided may be delivered to the decoder.
- the information may be defined as a split transform flag and may be represented by a syntax element "split_transform_flag".
- the division conversion flag may be included in all TUs except the TU of the minimum size. For example, if the value of the division conversion flag is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the division conversion flag is '0', the corresponding TU is no longer divided.
- a CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed.
- a CU may be divided into prediction units (PUs).
- the PU is a basic unit for generating a prediction block, and may generate different prediction blocks in PU units within one CU.
- the PU may be divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
- FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit applicable to the present invention.
- the PU is divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
- FIG. 4A illustrates a PU when an intra prediction mode is used
- FIG. 4B illustrates a PU when an inter prediction mode is used.
- N ⁇ N type PU when divided into N ⁇ N type PU, one CU is divided into four PUs, and different prediction blocks are generated for each PU unit.
- the division of the PU may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
- one CU has 8 PU types (ie, 2N ⁇ 2N). , N ⁇ N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, nL ⁇ 2N, nR ⁇ 2N, 2N ⁇ nU, 2N ⁇ nD).
- PU partitioning in the form of N ⁇ N may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
- AMP Asymmetric Motion Partition
- 'n' means a 1/4 value of 2N.
- AMP cannot be used when the CU to which the PU belongs is a CU of the minimum size.
- an optimal partitioning structure of a coding unit (CU), a prediction unit (PU), and a transformation unit (TU) is subjected to the following process to perform a minimum rate-distortion. It can be determined based on the value. For example, looking at the optimal CU partitioning process in 64 ⁇ 64 CTU, rate-distortion cost can be calculated while partitioning from a 64 ⁇ 64 CU to an 8 ⁇ 8 CU.
- the specific process is as follows.
- the partition structure of the optimal PU and TU that generates the minimum rate-distortion value is determined by performing inter / intra prediction, transform / quantization, inverse quantization / inverse transform, and entropy encoding for a 64 ⁇ 64 CU.
- the 32 ⁇ 32 CU is subdivided into four 16 ⁇ 16 CUs, and a partition structure of an optimal PU and TU that generates a minimum rate-distortion value for each 16 ⁇ 16 CU is determined.
- 16 ⁇ 16 blocks by comparing the sum of the rate-distortion values of the 16 ⁇ 16 CUs calculated in 3) above with the rate-distortion values of the four 8 ⁇ 8 CUs calculated in 4) above. Determine the partition structure of the optimal CU within. This process is similarly performed for the remaining three 16 ⁇ 16 CUs.
- a prediction mode is selected in units of PUs, and prediction and reconstruction are performed in units of actual TUs for the selected prediction mode.
- the TU means a basic unit in which actual prediction and reconstruction are performed.
- the TU includes a transform block (TB) for a luma component and a TB for two chroma components corresponding thereto.
- TB transform block
- the TUs are hierarchically divided into quad-tree structures from one CU to be coded.
- the TU divided from the CU can be further divided into smaller lower TUs.
- the size of the TU may be set to any one of 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, 8 ⁇ 8, and 4 ⁇ 4.
- a root node of the quad-tree is associated with a CU.
- the quad-tree is split until it reaches a leaf node, which corresponds to a TU.
- the CU may not be divided according to the characteristics of the input image.
- the CU corresponds to a TU.
- a node ie, a leaf node
- TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
- FIG. 3B TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
- a node (ie, a leaf node) that is no longer divided in a lower node having a depth of 2 corresponds to a TU.
- TU (c), TU (h), and TU (i) corresponding to nodes c, h, and i are divided twice in a CU and have a depth of two.
- a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
- TU (d), TU (e), TU (f), and TU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in a CU. Has depth.
- a TU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information). Each divided TU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the TU, it may include information about the size of the TU.
- information indicating whether the corresponding TU is split may be delivered to the decoder.
- This partitioning information is included in all TUs except the smallest TU. For example, if the value of the flag indicating whether to split is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the flag indicating whether to split is '0', the corresponding TU is no longer divided.
- FIG. 5 is a diagram for describing a method of deriving motion information using spatial correlation as an embodiment to which the present invention is applied.
- inter prediction predicts the current block using temporal correlation.
- the current block performs prediction with reference to at least one frame that is already coded.
- the inter prediction may be performed on an asymmetric shape prediction block as well as a square shape prediction block.
- the encoder may transmit a reference index, motion information, and a residual signal to the decoder.
- the merge mode does not transmit motion information of the current prediction block, but derives motion information of the current prediction block by using motion information of a neighboring prediction block.
- the motion information of the current prediction block can be derived by transmitting flag information indicating that the merge mode is used and a merge index indicating which neighboring prediction blocks are used.
- the encoder must search a merge candidate block used to derive motion information of the current prediction block to perform the merge mode. For example, up to five merge candidate blocks may be used, but the present invention is not limited thereto.
- the maximum number of merge candidate blocks may be transmitted in a slice header, but the present invention is not limited thereto.
- the encoder may generate a merge list, and select the merge candidate block having the smallest cost among them as the final merge candidate block.
- the present invention provides various embodiments of a merge candidate block constituting the merge list.
- the merge list may use five merge candidate blocks. For example, four spatial merge candidates and one temporal merge candidate may be used. As a specific example, in the case of the spatial merge candidate, the blocks shown in FIGS. 5A to 5C may be used as the spatial merge candidate.
- the encoder may search the five blocks shown in FIG. 5A in the order of A, B, C, D, and E, and configure four of them as merge lists.
- FIG. 5 (b) shows the location of the spatial merge candidate when the size of the current prediction block is 2N ⁇ N and located on the right side.
- the encoder may configure the merge list by searching the blocks shown in FIG. 5 (b) in the order of A, B, C, and D.
- FIG. 5 (b) shows the location of the spatial merge candidate when the size of the current prediction block is 2N ⁇ N and located on the right side.
- the encoder may configure the merge list by searching the blocks shown in FIG. 5 (b) in the order of A, B, C, and D.
- FIG. 5C shows the position of the spatial merge candidate when the size of the current prediction block is Nx2N and located below.
- the encoder may configure the merge list by searching the blocks shown in FIG. 5C in the order of A, B, C, and D.
- FIG. Meanwhile, candidates having duplicate motion information among spatial merge candidates may be removed from the merge list.
- FIG. 6 is a diagram for describing a method of deriving motion information using temporal correlation as an embodiment to which the present invention is applied.
- the merge list may configure a spatial merge candidate and then a temporal merge candidate.
- the present invention provides various embodiments of the temporal merge candidate constituting the merge list.
- the temporal merge candidate may use a prediction block at the same position as the current prediction block in a frame different from the current frame.
- the encoder may construct a merge list by searching in the order of A and B shown in FIG. 6.
- the other frame may be before or after the current frame on a picture order count (POC).
- POC picture order count
- FIG. 7 is a diagram for describing a method of scaling a motion vector based on temporal correlation as an embodiment to which the present invention is applied.
- the current picture is Curr_pic
- the reference picture referred to by the current picture is Curr_ref
- the collaborated picture is Col_pic
- the picture is referenced is Col_ref
- the motion vector of the current prediction block is mv_curr
- the picture is related.
- the motion vector of is called mv_Col.
- a collocated picture may mean a picture associated with a current picture, and may mean, for example, a reference picture included in reference picture list 0 or reference picture list 1, or a picture including a temporal merge candidate. It may mean.
- the motion vector may be scaled in proportion to the temporal distance. For example, when the temporal distance between the current picture and the reference picture is tb and the temporal distance between the related picture and the reference picture of the related picture is td, by scaling the motion vector mv_Col of the related picture according to the distance ratio between tb and td. The motion vector mv_curr of the current prediction block can be obtained.
- a new merge candidate for bidirectional prediction may be generated or a zero motion vector may be added using a combination of candidates added to date.
- the encoder may calculate a cost for each of the candidate blocks of the merge list thus generated, so as to select the candidate block having the smallest cost.
- FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for deriving a motion vector prediction value from a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
- the encoder predicts the motion vector according to the type of the prediction block and transmits a difference value between the optimal motion vector and the prediction value to the decoder.
- the encoder transmits a motion vector difference value, neighboring block information, a reference index, and the like to the decoder.
- the encoder may construct a prediction candidate list for motion vector prediction, and the prediction candidate list may include at least one of a spatial candidate block and a temporal candidate block.
- the encoder may search for a spatial candidate block for motion vector prediction and insert it into a prediction candidate list (S810).
- the method described with reference to FIG. 5 may be applied to search for a spatial candidate block, and a detailed method will be described with reference to FIG. 9.
- the encoder may check whether the number of the spatial candidate blocks is less than two (S820).
- the temporal candidate blocks may be searched and added to the prediction candidate list (S830).
- the encoder may use the zero motion vector as the motion vector prediction value (S840).
- the method described in FIG. 6 may be applied to the process of configuring the temporal candidate block, and the method described in FIG. 7 may be applied to the process of scaling the motion vector of the temporal candidate block.
- the construction of the prediction candidate list may be terminated, and the block having the lowest cost among the candidate blocks may be selected.
- the motion vector of the selected candidate block may be determined as a motion vector prediction value of the current block, and a motion vector difference value may be obtained using the motion vector prediction value.
- the motion vector difference value thus obtained may be transmitted to the decoder.
- FIG. 9 is a diagram for describing a spatial candidate block for deriving a motion vector prediction value according to an embodiment to which the present invention is applied.
- a method of searching for a spatial candidate block for constructing a prediction candidate list will be described.
- the method for searching for a spatial candidate block for predicting a motion vector is the same as the position of the spatial candidate block described with reference to FIG. 5, but the configuration order may be different.
- one of A, A0, scaled A, and scaled A0 and one of B0, B1, B2, scaled B1, and scaled B2 may be selected to use two spatial candidate blocks, and the selected 2
- the motion vectors of the three spatial candidate blocks may be set to mvLXA and mvLXB, respectively.
- a motion vector of one of a plurality of neighboring blocks is used as a motion vector prediction value, and flag information indicating a position of the used block and a motion vector difference value may be transmitted to the decoder.
- the motion vector prediction mode up to two spatial candidate blocks and temporal candidate blocks can be used.
- FIG. 10 is a diagram for describing a temporal candidate block for deriving a motion vector prediction value from inside an associated block according to an embodiment to which the present invention is applied.
- Temporal Motion Vector Prediction (hereinafter referred to as 'TMVP') based on the lower right peripheral block
- TMVP may mean adding another candidate block, for example, a temporal candidate block, which cannot be obtained from the spatial candidate block.
- TMVP has a characteristic that a spatial candidate block is dominant in the upper left, it also means that motion information of a block existing in the lower right region is added as a candidate block for motion information prediction.
- the associated block hereinafter called 'colPb'
- 'colPic' the associated block of the related picture
- the motion information of the blocks existing in the lower right region may be used by using.
- the colPb may be defined as a block corresponding to the same position as the current PU in the current picture when deriving motion information from the colPic. This definition may also apply to the description of other embodiments in this specification.
- TMVP related information may be obtained from information existing in at least one of the inside or the outside of colPb.
- the TMVP related information may include a motion vector prediction value.
- the TMVP related information may further include at least one of a motion vector difference value, a motion vector prediction mode, or block position related information.
- a temporal candidate block for deriving a motion vector prediction value from inside colPb may be determined.
- TMVP related information may be obtained from the motion information of the lower right block as shown in FIG. 10 (a), or TMVP related information is obtained from the motion information of at least one of the right boundary blocks as shown in FIG. 10 (b). Information can be obtained.
- TMVP related information may be obtained from motion information of at least one of the lower boundary blocks as shown in FIG. 10 (c), and at least one of the right boundary block and the lower boundary blocks as shown in FIG. 10 (d). TMVP related information can be obtained from the motion information.
- TMVP related information may be obtained from motion information of at least one of blocks corresponding to the lower right quarter region inside the colPb, or FIGS. 10 (f) and 10 ( As shown in g), TMVP related information may be obtained from motion information of blocks in a predetermined specific candidate region.
- the candidate regions shown in FIGS. 10 (f) and 10 (g) are only an example, and specific candidate regions within colPb may be arbitrarily selected.
- TMVP related information may be obtained through an optional combination of the embodiments of FIGS. 10 (a) to 10 (g).
- positional expressions described in the embodiments of FIGS. 10 (a) to 10 (g) indicate blocks adjacent to colPb, but the present invention is not limited thereto, and any position not adjacent to colPb is present. It can also mean a block in.
- FIG. 11 is a diagram for describing a temporal candidate block for deriving a motion vector prediction value from outside of an associated block as an embodiment to which the present invention is applied.
- a temporal candidate block for deriving a motion vector prediction value from outside colPb may be determined.
- the outside of colPb may include at least one of a right block, a lower block, and a lower right block adjacent to colPb.
- the present invention is not limited thereto, and the outside of colPb may mean a picture or other block in the frame including colPb.
- TMVP related information may be obtained from motion information of a lower right block adjacent to colPb outside as shown in FIG. 11 (a), or among right boundary blocks adjacent to colPb outside as shown in FIG. 11 (b).
- TMVP related information may be obtained from motion information of at least one block.
- TMVP related information may be obtained from the motion information of at least one of the lower boundary blocks adjacent to the colPb outside as shown in FIG. 11 (c), and the right boundary adjacent to the outside of the colPb as shown in FIG. 11 (d).
- TMVP related information may be obtained from motion information of at least one of the block and the lower boundary blocks.
- TMVP related information may be obtained from motion information of at least one of blocks corresponding to the lower right quarter region adjacent to the outside of colPb as shown in FIG. 11 (e), or colPb as shown in FIG. 11 (f).
- TMVP related information may be obtained from motion information of blocks in a predetermined specific candidate region adjacent to the outside.
- the candidate region shown in FIG. 11 (f) is only an example, and a particular candidate region adjacent to the outside of colPb may be arbitrarily selected.
- TMVP related information may be obtained through an optional combination of the embodiments of FIGS. 11 (a) to 11 (f).
- TMVP related information may be obtained from a combination of information existing inside and outside.
- the TMVP related information may be obtained based on the colPb external information first, and the internal information may be used when the external information is not available.
- the TMVP related information may be obtained based on the colPb internal information, and external information may be used when the internal information is not available.
- the candidate block or candidate region for acquiring the TMVP related information may include at least one of a motion vector, a reference index, and mode related information.
- the encoder may select at least one of the above information and use it as TMVP related information. Alternatively, a plurality of pieces of information may be selected and new information generated through the combination may be used as the TMVP related information.
- the encoder may select at least one of the above information according to a predetermined rule.
- a rule may be preset to select one or more of the candidate blocks of FIG. 10 and the candidate blocks of FIG. 11 first, and to select another candidate block if the selected blocks are unavailable. have.
- the encoder may select at least one of the above information through signaling.
- an index defined by 1 bit flag or several bits may be transmitted for selecting a specific candidate.
- a 1 bit flag may be transmitted to determine one of them.
- FIG. 12 is an embodiment to which the present invention is applied and is a view for explaining a change in a temporal candidate block region for deriving a motion vector prediction value from inside / outside of a collocated block when motion information of a reference picture is compressed. to be.
- candidate blocks inside / outside of colPb for acquiring TMVP information may appear in a discrete form as shown in FIG. 12. Even if it attempts to acquire internal / external motion information centering on the lower right side of colPb according to the prediction block size, the motion information of the upper left position or the position adjacent to the candidate block in the motion information prediction mode / merge mode is obtained by motion information compression. You may get it.
- the present invention can acquire TMVP information from the outside of the CU to which colPb belongs.
- a block shown in FIG. 12 is referred to as a 64x64 CU including colPb, and the present invention can acquire TMVP information from an R_out region.
- TMVP information may be obtained by referring to the availability of spatial candidates of the motion vector prediction mode and the merge mode.
- TMVP information may be obtained based on a distance from candidates capable of acquiring TMVP information based on a specific reference point in consideration of the form of colPb or the form of a CU to which colPb belongs. For example, when the block illustrated in FIG. 12 indicates colPb, a block X outside the lower right corner may be determined as a candidate block having the highest priority. If block X is not available, TMVP information can be obtained from block Z at the bottom right of the center.
- TMVP information may be obtained through an optional combination of the above embodiments.
- TMVP information is obtained from an R_out region outside colPb, but in order of block X, a1, a2, a3, a4 or block X, b1, b2, b3, b4. In order, the availability of each block can be checked and TMVP information can be obtained.
- TMVP information may be obtained from an R_in region inside colPb. If the R_in region is not available, TMVP information may be obtained from blocks Y, c1, c2, c3, d1, d2, and d3.
- FIG. 13 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and illustrates a method of selecting a temporal candidate block for deriving a motion vector prediction value from inside / outside of a collocated block when motion information of a reference picture is compressed.
- TMVP information is obtained from any candidate regions R2 and R3 inside and outside with respect to the bottom right of colPb. Even if derived, it is the same as derived from Block X in the upper left. In this case, since TMVP information is derived near the R1 candidate region, the same or similar motion information can be obtained.
- the R1 candidate region may mean a candidate region of the motion information prediction mode or the merge mode.
- the present invention can obtain TMVP information from at least one of candidate regions 1, 2, and 3 that are outside the CU (thin solid line) including colPb.
- TMVP information is stored in any of the candidate regions R2 and R3 inside and outside with respect to the bottom right of colPb. Importing will be the same as importing from blocks X and Y.
- the present invention may acquire TMVP information from at least one of the candidate regions 1 and 2. As a result, TMVP information that is not the same as or similar to the motion information in the R1 candidate region may be obtained.
- the present invention may derive motion information for TMVP from at least one of candidate regions 1 to 9.
- the candidate regions 3 and 6 are closest in distance, so that TMVP information can be obtained among them.
- TMVP information may be obtained from the candidate region 6.
- TMVP information may be obtained therefrom.
- TMVP information can be obtained from the next candidate region 5.
- FIG. 14 is a diagram for describing a method for obtaining motion information from an arbitrary region in a collocated prediction block according to an embodiment to which the present invention is applied.
- colPb represents an associated prediction block
- colPic represents a picture including the colPb.
- the colPic may be designated as any picture existing in the reference picture list through slice level syntax.
- the present invention intends to solve this by changing the unit for determining colPic.
- colPic may be determined in an arbitrary area unit.
- the arbitrary region may be an area smaller than the slice, the same area, or a large area.
- the minimum motion block may mean a block having a minimum size that may have motion information.
- colPic may be determined for each prediction unit, or may be determined for a minimum motion block.
- colPic may be determined by an optional combination of the regions listed above.
- information indicating an optimal colPic may be obtained through separate signaling. Alternatively, it may be selected from among reference indices of AMVP candidates, and may be selected from among reference indices of merge candidates. It may also be selected from the reference indices of any of the neighboring blocks that are not AMVP / merge candidates, or may be selected in an optional combination of the methods listed above.
- the present invention may be based on an optimal associated picture (based on a reference index of at least one of an Advanced Motion Vector Predictor (AMVP) candidate block, a merge candidate block, and a neighboring block for the current block).
- the collocated picture may be determined, and the motion information TMVP of the current block may be predicted based on the information of the colocated block in the optimal associated picture.
- the prediction signal may be generated based on the predicted motion information.
- TMVP related information may be obtained in any area unit.
- the arbitrary region may be a region smaller than the size of the current prediction unit of FIG. 14A.
- the colPb to be TMVP target is to obtain the reference index and the motion information of the block. Therefore, if colPic and colPb have already been determined, a more detailed motion compensation block can be created when importing TMVP information, when importing several pieces of motion information in an area smaller than the size of the current prediction unit, which in turn helps to improve performance. Will be.
- the arbitrary region may be the same region as the size of the current prediction unit or may be a large region.
- the minimum motion block may mean a block having a minimum size that may have motion information.
- the arbitrary region may be determined by an optional combination of the above-listed regions.
- the colPb is divided into four and motion compensation for each sub-area is performed by using information (info. 1, info. 2, info. 3, and info. 4) included in each sub-area. Each can be done.
- motion compensation may be performed on a current prediction unit by using information (multi info.) Included in a coding unit region to which colPb belongs.
- FIG. 15 is a diagram for describing a method of scaling a motion vector of a temporal candidate block according to an embodiment to which the present invention is applied.
- motion information in acquiring TMVP-related motion information, motion information may be scaled and used to compensate for a distance difference between colPic and a current picture.
- the present invention is not limited thereto and may be used without scaling the motion information, or may be selectively used in combination.
- the motion vector of the current picture may be a scaled MV in which the colMV is scaled.
- the scaling factor may be set as a ratio between the first temporal distance between the current picture and the reference picture and the second temporal distance between the colPic and the reference picture.
- a method of compressing and storing motion information of a reference picture may be used.
- the use of motion information compression can reduce the amount of motion information storage for reference pictures in the decoded picture buffer (DPB).
- DPB decoded picture buffer
- the TMVP acquisition methods described herein may be more efficiently applied when motion information compression is not used.
- TMVP information can always be obtained based on the compressed motion information.
- TMVP information may be obtained from the uncompressed available motion information when motion information compression is not used and based on the compressed motion information when motion information is compressed.
- information indicating whether the basis for obtaining TMVP information is used as uncompressed motion information or compressed motion information may be defined.
- TMVP information may be obtained by selectively combining the above methods.
- whether to compress the motion information may be determined as follows. For example, whether or not the motion information is compressed may be signaled at at least one level of a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), an adaptation parameter set (APS), or a slice header.
- SPS sequence parameter set
- PPS picture parameter set
- APS adaptation parameter set
- slice header a slice header
- the signal may be derived from reference picture related information such as a temporal layer ID (Temporal Layer ID), a reference picture set (RPS), and a decoded picture buffer (DPB) without separately signaling whether or not the motion information is compressed. It can also be used in combination selectively.
- reference picture related information such as a temporal layer ID (Temporal Layer ID), a reference picture set (RPS), and a decoded picture buffer (DPB) without separately signaling whether or not the motion information is compressed. It can also be used in combination selectively.
- whether motion information compression is performed may be hierarchically defined using a flag. For example, by defining the flag at a higher level, it may be determined whether motion information compression is performed at a lower level. As a specific example, a flag indicating whether motion information compression is performed in a lower parameter set such as a slice header in an upper parameter set such as a sequence parameter set (SPS) or a picture parameter set (PPS) may be defined. . Therefore, according to the flag, the slice header may signal whether or not to perform motion information compression on the slice.
- SPS sequence parameter set
- PPS picture parameter set
- motion information compression may be performed on a picture having a low temporal layer ID, and motion information compression may be performed on a picture having a high temporal layer ID.
- a temporal layer ID for determining whether to perform motion information compression may be fixedly used or may be hierarchically defined as a flag.
- 16 is a flowchart illustrating a method of predicting motion information from an optimal candidate region according to an embodiment to which the present invention is applied.
- An optimal associated picture may be determined based on at least one reference index among candidate blocks for motion information prediction of the current block (S1610).
- the candidate blocks for the motion information prediction may include at least one of an Advanced Motion Vector Predictor (AMVP) candidate block, a merge candidate block, and a neighboring block for the current block.
- AMVP Advanced Motion Vector Predictor
- the motion information of the current block may be predicted based on the information of the associated block in the optimal associated picture.
- the information of the association block may be obtained from an area set based on the lower right side of the association block.
- the information of the collocated block may include at least one of internal information or external information of the association block.
- the internal information may include a lower right corner area, a right boundary area, a lower boundary area, a lower right quarter area, an upper right corner area, a lower left corner area, a center area, a predetermined specific area, or a combination thereof. At least one of the combinations.
- the external information is present in the areas of the right block, the lower block, and the lower right block adjacent to the associated block, and the lower right corner area, the right boundary area, the lower boundary area, and the lower right 1 / adjacent to the associated block. It may include at least one of four regions, an upper right corner region, a lower left corner region, a center region of the lower right block, a predetermined specific region, or a combination thereof.
- motion information of the current block may be predicted from an external region of the coding unit including the associated block.
- the outer region may include at least one of an upper right corner region, a lower right corner region, a lower left corner region, or a combination thereof adjacent to the coding unit.
- the motion information of the optimal associated picture when the motion information of the optimal associated picture is compressed, the motion information of the current block may be obtained based on a distance from the candidate area based on a specific position.
- the specific position may be preset based on the association block or the type of coding unit including the association block. For example, when the type of the association block is 2NxnU, and the motion information of the optimal associated picture is compressed in units of NxN, the specific position may be a lower right boundary or an upper left boundary.
- whether motion information of the optimal associated picture is compressed may be defined by a flag, and the decoder may receive the flag.
- the flag may be received from at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, an adjustment parameter set, or a slice header.
- the information of the associated block may be scaled in consideration of the temporal distance between the current picture including the current block and the optimal associated picture.
- a motion prediction signal may be generated based on the predicted motion information (S1630).
- a motion vector may be obtained by adding the generated motion prediction signal and the transmitted motion difference value, and the prediction signal may be generated by performing motion compensation based on the motion vector.
- the prediction signal and the residual signal may be added to reconstruct the video signal.
- the embodiments described herein may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip.
- the functional units illustrated in FIGS. 1 and 2 may be implemented and performed on a computer, a processor, a microprocessor, a controller, or a chip.
- the decoder and encoder to which the present invention is applied include a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, a real time communication device such as video communication, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providing devices, internet streaming service providing devices, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices Can be used for
- the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium.
- Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
- the computer readable recording medium includes all kinds of storage devices for storing computer readable data.
- the computer-readable recording medium may include, for example, a Blu-ray disc (BD), a universal serial bus (USB), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical data storage device. Can be.
- the computer-readable recording medium also includes media embodied in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet).
- the bit stream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
본 발명은 비디오 신호를 처리하는 방법에 있어서, 현재 블록의 움직임 정보 예측을 위한 후보 블록들 중 적어도 하나의 참조 인덱스(reference index)에 기초하여, 최적의 연관 픽쳐(collocated picture)를 결정하는 단계; 상기 최적의 연관 픽쳐 내 연관 블록(collocated block)의 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 움직임 정보를 예측하는 단계; 및 상기 예측된 움직임 정보에 기초하여 움직임 예측 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 비디오 신호의 인코딩/디코딩 방법 및 장치에 관한 것이며, 구체적으로 움직임 정보를 예측하는 방법에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.
특히, 인터 예측(inter-prediction)의 경우 움직임 추정 결과에 따라 참조 픽쳐 리스트 L0 및 L1에 대한 방향 정보, 참조 픽쳐 인덱스 및 움직임 벡터를 디코더로 전송하여야 하며, 이때 상기 움직임 정보들을 보다 효율적으로 예측함으로써 전송하는 데이터량을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 움직임 관련 데이터를 감소시키는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 움직임 정보를 예측하는 다양한 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 움직임 정보를 예측하기 위한 후보 영역을 새롭게 정의하고자 한다.
본 발명은 움직임 정보를 시그널링하는 다양한 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은, 최적의 후보 영역으로부터 움직임 정보를 예측하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 연관 예측 블록(Collocated prediction block) 내 임의의 영역으로부터 움직임 정보를 획득하기 위한 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 시간적 후보 블록의 움직임 벡터를 스케일링하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 참조 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우 연관 블록(Collocated block) 내부/외부로부터 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 시간적 후보 블록을 선택하는 방법을 제공한다.
본 발명은 움직임 정보를 예측하는 방법을 제안함으로써 보다 효율적으로 비디오 신호를 압축할 수 있으며, 전송하여야 하는 움직임 관련 데이터량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 공간적 상관성을 이용하여 움직임 정보를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 시간적 상관성을 이용하여 움직임 정보를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 시간적 상관성에 기초하여 움직임 벡터를 스케일링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 이웃 블록으로부터 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 공간적 후보 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 연관 블록(Collocated block) 내부로부터 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 시간적 후보 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 연관 블록(Collocated block) 외부로부터 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 시간적 후보 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 참조 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우 연관 블록(Collocated block) 내부/외부로부터 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 시간적 후보 블록 영역의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 참조 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우 연관 블록(Collocated block) 내부/외부로부터 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 시간적 후보 블록을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 연관 예측 블록(Collocated prediction block) 내 임의의 영역으로부터 움직임 정보를 획득하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 시간적 후보 블록의 움직임 벡터를 스케일링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 최적의 후보 영역으로부터 움직임 정보를 예측하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 비디오 신호를 처리하는 방법에 있어서, 현재 블록의 움직임 정보 예측을 위한 후보 블록들 중 적어도 하나의 참조 인덱스(reference index)에 기초하여, 최적의 연관 픽쳐(collocated picture)를 결정하는 단계; 상기 최적의 연관 픽쳐 내 연관 블록(collocated block)의 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 움직임 정보를 예측하는 단계; 및 상기 예측된 움직임 정보에 기초하여 예측 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서, 상기 연관 블록의 정보는 상기 연관 블록의 우측 하단을 기준으로 설정된 영역으로부터 획득되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 연관 블록(collocated block)의 정보는 상기 연관 블록의 내부 정보를 포함하고, 상기 내부 정보는 상기 연관 블록 내의 우측 하단 코너 영역, 우측 경계 영역, 하단 경계 영역, 우측 하단 1/4 영역, 우측 상단 코너 영역, 좌측 하단 코너 영역, 센터 영역, 기설정된 특정 영역 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 연관 블록(collocated block)의 정보는 상기 연관 블록의 외부 정보를 포함하고, 상기 외부 정보는 상기 연관 블록에 인접하는 우측 블록, 하단 블록 및 우측 하단 블록의 영역 내에 존재하고, 상기 연관 블록에 인접하는 우측 하단 코너 영역, 우측 경계 영역, 하단 경계 영역, 우측 하단 1/4 영역, 우측 상단 코너 영역, 좌측 하단 코너 영역, 상기 우측 하단 블록의 센터 영역, 기설정된 특정 영역 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우, 상기 현재 블록의 움직임 정보는 상기 연관 블록을 포함하는 코딩 유닛의 외부 영역으로부터 예측되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 외부 영역은 상기 코딩 유닛에 인접하는 우측 상단 코너 영역, 우측 하단 코너 영역, 좌측 하단 코너 영역 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우, 상기 현재 블록의 움직임 정보는 특정 위치를 기준으로 후보 영역과의 거리에 기초하여 획득되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 특정 위치는 상기 연관 블록 또는 상기 연관 블록을 포함하는 코딩 유닛의 형태에 기초하여 기설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 연관 블록의 형태가 2NxnU이고, 상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 NxN 단위로 압축되어 있는 경우, 상기 특정 위치는 우측 하단 경계 또는 좌측 상단 경계인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는지 여부를 나타내는 플래그를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 플래그는 시퀀스 파라미터 셋, 픽쳐 파라미터 셋, 조정 파라미터 셋(adaptation parameter set), 또는 슬라이스 헤더 중 적어도 하나로부터 수신되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 연관 블록의 정보는 상기 현재 블록을 포함하는 현재 픽쳐와 상기 최적의 연관 픽쳐와의 시간적 거리를 고려하여 스케일링되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 움직임 정보 예측을 위한 후보 블록들은 상기 현재 블록에 대한 AMVP(Advanced Motion Vector Predictor) 후보 블록, 머지(Merge) 후보 블록 및 이웃 블록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 비디오 신호를 처리하는 장치에 있어서, 현재 블록의 움직임 정보 예측을 위한 후보 블록들 중 적어도 하나의 참조 인덱스(reference index)에 기초하여, 최적의 연관 픽쳐(collocated picture)를 결정하고, 상기 최적의 연관 픽쳐 내 연관 블록(collocated block)의 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 움직임 정보를 예측하고, 상기 예측된 움직임 정보에 기초하여 움직임 예측 신호를 생성하는 예측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 용어들은 발명을 설명하기 위해 선택된 일반적인 용어들이나, 유사한 의미를 갖는 다른 용어가 있는 경우 보다 적절한 해석을 위해 대체 가능할 것이다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다. 또한, 파티셔닝(partitioning), 분해(decomposition), 스플리팅 (splitting) 및 분할(division) 등의 경우에도 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
또한, 본 명세서에서 설명되는 과정이 인코더 또는 디코더를 기준으로 설명한 경우, 해당 과정이 인코더 및 디코더에서 모두 수행할 수 있는 경우라면 디코더에서도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상(Input image)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 상기 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다.
다만, 상기 용어들은 본 발명에 대한 설명의 편의를 위해 사용할 뿐이며, 본 발명은 해당 용어의 정의에 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 비디오 신호를 인코딩 또는 디코딩하는 과정에서 이용되는 단위로써 코딩 유닛이라는 용어를 사용하지만, 본 발명은 그에 한정되지 않으며 발명 내용에 따라 적절하게 해석 가능할 것이다.
인코더(100)는 입력 영상 신호에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)를 감산하여 잔여 신호(residual signal)를 생성할 수 있고, 생성된 잔여 신호는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 잔여 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 잔여 신호를 복원할 수 있다. 복원된 잔여 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.
한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(180)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질 뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽쳐로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예측부(180)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다. 이때, 본 발명은 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 예측하는 다양한 실시예를 제공한다.
한편, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.
따라서, 인터 예측부(180)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.
보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 예측 블록(prediction block)으로 사용하여 예측을 수행할 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 인트라 예측부(185)는 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
상기 인터 예측부(180) 또는 상기 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 잔여 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호을 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩될 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 변환 계수를 역변환하여 잔여 신호(residual signal)를 획득하게 된다.
획득된 잔여 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성된다. 이때, 본 발명은 상기 인터 예측부(260)에서 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 예측하는 다양한 실시예를 제공한다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할할 수 있다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.
예를 들어, CTU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)을 포함할 수 있다.
하나의 CTU은 쿼드트리(quadtree, 이하 'QT'라 함) 구조로 분해될 수 있다. 예를 들어, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 각 변의 길이가 절반씩 감소하는 4개의 유닛으로 분할될 수 있다. 이러한 QT 구조의 분해는 재귀적으로 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, QT의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련될 수 있다. QT는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할될 수 있고, 이때 상기 리프 노드는 코딩 유닛(CU: Coding Unit)으로 지칭될 수 있다.
CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미할 수 있다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함할 수 있다. 예를 들어, CU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16, 8x8 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, CU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.
도 3을 참조하면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, 레벨 0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당된다.
CTU은 QT 형태로 분해될 수 있으며, 그 결과 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드들이 생성될 수 있다. 그리고, 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 레벨 1의 깊이를 가진다.
레벨 1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 레벨 2의 깊이를 가진다.
또한, 레벨 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 레벨 3의 깊이를 가진다.
인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다.
또한, 트리 구조를 갖는 CU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
LCU가 QT 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.
하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_cu_flag"로 표현될 수 있다. 상기 분할 플래그는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 상기 분할 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 코딩 과정이 수행될 수 있다.
앞서 도 3의 실시예에서는 CU의 분할 과정에 대해 예로 들어 설명하였으나, 변환을 수행하는 기본 단위인 변환 유닛(TU: Transform Unit)의 분할 과정에 대해서도 상술한 QT 구조를 적용할 수 있다.
TU는 코딩하려는 CU로부터 QT 구조로 계층적으로 분할될 수 있다. 예를 들어, CU은 변환 유닛(TU)에 대한 트리의 루트 노트(root node)에 해당될 수 있다.
TU는 QT 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. 예를 들어, TU의 크기는 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, TU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 변환 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_transform_flag"로 표현될 수 있다.
상기 분할 변환 플래그는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
상기에서 설명한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할할 수 있다.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할될 수 있다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할된다.
도 4(a)는 인트라 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시하고, 도 4(b)는 인터 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시한다.
도 4(a)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2N×2N 또는 N×N)으로 분할될 수 있다.
여기서, 2N×2N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU 내에 하나의 PU만이 존재하는 것을 의미한다.
반면, N×N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU는 4개의 PU로 분할되고, 각 PU 단위 별로 서로 다른 예측 블록이 생성된다. 다만, 이러한 PU의 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2N×2N, N×N, 2N×N, N×2N, nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD)으로 분할될 수 있다.
인트라 예측과 유사하게, N×N 형태의 PU 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
인터 예측에서는 가로 방향으로 분할되는 2N×N 형태 및 세로 방향으로 분할되는 N×2N 형태의 PU 분할을 지원한다.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD 형태의 PU 분할을 지원한다. 여기서, 'n'은 2N의 1/4 값을 의미한다. 다만, AMP는 PU가 속한 CU가 최소 크기의 CU인 경우 사용될 수 없다.
하나의 CTU 내의 입력 영상을 효율적으로 부호화하기 위해 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU), 변환 유닛(TU)의 최적의 분할 구조는 아래와 같은 수행 과정을 거쳐 최소 율-왜곡(Rate-Distortion) 값을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 64×64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64×64 크기의 CU에서 8×8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
1) 64×64 크기의 CU에 대해 인터/인트라 예측, 변환/양자화, 역양자화/역변환 및 엔트로피 인코딩 수행을 통해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
2) 64×64 CU를 32×32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32×32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
3) 32×32 CU를 16×16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16×16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
4) 16×16 CU를 8×8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8×8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16×16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8×8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16×16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16×16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32×32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16×16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32×32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32×32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64×64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32×32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64×64 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다.
인트라 예측 모드에서, PU 단위로 예측 모드가 선택되고, 선택된 예측 모드에 대해 실제 TU 단위로 예측과 재구성이 수행된다.
TU는 실제 예측과 재구성이 수행되는 기본 단위를 의미한다. TU는 휘도(luma) 성분에 대한 변환 블록(TB: Transform Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 TB를 포함한다.
앞서 도 3의 예시에서 하나의 CTU가 쿼드-트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
TU는 쿼드-트리 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서는 TU의 크기는 32×32, 16×16, 8×8, 4×4 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 TU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CU은 TU에 해당한다.
CU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 TU(a), TU(b), TU(j)는 CU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 TU(c), TU(h), TU(i)는 CU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 TU(d), TU(e), TU(f), TU(g)는 CU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
트리 구조를 갖는 TU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 TU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 TU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, TU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 TU 플래그(split_transform_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 공간적 상관성을 이용하여 움직임 정보를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
비디오 신호의 코딩에 있어서, 인터 예측은 시간적 상관성을 이용하여 현재 블록을 예측한다. 현재 블록은 이미 코딩된 적어도 하나의 프레임을 참조하여 예측을 수행한다. 상기 인터 예측은 정사각형 모양의 예측 블록뿐만 아니라 비대칭 모양의 예측 블록에 대해서 수행될 수 있다. 상기 인터 예측에 따라, 인코더는 참조 인덱스, 움직임 정보 및 레지듀얼 신호를 디코더에 전송할 수 있다. 이 경우, 머지 모드(merge mode)는 현재 예측 블록의 움직임 정보를 전송하지 않고, 주변 예측 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 예측 블록의 움직임 정보를 유도하게 된다. 따라서, 머지 모드를 이용하였음을 알려주는 플래그 정보 및 주변의 어떤 예측 블록을 이용하였는지를 알려주는 머지 인덱스를 전송함으로써 현재 예측 블록의 움직임 정보를 유도할 수 있다.
인코더는 머지 모드를 수행하기 위해서 현재 예측 블록의 움직임 정보를 유도하기 위해 이용되는 머지 후보 블록(merge candidate block)을 서치하여야 한다. 예를 들어, 상기 머지 후보 블록은 최대 5개까지 이용될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 그리고, 상기 머지 후보 블록의 최대 개수는 슬라이스 헤더에서 전송될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 머지 후보 블록들을 찾은 후, 인코더는 머지 리스트를 생성할 수 있고, 이들 중 가장 작은 비용을 갖는 머지 후보 블록을 최종 머지 후보 블록으로 선택할 수 있다.
본 발명은 상기 머지 리스트를 구성하는 머지 후보 블록에 대한 다양한 실시예를 제공한다.
상기 머지 리스트는 5개의 머지 후보 블록을 이용할 수 있으며, 예를 들어, 4개의 공간적 머지 후보(spatial merge candidate)와 1개의 시간적 머지 후보(temporal merge candidate)를 이용할 수 있다. 구체적 예로, 공간적 머지 후보의 경우 도 5(a) 내지 도 5(c)에 도시된 블록들을 공간적 머지 후보로 이용할 수 있다.
상기 도 5(a)의 경우, 2Nx2N 현재 예측 블록의 공간적 머지 후보의 위치를 나타낸다. 예를 들어, 인코더는 도 5(a)에 도시된 5개의 블록들을 A, B, C, D, E의 순서대로 탐색하여, 이 중 4개를 머지 리스트로 구성할 수 있다.
상기 도 5(b)는, 현재 예측 블록의 크기가 2NxN 이고 우측에 위치하고 있는 경우 공간적 머지 후보의 위치를 나타낸다. 예를 들어, 인코더는 도 5(b)에 도시된 개의 블록들을 A, B, C, D의 순서대로 탐색하여 머지 리스트를 구성할 수 있다.
상기 도 5(c)는, 현재 예측 블록의 크기가 Nx2N 이고 하측에 위치하고 있는 경우 공간적 머지 후보의 위치를 나타낸다. 예를 들어, 인코더는 도 5(c)에 도시된 개의 블록들을 A, B, C, D의 순서대로 탐색하여 머지 리스트를 구성할 수 있다. 한편, 공간적 머지 후보들 중 중복되는 움직임 정보를 갖고 있는 후보는 상기 머지 리스트에서 제거될 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 시간적 상관성을 이용하여 움직임 정보를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 5에서 살펴본 바와 같이, 머지 리스트는 공간적 머지 후보(spatial merge candidate)를 구성한 후, 시간적 머지 후보(temporal merge candidate)를 구성할 수 있다.
본 발명은 상기 머지 리스트를 구성하는 시간적 머지 후보에 대한 다양한 실시예를 제공한다.
도 6을 살펴보면, 시간적 머지 후보는 현재 프레임과 다른 프레임 내에서 현재 예측 블록과 동일한 위치의 예측 블록을 이용할 수 있다. 예를 들어, 인코더는 도 6에 도시된 A, B의 순서대로 탐색하여 머지 리스트를 구성할 수 있다. 여기서, 상기 다른 프레임은, POC(Picture Order Count) 상으로 현재 프레임보다 이전이거나 이후일 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 시간적 상관성에 기초하여 움직임 벡터를 스케일링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 6에서 살펴본 바와 같이, 시간적 머지 후보가 구성된 경우 움직임 벡터의 스케일링이 필요할 수 있다.
상기 도 7을 살펴보면, 현재 픽쳐를 Curr_pic, 현재 픽쳐가 참조하는 참조 픽쳐를 Curr_ref, 연관 픽쳐(Collocated picture)를 Col_pic, 연관 픽쳐가 참조하는 픽쳐를 Col_ref, 현재 예측 블록의 움직임 벡터를 mv_curr, 연관 픽쳐의 움직임 벡터를 mv_Col이라 한다. 여기서, 연관 픽쳐(Collocated picture)는 현재 픽쳐와 연관된 픽쳐를 의미하며, 예를 들어, 참조 픽쳐 리스트 0 또는 참조 픽쳐 리스트 1에 포함된 참조 픽쳐를 의미할 수 있으며, 또는 시간적 머지 후보를 포함하는 픽쳐를 의미할 수 있다.
이 경우, 현재 픽쳐의 참조 픽쳐와 시간적 머지 후보의 참조 픽쳐가 다른 경우 움직임 벡터를 시간적 거리에 비례하여 스케일링할 수 있다. 예를 들어, 현재 픽쳐와 참조 픽쳐 간의 시간적 거리를 tb라 하고, 연관 픽쳐와 연관 픽쳐의 참조 픽쳐 간의 시간적 거리를 td라 하면, tb, td 간의 거리 비율에 따라 연관 픽쳐의 움직임 벡터 mv_Col를 스케일링함으로써 현재 예측 블록의 움직임 벡터 mv_curr를 획득할 수 있다.
한편, 상기 머지 리스트가 모두 채워지지 않은 경우, 현재까지 추가된 후보들의 조합으로 양방향 예측을 위한 새로운 머지 후보를 생성하거나 제로 움직임 벡터를 추가할 수도 있다.
인코더는 이렇게 생성된 머지 리스트의 후보 블록들 각각에 대해 비용을 계산하여, 가장 작은 비용을 갖는 후보 블록을 선택할 수 있다.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 이웃 블록으로부터 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명이 적용되는 움직임 벡터 예측 모드의 경우, 인코더는 예측 블록의 타입에 따라 움직임 벡터를 예측하고 최적의 움직임 벡터와 예측값 간의 차이값을 디코더에 전송한다. 이 경우, 인코더는 움직임 벡터 차분값, 주변 블록 정보, 참조 인덱스 등을 디코더에 전송한다.
인코더는 움직임 벡터 예측을 위한 예측 후보 리스트를 구성할 수 있으며, 상기 예측 후보 리스트는 공간적 후보 블록 및 시간적 후보 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
먼저, 인코더는 움직임 벡터 예측을 위한 공간적 후보 블록을 탐색하여 예측 후보 리스트에 삽입할 수 있다(S810). 공간적 후보 블록의 탐색은 상기 도 5에서 설명한 방법이 적용될 수 있으며, 구체적인 방법은 도 9에서 설명하도록 한다.
인코더는 상기 공간적 후보 블록의 개수가 2개 미만인지 여부를 확인할 수 있다(S820).
상기 확인 결과, 상기 공간적 후보 블록의 개수가 2개 미만인 경우, 시간적 후보 블록을 탐색하여 예측 후보 리스트에 추가할 수 있다(S830). 이때, 시간적 후보 블록이 모두 이용 불가능한 경우, 인코더는 제로 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측값으로 이용할 수 있다(S840).
상기 시간적 후보 블록을 구성하는 과정은 상기 도 6에서 설명하는 방법이 적용될 수 있으며, 시간적 후보 블록의 움직임 벡터를 스케일링 하는 과정은 상기 도 7에서 설명하는 방법이 적용될 수 있다.
한편, 상기 확인 결과, 상기 공간적 후보 블록의 개수가 2개 이상인 경우, 예측 후보 리스트의 구성을 종료하고, 후보 블록들 중 비용이 가장 작은 블록을 선택할 수 있다. 선택된 후보 블록의 움직임 벡터를 현재 블록의 움직임 벡터 예측값으로 결정하고, 상기 움직임 벡터 예측값을 이용하여 움직임 벡터 차분값을 획득할 수 있다. 이렇게 획득된 움직임 벡터 차분값은 디코더로 전송될 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 공간적 후보 블록을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명이 적용되는 움직임 벡터 예측 모드의 경우, 예측 후보 리스트를 구성하기 위한 공간적 후보 블록을 탐색하는 방법을 설명한다. 움직임 벡터를 예측하기 위한 공간적 후보 블록을 탐색하는 방법은 상기 도 5에서 설명한 공간적 후보 블록의 위치와 동일하나, 그 구성 순서는 다를 수 있다.
예를 들어, A, A0, 스케일된 A, 스케일된 A0 중 한 개와 B0, B1, B2, 스케일된 B1, 스케일된 B2 중 한 개를 선택하여 2개의 공간적 후보 블록을 이용할 수 있고, 상기 선택된 2개의 공간적 후보 블록의 움직임 벡터는 각각 mvLXA, mvLXB에 설정될 수 있다.
움직임 벡터 예측 모드는 다수의 주변 블록 중 하나의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측값으로 사용하며, 사용한 블록의 위치를 나타내는 플래그 정보 및 움직임 벡터 차분값을 디코더로 전송할 수 있다. 상기 움직임 벡터 예측 모드는 공간적 후보 블록과 시간적 후보 블록을 최대 두 개까지 사용가능하다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 연관 블록(Collocated block) 내부로부터 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 시간적 후보 블록을 설명하기 위한 도면이다.
우측 하단 주변블록 기반의 시간적 움직임 벡터 예측(Temporal Motion Vector Prediction, 이하 'TMVP'라 함)
TMVP는 공간적 후보 블록으로부터 얻을 수 없는 다른 후보 블록(candidate block), 예를 들어 시간적 후보 블록 등을 추가한다는 의미를 가질 수 있다.
또한, TMVP는 공간적 후보 블록이 좌측 상단에 의존적(dominant)인 특성을 가지므로, 우측 하단 영역에 존재하는 블록의 움직임 정보도 움직임 정보 예측을 위한 후보 블록으로 추가한다는 의미도 갖는다. 다만, 현재 픽쳐 또는 현재 블록의 경우, 우측 하단 영역이 아직 복원되지 않았기 때문에 이용 불가능하므로, 연관 픽쳐(Collocated Picture, 이하 'colPic'이라 함)의 연관 블록(Collocated Block, 이하 'colPb'라 함)을 이용하여 우측 하단 영역에 존재하는 블록들의 움직임 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 colPb는 colPic으로부터 움직임 정보를 유도할 때 현재 픽쳐(current picture)에서 현재 예측 유닛(current PU)와 동일한 위치에 대응되는 블록이라 정의할 수 있다. 본 정의는 본 명세서 내 다른 실시예의 설명에도 적용될 수 있다.
본 발명이 적용되는 실시예로, TMVP 관련 정보는 colPb의 내부 또는 외부 중 적어도 하나에 존재하는 정보로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, colPb의 내부에 존재하는 정보로부터 획득되거나, colPb의 외부에 존재하는 정보로부터 획득되거나, 또는 내부 및 외부에 존재하는 정보의 조합으로부터 획득될 수 있다. 여기서, 상기 TMVP 관련 정보는 움직임 벡터 예측값을 포함할 수 있다. 또는 상기 TMVP 관련 정보는 움직임 벡터 차분값, 움직임 벡터 예측 모드, 또는 블록 위치 관련 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다.
상기 도 10을 살펴보면, colPb 내부로부터 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 시간적 후보 블록을 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 10(a)과 같이 우측 하단 블록의 움직임 정보로부터 TMVP 관련 정보를 획득할 수 있고, 또는 도 10(b)와 같이 우측 경계 블록들 중 적어도 하나의 블록의 움직임 정보로부터 TMVP 관련 정보를 획득할 수 있다.
또는, 도 10 (c)과 같이 하단 경계 블록들 중 적어도 하나의 블록의 움직임 정보로부터 TMVP 관련 정보를 획득할 수 있고, 도 10 (d)과 같이 우측 경계 블록 및 하단 경계 블록들 중 적어도 하나의 움직임 정보로부터 TMVP 관련 정보를 획득할 수 있다.
또는, 도 10(e)와 같이 colPb 내부에 있는 우측 하단 1/4 영역에 해당하는 블록들 중 적어도 하나의 움직임 정보로부터 TMVP 관련 정보를 획득할 수 있고, 또는 도 10(f) 및 도 10(g)와 같이 사전에 정해진 특정 후보 영역에 있는 블록들의 움직임 정보로부터 TMVP 관련 정보를 획득할 수 도 있다. 상기 도 10(f) 및 도 10 (g)에 도시된 후보 영역은 일실시예일 뿐이며, colPb 내부의 특정 후보 영역은 임의로 선택 가능하다.
또는, 상기 도 10(a) 내지 도 10(g)의 실시예들의 선택적 조합을 통해 TMVP 관련 정보를 획득할 수도 있다.
또한, 상기 도 10(a) 내지 도 10(g)의 실시예들에서 설명한 위치 표현은 colPb 내부에 인접하는 블록들을 나타내는 것이나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, colPb 내부에 인접하지 않는 임의의 위치에 있는 블록을 의미할 수도 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 연관 블록(Collocated block) 외부로부터 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 시간적 후보 블록을 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 11을 살펴보면, colPb 외부로부터 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 시간적 후보 블록을 결정할 수 있다. 여기서, colPb 외부라 함은 colPb에 인접하는 우측 블록, 하측 블록, 우측 하단 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, colPb 외부는 colPb 를 포함하는 픽쳐 또는 프레임 내 다른 블록을 의미할 수도 있다.
예를 들어, 도 11(a)과 같이 colPb 외부에 인접하는 우측 하단 블록의 움직임 정보로부터 TMVP 관련 정보를 획득할 수 있고, 또는 도 11(b)와 같이 colPb 외부에 인접하는 우측 경계 블록들 중 적어도 하나의 블록의 움직임 정보로부터 TMVP 관련 정보를 획득할 수 있다.
또는, 도 11 (c)와 같이 colPb 외부에 인접하는 하단 경계 블록들 중 적어도 하나의 블록의 움직임 정보로부터 TMVP 관련 정보를 획득할 수 있고, 도 11(d)과 같이 colPb 외부에 인접하는 우측 경계 블록 및 하단 경계 블록들 중 적어도 하나의 움직임 정보로부터 TMVP 관련 정보를 획득할 수 있다.
또는, 도 11(e)와 같이 colPb 외부에 인접하는 우측 하단 1/4 영역에 해당하는 블록들 중 적어도 하나의 움직임 정보로부터 TMVP 관련 정보를 획득할 수 있고, 또는 도 11(f)와 같이 colPb 외부에 인접하는 사전에 정해진 특정 후보 영역에 있는 블록들의 움직임 정보로부터 TMVP 관련 정보를 획득할 수도 있다. 상기 도 11(f)에 도시된 후보 영역은 일실시예일 뿐이며, colPb 외부에 인접하는 특정 후보 영역은 임의로 선택 가능하다.
또는, 상기 도 11(a) 내지 도 11(f)의 실시예들의 선택적 조합을 통해 TMVP 관련 정보를 획득할 수도 있다.
또한, 이하 도 11의 실시예들에서 설명하는 위치 표현은 colPb 외부에 인접하는 블록들을 나타내는 것이나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, colPb 에 인접하지 않는 임의의 위치에 있는 블록을 의미할 수도 있다.
본 발명이 적용되는 다른 실시예로, TMVP 관련 정보는 내부 및 외부에 존재하는 정보의 조합으로부터 획득될 수도 있다.
이러한 경우, 우선적으로 colPb 외부 정보에 기초하여 TMVP 관련 정보를 획득하고, 상기 외부 정보가 이용가능하지 않는 경우에 내부 정보를 이용할 수 있다. 또는, 우선적으로 colPb 내부 정보에 기초하여 TMVP 관련 정보를 획득하고, 상기 내부 정보가 이용가능하지 않는 경우 외부 정보를 이용할 수 있다.
본 발명이 적용되는 다른 실시예로, TMVP 관련 정보를 획득하기 위한 후보 블록 또는 후보 영역은 움직임 벡터, 참조 인덱스, 모드 관련 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
인코더는 상기 정보들 중 적어도 하나를 선택하여 TMVP 관련 정보로 이용할 수 있다. 또는, 복수개의 정보를 선택하고 그 조합을 통해 생성된 새로운 정보를 TMVP 관련 정보로 이용할 수 있다.
이때, 인코더는 사전에 정해진 규칙에 따라 상기 정보들 중 적어도 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 도 10의 후보 블록들 및 상기 도 11의 후보 블록들 중 어느 하나 또는 복수개를 최우선적으로 선택하고, 선택된 블록들이 이용불가능한 경우 그 외 다른 후보 블록을 선택하도록 규칙을 미리 설정할 수 있다.
본 발명이 적용되는 다른 실시예로, 인코더는 시그널링을 통해 상기 정보들 중 적어도 하나를 선택할 수 있다.
예를 들어, TMVP 관련 정보를 획득하기 위한 후보 블록 또는 후보 영역이 복수개인 경우, 특정 후보의 선택을 위해 1bit 플래그 혹은 수bit로 정의된 인덱스를 전송할 수 있다.
구체적 예로, colPb 우측 하단 외부에서 1개의 후보를 획득하고, colPb 우측 하단 내부에서 1개의 후보를 획득하는 경우, 그 중 하나를 결정하기 위해서 1bit 플래그를 전송할 수 있다.
한편, TMVP 관련 정보를 획득하기 위한 후보 블록 또는 후보 영역이 하나인 경우 시그널링을 하지 않을 수 있다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 참조 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우 연관 블록(Collocated block) 내부/외부로부터 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 시간적 후보 블록 영역의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
참조 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우, 도 12와 같이 TMVP 정보를 획득하기 위한 colPb 내부/외부의 후보 블록은 이산(separation)된 형태로 나타날 수 있다. 예측 블록 사이즈에 따라 colPb 우측 하단을 중심으로 내부/외부의 움직임 정보를 획득하려고 해도, 움직임 정보 압축에 의해 좌측 상단 위치, 또는 움직임 정보 예측 모드/머지 모드에서의 후보 블록에 인접한 위치의 움직임 정보를 얻게 되는 경우가 있다.
따라서, 우측 하단 블록에 기반한 움직임 정보를 TMVP 정보로 사용하기 위해, 본 발명은 colPb가 속한 CU의 외부로부터 TMVP 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 블록을 colPb를 포함하는 64x64 CU라 하고, 본 발명은 R_out 영역으로부터 TMVP 정보를 획득할 수 있다.
다른 실시예로, 움직임 벡터 예측 모드 및 머지 모드(Merge mode)의 공간적 후보의 이용가능성(availability)을 참고하여 TMVP 정보를 획득할 수 있다.
다른 실시예로, colPb의 형태 또는 colPb가 속한 CU의 형태를 고려하여, 특정 기준점을 중심으로 TMVP 정보를 획득할 수 있는 후보들과의 거리에 기초하여 TMVP 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 블록이 colPb를 나타내는 경우, 우측 하단 외부의 블록 X를 최우선 순위의 후보 블록으로 정할 수 있다. 만약 블록 X가 이용 가능하지 않으면, 센터 우측 하단의 블록 Z로부터 TMVP 정보를 획득할 수 있다.
다른 실시예로, 상기 실시예들의 선택적 조합을 통해 TMVP 정보를 획득할 수도 있다.
예를 들어, 도 12에 도시된 블록이 colPb를 나타내는 경우, colPb 외부의 R_out 영역으로부터 TMVP 정보를 획득하되, 블록 X, a1, a2, a3, a4 순서 또는 블록 X, b1, b2, b3, b4 순서로 각 블록의 이용가능성을 확인하고 TMVP 정보를 획득할 수 있다.
다른 예로, 도 12에 도시된 블록이 colPb를 나타내는 경우, colPb 내부의 R_in 영역으로부터 TMVP 정보를 획득할 수 있다. 만약, 상기 R_in 영역이 이용불가능한 경우, 블록 Y, c1, c2, c3, d1, d2, d3 로부터 TMVP 정보를 획득할 수 있다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 참조 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우 연관 블록(Collocated block) 내부/외부로부터 움직임 벡터 예측값을 유도하기 위한 시간적 후보 블록을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13(a)를 살펴보면, colPb(굵은 실선)가 8x8이고, 16x16 단위로 움직임 정보가 압축된 경우, colPb의 우측 하단을 기준으로 내/외부의 어느 후보 영역(R2, R3)에서 TMVP 정보를 유도하더라도, 결국 좌측 상단의 블록 X에서 유도한 것과 동일하게 된다. 이 경우, R1 후보 영역과 인접한 곳에서 TMVP 정보를 유도하게 되므로 동일하거나 유사한 움직임 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 R1 후보 영역은 움직임 정보 예측 모드 또는 머지 모드의 후보 영역을 의미할 수 있다.
따라서, 본 발명은 colPb가 포함된 CU(가는 실선)의 외부에 있는 후보 영역 1, 2, 3 중 적어도 하나로부터 TMVP 정보를 획득할 수 있다.
도 13(b)를 살펴보면, colPb(굵은 실선)가 16x8이고, 16x16 단위로 움직임 정보가 압축된 경우, colPb의 우측 하단을 기준으로 내/외부의 어느 후보 영역(R2, R3)에서 TMVP 정보를 가져오더라도, 블록 X, Y에서 가져온 것과 동일하게 된다. 예를 들어, R1 후보 영역 중에서 R1a 및 R1b 후보 영역은 이용가능하고, R2 후보 영역은 이용가능하지 않은 경우, 본 발명은 후보 영역 1, 2 중 적어도 하나로부터 TMVP 정보를 획득할 수 있다. 이를 통해, 가급적 R1 후보 영역에서의 움직임 정보와 동일하거나 유사하지 않은 TMVP 정보를 획득할 수 있다.
도 13(c)를 살펴보면, colPb(굵은 실선)가 32x8이고, 16x16 단위로 움직임 정보가 압축된 경우, 본 발명은 후보 영역 1 내지 9 중 적어도 하나로부터 TMVP를 위한 움직임 정보를 유도할 수 있다.
이러한 경우, 기준점을 우측 하단 경계로 결정한다면, 거리상 후보 영역 3, 6이 가장 가까우므로 이 중에서 TMVP 정보를 획득할 수 있다.
다른 예로, 기준점을 우측 하단 경계로 하되, 도 13(a)에서와 같이 움직임 정보 예측 모드 또는 머지 모드의 후보 영역과 인접한 경우를 배제한다면, 후보 영역 6으로부터 TMVP 정보를 획득할 수 있다.
다른 예로, 기준점을 좌측 상단 경계로 결정한다면, 거리상 후보 영역 1이 가장 가까우므로 이로부터 TMVP 정보를 획득할 수 있다.
다른 예로, 기준점을 좌측 상단 경계로 하되, 도 13(a)에서와 같이 움직임 정보 예측 모드 또는 머지 모드의 후보 영역과 인접한 경우를 배제한다면, 후보 영역 1을 제외하고 가장 가까운 후보 영역 2, 4 중에서 TMVP 정보를 획득할 수 있다. 또는, 후보 영역 2, 4 모두 움직임 정보 예측 모드 또는 머지 모드의 후보 영역의 연장선상에 있다고 본다면, 그 다음으로 가까운 후보 영역 5로부터 TMVP 정보를 획득할 수 있다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 연관 예측 블록(Collocated prediction block) 내 임의의 영역으로부터 움직임 정보를 획득하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
TMVP 개선(refinement)
colPb는 연관된 예측 블록(collocated prediction block)을 나타내며, colPic은 상기 colPb를 포함하는 픽쳐를 나타낸다. 상기 colPic은 슬라이스 레벨의 신택스를 통해 참조 픽쳐 리스트에 존재하는 임의의 픽쳐로 지정될 수 있다. 그러나, 슬라이스 레벨에서 colPic을 정해주게 되면, 실제로는 해당 예측 유닛 각각에 대해 더 최적의 colPb를 가진 colPic이 존재하더라도 이를 선택할 수 없게 되는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 colPic을 결정하는 단위를 변경하여 이를 해결하고자 한다.
본 발명의 일실시예에서는, 상기 최적의 colPic을 찾기 위해 임의의 영역 단위로 colPic을 정할 수 있다. 예를 들어, 상기 임의의 영역은 슬라이스보다 작은 영역이거나, 동일 영역이거나, 또는 큰 영역일 수 있다. 또한, 전체 시퀀스, 하나 이상의 GOP(Group Of Picture), 하나 이상의 프레임, 하나 이상의 필드(field), 하나 이상의 슬라이스(slice), 하나 이상의 LCU, 하나 이상의 CU, 하나 이상의 PU, 하나 이상의 최소 움직임 블록(minimum motion block) 레벨 중 적어도 하나에서 정의될 수 있다. 여기서, 상기 최소 움직임 블록(minimum motion block)은 움직임 정보를 가질 수 있는 최소 크기의 블록을 의미할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로, colPic은 예측 유닛 별로 정해질 수 있고, 또는 최소 움직임 블록(minimum motion block) 단위로 정해질 수 있다.
다른 실시예로, colPic은 상기 열거한 영역들의 선택적 조합으로 결정될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 최적의 colPic을 나타내는 정보는, 별도의 시그널링을 통해서 얻어질 수 있다. 또는, AMVP 후보의 참조 인덱스 중에서 선택될 수 있으며, 머지 후보의 참조 인덱스 중에서 선택될 수도 있다. 또한, AMVP/머지 후보가 아닌 주변 임의의 블록의 참조 인덱스 중에서 선택될 수 있으며, 위 열거한 방법들의 선택적 조합으로 선택될 수도 있다.
예를 들어, 본 발명은, 현재 블록에 대한 AMVP(Advanced Motion Vector Predictor) 후보 블록, 머지(Merge) 후보 블록 및 이웃 블록 중 적어도 하나의 참조 인덱스(reference index)에 기초하여, 최적의 연관 픽쳐(collocated picture)를 결정하고, 상기 최적의 연관 픽쳐 내 연관 블록(colocated block)의 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 모션 정보(TMVP)를 예측할 수 있다. 그리고, 상기 예측된 모션 정보에 기초하여 예측 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, TMVP 관련 정보는 임의의 영역 단위로 획득될 수 있다. 예를 들어, 상기 임의의 영역은, 도 14(a)의 현재 예측 유닛의 크기보다 작은 영역일 수 있다. TMVP 대상이 되는 colPb를 통해서 최종적으로 획득하고자 하는 것은 해당 블록의 참조 인덱스와 움직임 정보이다. 따라서, colPic과 colPb가 이미 정해졌다고 하면, TMVP 정보를 가져 올 때, 현재 예측 유닛의 크기보다 작은 영역에서 움직임 정보를 여러 개 가져올 때 보다 자세한 움직임 보상 블록을 만들 수 있고, 결국 성능 향상에 도움이 될 것이다.
또한, 상기 임의의 영역은, 현재 예측 유닛의 크기과 동일 영역이거나, 또는 큰 영역일 수도 있다. 예를 들어, 전체 시퀀스, 하나 이상의 GOP(Group Of Picture), 하나 이상의 프레임, 하나 이상의 필드(field), 하나 이상의 슬라이스(slice), 하나 이상의 LCU, 하나 이상의 CU, 하나 이상의 PU, 하나 이상의 최소 움직임 블록(minimum motion block) 레벨 중 적어도 하나에서 정의될 수 있다. 여기서, 상기 최소 움직임 블록(minimum motion block)은 움직임 정보를 가질 수 있는 최소 크기의 블록을 의미할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로, 상기 임의의 영역은 상기 열거한 영역들의 선택적 조합으로 결정될 수도 있다.
도 14(b)를 참고하면, colPb를 4등분하고 각각의 서브 영역에 포함된 정보(info.1, info.2, info.3, info.4)를 이용하여 각 서브 영역에 대한 움직임 보상을 각각 수행할 수 있다.
도 14(c)를 참고하면, colPb가 속한 코딩 유닛 영역에 포함된 정보들(multi info.)을 이용하여 현재 예측 유닛에 대한 움직임 보상(motion compensation)을 수행할 수 있다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 시간적 후보 블록의 움직임 벡터를 스케일링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 TMVP 관련 움직임 정보를 획득함에 있어서, colPic과 현재 픽쳐(current picture)와의 거리 차이를 보상하기 위해, 움직임 정보를 스케일링하여 사용할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 움직임 정보를 스케일링하지 않고 사용할 수 있으며, 또는 이를 선택적으로 조합하여 사용할 수도 있다.
도 15를 참조하면, colPic 내 colPb의 움직임 벡터를 colMV라 하면, 현재 픽쳐의 움직임 벡터는 상기 colMV를 스케일링한 scaled MV 일 수 있다. 이때 스케일링 팩터는 현재 픽쳐와 참조 픽쳐 간의 제1시간적 거리와 colPic과 참조 픽쳐 간의 제2시간적 거리 간의 비율로 설정될 수 있다.
본 발명이 적용되는 다른 실시예로, 참조 픽쳐(Reference picture)의 움직임 정보를 압축하여 저장하는 방법이 이용될 수 있다. 메모리를 절약하는 측면에서 볼 경우, 움직임 정보의 압축을 사용하는 것이 복호픽쳐버퍼(DPB)에 있는 참조 픽쳐들에 대해 움직임 정보 저장량을 절감하는 효과를 볼 수 있다. 다만, 예측 유닛 크기보다 더 작은 영역으로부터 움직임 정보를 얻어와서 움직임 보상을 수행하고자 하는 경우, 움직임 정보 압축을 사용하지 않는 경우에 본 명세서에서 설명하는 TMVP 획득 방법들이 보다 효율적으로 적용될 수 있다.
이하에서는, 본 발명이 적용되는 실시예로, TMVP 정보를 획득하기 위한 방법들을 설명한다.
첫째, 움직임 정보의 압축 여부에 상관없이, 항상 압축된 움직임 정보를 바탕으로 TMVP 정보를 획득할 수 있다.
둘째, TMVP 정보는, 움직임 정보 압축이 사용되지 않은 경우에는 압축되지 않은 이용가능한 움직임 정보로부터 얻고, 움직임 정보가 압축된 경우에는 압축된 움직임 정보에 기초하여 획득될 수 있다.
셋째, 움직임 정보의 압축 여부와 상관없이, TMVP 정보를 얻어오는 기반을 압축되지 않은 움직임 정보로 할 것인지, 압축된 움직임 정보로 할 것인지 여부를 나타내는 정보를 정의할 수 있다.
넷째, 주변 블록을 참조하여, 압축된 움직임 정보와 그렇지 않은 움직임 정보 중에서 어떤 것을 기반으로 TMVP 정보를 획득할지를 유도할 수 있다.
다섯째, 상기 방법들을 선택적으로 조합하여 TMVP 정보를 획득할 수 있다.
본 발명이 적용되는 다른 실시예로, 움직임 정보의 압축은 TMVP의 성능에 영향을 줄 수 있으므로, 움직임 정보를 압축할 지의 여부를 다음과 같이 결정할 수 있다. 예를 들어, SPS(Sequence Parameter Set), PPS(Picture Parameter Set), APS(Adaptation Parameter Set), 또는 슬라이스 헤더(slice header) 중 적어도 하나의 레벨에서 움직임 정보의 압축 여부를 시그널링할 수 있다.
또한, 움직임 정보의 압축 여부를 별도로 시그널링하지 않고, 시간적 레이어 식별자(Temporal Layer ID), RPS(Reference Picture Set), DPB(Decoded Picture Buffer)와 같은 참조 픽쳐 관련 정보로부터 유도할 수도 있으며, 상기 방법들을 선택적으로 조합하여 사용할 수도 있다.
본 발명이 적용되는 일실시예로, 움직임 정보 압축이 수행되는지 여부는 플래그를 이용하여 계층적으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 상위 레벨에서 상기 플래그를 정의함으로써, 하위 레벨에서 움직임 정보 압축이 수행되는지 여부를 결정할 수 있다. 구체적 예로, SPS(Sequence Parameter Set)나 PPS(Picture Parameter Set)와 같이 상위 파라미터 셋에서, 슬라이스 헤더(slice header)와 같은 하위 파라미터 셋에서 움직임 정보 압축이 수행되는지 여부를 나타내는 플래그를 정의할 수 있다. 따라서, 상기 플래그에 따라, 슬라이스 헤더(slice header)에서는 해당 슬라이스에 대해 움직임 정보 압축을 수행할 것인지의 여부를 시그널링하거나, 하지 않을 수 있다.
본 발명이 적용되는 일실시예로, 시간적 레이어 식별자(Temporal Layer ID)가 낮은 픽쳐의 경우, 상기 시간적 레이어 식별자(Temporal Layer ID)가 높은 픽쳐 대비 상대적으로 높은 퀄리티로 코딩되어 있기 때문에, 움직임 정보의 압축을 하지 않는 것이 보다 예측 블록의 정확도를 높일 수 있는 TMVP 확보에 도움이 된다. 따라서, 시간적 레이어 식별자(Temporal Layer ID)가 낮은 픽쳐에서는 움직임 정보 압축을 수행하지 않고, 시간적 레이어 식별자(Temporal Layer ID)가 높은 픽쳐에서는 움직임 정보 압축을 수행할 수 있다. 움직임 정보 압축 수행 여부를 결정하는 시간적 레이어 식별자(Temporal Layer ID)는 고정해서 이용될 수 있고, 또는 계층적으로 플래그로 정의할 수도 있다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 최적의 후보 영역으로부터 움직임 정보를 예측하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
현재 블록의 움직임 정보 예측을 위한 후보 블록들 중 적어도 하나의 참조 인덱스에 기초하여 최적의 연관 픽쳐를 결정할 수 있다(S1610). 예를 들어, 상기 움직임 정보 예측을 위한 후보 블록들은 상기 현재 블록에 대한 AMVP(Advanced Motion Vector Predictor) 후보 블록, 머지(Merge) 후보 블록 및 이웃 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 최적의 연관 픽쳐 내 연관 블록의 정보에 기초하여 현재 블록의 움직임 정보를 예측할 수 있다(S1620). 이때, 상기 연관 블록의 정보는 상기 연관 블록의 우측 하단을 기준으로 설정된 영역으로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 상기 연관 블록(collocated block)의 정보는 상기 연관 블록의 내부 정보 또는 외부 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 내부 정보는 상기 연관 블록 내의 우측 하단 코너 영역, 우측 경계 영역, 하단 경계 영역, 우측 하단 1/4 영역, 우측 상단 코너 영역, 좌측 하단 코너 영역, 센터 영역, 기설정된 특정 영역 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 외부 정보는 상기 연관 블록에 인접하는 우측 블록, 하단 블록 및 우측 하단 블록의 영역 내에 존재하고, 상기 연관 블록에 인접하는 우측 하단 코너 영역, 우측 경계 영역, 하단 경계 영역, 우측 하단 1/4 영역, 우측 상단 코너 영역, 좌측 하단 코너 영역, 상기 우측 하단 블록의 센터 영역, 기설정된 특정 영역 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우, 상기 현재 블록의 움직임 정보는 상기 연관 블록을 포함하는 코딩 유닛의 외부 영역으로부터 예측될 수 있다. 이때, 상기 외부 영역은 상기 코딩 유닛에 인접하는 우측 상단 코너 영역, 우측 하단 코너 영역, 좌측 하단 코너 영역 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우, 상기 현재 블록의 움직임 정보는 특정 위치를 기준으로 후보 영역과의 거리에 기초하여 획득될 수 있다. 이때, 상기 특정 위치는 상기 연관 블록 또는 상기 연관 블록을 포함하는 코딩 유닛의 형태에 기초하여 기설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 연관 블록의 형태가 2NxnU이고, 상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 NxN 단위로 압축되어 있는 경우, 상기 특정 위치는 우측 하단 경계 또는 좌측 상단 경계일 수 있다.
한편, 상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는지 여부는 플래그에 의해 정의될 수 있고, 디코더는 상기 플래그를 수신할 수 있다. 이때, 상기 플래그는 시퀀스 파라미터 셋, 픽쳐 파라미터 셋, 조정 파라미터 셋(adapation parameter set), 또는 슬라이스 헤더 중 적어도 하나로부터 수신될 수 있다.
또한, 상기 연관 블록의 정보는 상기 현재 블록을 포함하는 현재 픽쳐와 상기 최적의 연관 픽쳐와의 시간적 거리를 고려하여 스케일링될 수 있다.
상기와 같이, 예측된 움직임 정보에 기초하여 움직임 예측 신호를 생성할 수 있다(S1630). 이렇게 생성된 움직임 예측 신호와 전송된 움직임 차분값을 더하여 움직임 벡터를 획득하고, 상기 움직임 벡터에 기초하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 신호를 생성할 수 있다. 상기 예측 신호와 레지듀얼 신호를 더하여 비디오 신호를 복원할 수 있다.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 1 및 도 2에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 및 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트 스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
Claims (20)
- 비디오 신호를 처리하는 방법에 있어서,현재 블록의 움직임 정보 예측을 위한 후보 블록들 중 적어도 하나의 참조 인덱스(reference index)에 기초하여, 최적의 연관 픽쳐(collocated picture)를 결정하는 단계;상기 최적의 연관 픽쳐 내 연관 블록(collocated block)의 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 움직임 정보를 예측하는 단계; 및상기 예측된 움직임 정보에 기초하여 움직임 예측 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 연관 블록의 정보는 상기 연관 블록의 우측 하단을 기준으로 설정된 영역으로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서,상기 연관 블록(collocated block)의 정보는 상기 연관 블록의 내부 정보를 포함하고, 상기 내부 정보는 상기 연관 블록 내의 우측 하단 코너 영역, 우측 경계 영역, 하단 경계 영역, 우측 하단 1/4 영역, 우측 상단 코너 영역, 좌측 하단 코너 영역, 센터 영역, 기설정된 특정 영역 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서,상기 연관 블록(collocated block)의 정보는 상기 연관 블록의 외부 정보를 포함하고, 상기 외부 정보는 상기 연관 블록에 인접하는 우측 블록, 하단 블록 및 우측 하단 블록의 영역 내에 존재하고, 상기 연관 블록에 인접하는 우측 하단 코너 영역, 우측 경계 영역, 하단 경계 영역, 우측 하단 1/4 영역, 우측 상단 코너 영역, 좌측 하단 코너 영역, 상기 우측 하단 블록의 센터 영역, 기설정된 특정 영역 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
- 제1항에 있어서,상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우, 상기 현재 블록의 움직임 정보는 상기 연관 블록을 포함하는 코딩 유닛의 외부 영역으로부터 예측되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서,상기 외부 영역은 상기 코딩 유닛에 인접하는 우측 상단 코너 영역, 우측 하단 코너 영역, 좌측 하단 코너 영역 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우, 상기 현재 블록의 움직임 정보는 특정 위치를 기준으로 후보 영역과의 거리에 기초하여 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제7항에 있어서,상기 특정 위치는 상기 연관 블록 또는 상기 연관 블록을 포함하는 코딩 유닛의 형태에 기초하여 기설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제8항에 있어서,상기 연관 블록의 형태가 2NxnU이고, 상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 NxN 단위로 압축되어 있는 경우, 상기 특정 위치는 우측 하단 경계 또는 좌측 상단 경계인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항 또는 제7항에 있어서,상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는지 여부를 나타내는 플래그를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제10항에 있어서,상기 플래그는 시퀀스 파라미터 셋, 픽쳐 파라미터 셋, 조정 파라미터 셋(adapation parameter set), 또는 슬라이스 헤더 중 적어도 하나로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서,상기 연관 블록의 정보는 상기 현재 블록을 포함하는 현재 픽쳐와 상기 최적의 연관 픽쳐와의 시간적 거리를 고려하여 스케일링되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서,상기 움직임 정보 예측을 위한 후보 블록들은 상기 현재 블록에 대한 AMVP(Advanced Motion Vector Predictor) 후보 블록, 머지(Merge) 후보 블록 및 이웃 블록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 비디오 신호를 처리하는 장치에 있어서,현재 블록의 움직임 정보 예측을 위한 후보 블록들 중 적어도 하나의 참조 인덱스(reference index)에 기초하여, 최적의 연관 픽쳐(collocated picture)를 결정하고, 상기 최적의 연관 픽쳐 내 연관 블록(collocated block)의 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 움직임 정보를 예측하고, 상기 예측된 움직임 정보에 기초하여 움직임 예측 신호를 생성하는 예측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제14항에 있어서,상기 연관 블록의 정보는 상기 연관 블록의 우측 하단을 기준으로 설정된 영역으로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제15항에 있어서,상기 연관 블록(collocated block)의 정보는 상기 연관 블록의 내부 정보를 포함하고, 상기 내부 정보는 상기 연관 블록 내의 우측 하단 코너 영역, 우측 경계 영역, 하단 경계 영역, 우측 하단 1/4 영역, 우측 상단 코너 영역, 좌측 하단 코너 영역, 센터 영역, 기설정된 특정 영역 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제15항에 있어서,상기 연관 블록(collocated block)의 정보는 상기 연관 블록의 외부 정보를 포함하고, 상기 외부 정보는 상기 연관 블록에 인접하는 우측 블록, 하단 블록 및 우측 하단 블록의 영역 내에 존재하고, 상기 연관 블록에 인접하는 우측 하단 코너 영역, 우측 경계 영역, 하단 경계 영역, 우측 하단 1/4 영역, 우측 상단 코너 영역, 좌측 하단 코너 영역, 상기 우측 하단 블록의 센터 영역, 기설정된 특정 영역 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제14항에 있어서,상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우, 상기 현재 블록의 움직임 정보는 상기 연관 블록을 포함하는 코딩 유닛의 외부 영역으로부터 예측되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제18항에 있어서,상기 외부 영역은 상기 코딩 유닛에 인접하는 우측 상단 코너 영역, 우측 하단 코너 영역, 좌측 하단 코너 영역 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제14항에 있어서,상기 최적의 연관 픽쳐의 움직임 정보가 압축되어 있는 경우, 상기 현재 블록의 움직임 정보는 특정 위치를 기준으로 후보 영역과의 거리에 기초하여 획득되는 것을 특징으로 하는 장치.
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