WO2017164441A1 - 비디오 코딩 시스템에서 인터 예측 방법 및 장치 - Google Patents

비디오 코딩 시스템에서 인터 예측 방법 및 장치 Download PDF

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박내리
임재현
남정학
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    • H04N21/235—Processing of additional data, e.g. scrambling of additional data or processing content descriptors

Definitions

  • the present invention relates to video coding techniques, and more particularly, to an inter prediction method and apparatus in a video coding system.
  • the demand for high resolution and high quality images such as high definition (HD) images and ultra high definition (UHD) images is increasing in various fields.
  • the higher the resolution and the higher quality of the image data the more information or bit rate is transmitted than the existing image data. Therefore, the image data can be transmitted by using a medium such as a conventional wired / wireless broadband line or by using a conventional storage medium. In the case of storage, the transmission cost and the storage cost are increased.
  • a high efficiency image compression technique is required to effectively transmit, store, and reproduce high resolution, high quality image information.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving video coding efficiency.
  • Another technical problem of the present invention is to provide an inter prediction method and apparatus based on a modified prediction model.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for performing motion prediction on a sample or subblock basis.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a motion vector predictor or a motion vector for a control point.
  • Another technical problem of the present invention is to derive a motion vector for a current block based on a motion vector for a control point.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for deriving a motion vector for a control point based on a peripheral reference block or a peripheral reference sample.
  • a video decoding method performed by a decoding apparatus includes deriving control points (CPs) for a current block, obtaining motion vectors for the CPs, and subblock or sample unit in the current block based on the obtained motion vectors. Deriving a motion vector of the derivation, deriving a prediction sample for the current block based on the derived motion vector, and generating a reconstructed sample based on the prediction sample.
  • CPs control points
  • a decoding apparatus for performing video decoding.
  • the decoding apparatus obtains a decoding unit for obtaining prediction mode information about a current block from a bitstream, control points (CPs) for a current block, obtains motion vectors for the CPs, A predictor which derives a motion vector of a subblock or a sample unit in the current block based on the motion vectors, and derives a predictive sample for the current block based on the derived motion vector, and reconstructs based on the predicted sample And an adder for generating a sample.
  • CPs control points
  • a video encoding method performed by an encoding apparatus includes deriving control points (CPs) for a current block, obtaining motion vectors for the CPs, and subblock or sample unit in the current block based on the obtained motion vectors. Deriving a motion vector of the second block, generating a prediction sample for the current block based on the derived motion vector, and encoding and outputting prediction mode information for the current block and information about the derived motion vector. Characterized in that it comprises a step.
  • CPs control points
  • an encoding apparatus for performing video encoding.
  • the encoding apparatus determines a prediction mode for the current block, derives control points (CPs) for the current block, obtains motion vectors for the CPs, and based on the obtained motion vectors
  • a prediction unit for deriving a motion vector of a subblock or a sample unit in the current block and generating a prediction sample for the current block based on the derived motion vector, and prediction mode information for the current block and the derived
  • an encoding unit for encoding and outputting information about the motion vector.
  • inter prediction can be effectively performed through motion vectors for not only a plane shifted image but also a rotational, zoom-in, zoom-out, or planar distortion transformation. This can eliminate or reduce the amount of data for the residual signal for the current block and improve the overall coding efficiency.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 3 exemplarily shows a deformation prediction model.
  • FIG. 5 schematically illustrates a method of deriving a motion vector in units of subblocks.
  • 6 exemplarily shows a method of deriving a motion vector for the other control point based on two control points.
  • FIG. 7 schematically illustrates an example of deriving a motion vector at a control point from a motion vector of a neighboring block.
  • FIG. 8 exemplarily illustrates a method of deriving motion vectors for control points of a current block based on motion vectors of a plurality of neighboring blocks.
  • FIG. 9 illustrates an example of setting reference points of a current block and neighboring blocks for coordinate expansion.
  • FIG. 11 schematically illustrates an example of a video encoding method according to the present invention.
  • FIG. 12 schematically illustrates an example of a video decoding method according to the present invention.
  • FIG. 13 schematically illustrates a block diagram of a prediction unit included in an encoding apparatus according to the present invention.
  • FIG. 14 schematically illustrates a block diagram of a prediction unit included in a decoding apparatus according to the present invention.
  • each of the components in the drawings described in the present invention are shown independently for the convenience of description of the different characteristic functions in the video encoding apparatus / decoding apparatus, each component is a separate hardware or separate software It does not mean that it is implemented.
  • two or more of each configuration may be combined to form one configuration, or one configuration may be divided into a plurality of configurations.
  • Embodiments in which each configuration is integrated and / or separated are also included in the present invention without departing from the spirit of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 100 may include a picture divider 105, a predictor 110, a transformer 115, a quantizer 120, a reordering unit 125, an entropy encoding unit 130, An inverse quantization unit 135, an inverse transform unit 140, a filter unit 145, and a memory 150 are provided.
  • the picture dividing unit 105 may divide the input picture into at least one processing unit block.
  • the block as the processing unit may be a prediction unit (PU), a transform unit (TU), or a coding unit (CU).
  • a picture may be composed of a plurality of coding tree units (CTUs), and each CTU may be split into CUs in a quad-tree structure.
  • a CU may be divided into quad tree structures with CUs of a lower depth.
  • PU and TU may be obtained from a CU.
  • a PU may be partitioned from a CU into a symmetrical or asymmetrical square structure.
  • the TU may also be divided into quad tree structures from the CU.
  • the CTU may correspond to a coding tree block (CTB), the CU may correspond to a coding block (CB), the PU may correspond to a prediction block (PB), and the TU may correspond to a transform block (TB).
  • CTB coding tree block
  • the predictor 110 includes an inter predictor for performing inter prediction and an intra predictor for performing intra prediction, as described below.
  • the prediction unit 110 performs prediction on the processing unit of the picture in the picture division unit 105 to generate a prediction block including a prediction sample (or a prediction sample array).
  • the processing unit of the picture in the prediction unit 110 may be a CU, a TU, or a PU.
  • the prediction unit 110 may determine whether the prediction performed on the processing unit is inter prediction or intra prediction, and determine specific contents (eg, prediction mode, etc.) of each prediction method.
  • the processing unit in which the prediction is performed and the processing unit in which the details of the prediction method and the prediction method are determined may be different.
  • the prediction method and the prediction mode may be determined in units of PUs, and the prediction may be performed in units of TUs.
  • a prediction block may be generated by performing prediction based on information of at least one picture of a previous picture and / or a subsequent picture of the current picture.
  • a prediction block may be generated by performing prediction based on pixel information in a current picture.
  • a skip mode, a merge mode, an advanced motion vector prediction (AMVP), and the like can be used.
  • a reference picture may be selected for a PU and a reference block corresponding to the PU may be selected.
  • the reference block may be selected in units of integer pixels (or samples) or fractional pixels (or samples).
  • a predictive block is generated in which a residual signal with the PU is minimized and the size of the motion vector is also minimized.
  • a pixel, a pel, and a sample may be mixed with each other.
  • the prediction block may be generated in integer pixel units, or may be generated in sub-pixel units such as 1/2 pixel unit or 1/4 pixel unit.
  • the motion vector may also be expressed in units of integer pixels or less.
  • Information such as an index of a reference picture selected through inter prediction, a motion vector difference (MVD), a motion vector predictor (MVD), and a residual signal may be entropy encoded and transmitted to a decoding apparatus.
  • the prediction block may be a reconstruction block, the residual may not be generated, transformed, quantized, or transmitted.
  • a prediction mode When performing intra prediction, a prediction mode may be determined in units of PUs, and prediction may be performed in units of PUs. In addition, a prediction mode may be determined in units of PUs, and intra prediction may be performed in units of TUs.
  • the prediction mode may have, for example, 33 directional prediction modes and at least two non-directional modes.
  • the non-directional mode may include a DC prediction mode and a planner mode (Planar mode).
  • a prediction block may be generated after applying a filter to a reference sample.
  • whether to apply the filter to the reference sample may be determined according to the intra prediction mode and / or the size of the current block.
  • the residual value (the residual block or the residual signal) between the generated prediction block and the original block is input to the converter 115.
  • the prediction mode information, the motion vector information, etc. used for the prediction are encoded by the entropy encoding unit 130 together with the residual value and transmitted to the decoding apparatus.
  • the transform unit 115 performs transform on the residual block in units of transform blocks and generates transform coefficients.
  • the transform block is a rectangular block of samples to which the same transform is applied.
  • the transform block can be a transform unit (TU) and can have a quad tree structure.
  • the transformer 115 may perform the transformation according to the prediction mode applied to the residual block and the size of the block.
  • the residual block is transformed using a discrete sine transform (DST), otherwise the residual block is transformed into a DCT (Discrete). Can be transformed using Cosine Transform.
  • DST discrete sine transform
  • DCT Discrete
  • the transform unit 115 may generate a transform block of transform coefficients by the transform.
  • the quantization unit 120 may generate quantized transform coefficients by quantizing the residual values transformed by the transform unit 115, that is, the transform coefficients.
  • the value calculated by the quantization unit 120 is provided to the inverse quantization unit 135 and the reordering unit 125.
  • the reordering unit 125 rearranges the quantized transform coefficients provided from the quantization unit 120. By rearranging the quantized transform coefficients, the encoding efficiency of the entropy encoding unit 130 may be increased.
  • the reordering unit 125 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a 2D block into a 1D vector form through a coefficient scanning method.
  • the entropy encoding unit 130 entropy-codes a symbol according to a probability distribution based on the quantized transform values rearranged by the reordering unit 125 or the encoding parameter value calculated in the coding process, thereby performing a bitstream. You can output The entropy encoding method receives a symbol having various values and expresses it as a decodable column while removing statistical redundancy.
  • the symbol means a syntax element, a coding parameter, a value of a residual signal, etc., to be encoded / decoded.
  • An encoding parameter is a parameter necessary for encoding and decoding, and may include information that may be inferred in the encoding or decoding process as well as information encoded by an encoding device and transmitted to the decoding device, such as a syntax element. It means the information you need when you do.
  • the encoding parameter may be, for example, a value such as an intra / inter prediction mode, a moving / motion vector, a reference image index, a coding block pattern, a residual signal presence, a transform coefficient, a quantized transform coefficient, a quantization parameter, a block size, block partitioning information, or the like. May include statistics.
  • the residual signal may mean a difference between the original signal and the prediction signal, and a signal in which the difference between the original signal and the prediction signal is transformed or a signal in which the difference between the original signal and the prediction signal is converted and quantized It may mean.
  • the residual signal may be referred to as a residual block in the block unit, and the residual sample in the sample unit.
  • Encoding methods such as exponential golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC) may be used for entropy encoding.
  • the entropy encoding unit 130 may store a table for performing entropy encoding, such as a variable length coding (VLC) table, and the entropy encoding unit 130 may store the variable length coding. Entropy encoding can be performed using the (VLC) table.
  • the entropy encoding unit 130 derives the binarization method of the target symbol and the probability model of the target symbol / bin, and then uses the derived binarization method or the probability model to entropy. You can also perform encoding.
  • the entropy encoding unit 130 may apply a constant change to a parameter set or syntax to be transmitted.
  • the inverse quantizer 135 inversely quantizes the quantized values (quantized transform coefficients) in the quantizer 120, and the inverse transformer 140 inversely transforms the inverse quantized values in the inverse quantizer 135.
  • the residual value (or the residual sample or the residual sample array) generated by the inverse quantizer 135 and the inverse transform unit 140 and the prediction block predicted by the predictor 110 are added together to reconstruct the sample (or the reconstructed sample array).
  • a reconstructed block including a may be generated.
  • a reconstructed block is generated by adding a residual block and a prediction block through an adder.
  • the adder may be viewed as a separate unit (restore block generation unit) for generating a reconstruction block.
  • the filter unit 145 may apply a deblocking filter, an adaptive loop filter (ALF), and a sample adaptive offset (SAO) to the reconstructed picture.
  • ALF adaptive loop filter
  • SAO sample adaptive offset
  • the deblocking filter may remove distortion generated at the boundary between blocks in the reconstructed picture.
  • the adaptive loop filter may perform filtering based on a value obtained by comparing the reconstructed image with the original image after the block is filtered through the deblocking filter. ALF may be performed only when high efficiency is applied.
  • the SAO restores the offset difference from the original image on a pixel-by-pixel basis for the residual block to which the deblocking filter is applied, and is applied in the form of a band offset and an edge offset.
  • the memory 150 may store the reconstructed block or the picture calculated by the filter unit 145.
  • the reconstructed block or picture stored in the memory 150 may be provided to the predictor 110 that performs inter prediction.
  • the video decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, a reordering unit 215, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 225, a prediction unit 230, and a filter unit 235.
  • Memory 240 may be included.
  • the input bitstream may be decoded according to a procedure in which image information is processed in the video encoding apparatus.
  • the entropy decoding unit 210 may entropy decode the input bitstream according to a probability distribution to generate symbols including symbols in the form of quantized coefficients.
  • the entropy decoding method is a method of generating each symbol by receiving a binary string.
  • the entropy decoding method is similar to the entropy encoding method described above.
  • VLC variable length coding
  • 'VLC' variable length coding
  • CABAC CABAC
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and decodes syntax element information and decoding information of neighboring and decoding target blocks or information of symbols / bins decoded in a previous step.
  • the context model may be determined using the context model, the probability of occurrence of a bin may be predicted according to the determined context model, and arithmetic decoding of the bin may be performed to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element. have.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model by using the information of the decoded symbol / bin for the context model of the next symbol / bean after determining the context model.
  • Information for generating the prediction block among the information decoded by the entropy decoding unit 210 is provided to the predictor 230, and a residual value where entropy decoding is performed by the entropy decoding unit 210, that is, a quantized transform coefficient It may be input to the reordering unit 215.
  • the reordering unit 215 may reorder the information of the bitstream entropy decoded by the entropy decoding unit 210, that is, the quantized transform coefficients, based on the reordering method in the encoding apparatus.
  • the reordering unit 215 may reorder the coefficients expressed in the form of a one-dimensional vector by restoring the coefficients in the form of a two-dimensional block.
  • the reordering unit 215 scans the coefficients based on the prediction mode applied to the current block (transform block) and the size of the transform block to generate an array of coefficients (quantized transform coefficients) in the form of a two-dimensional block. Can be.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization based on the quantization parameter provided by the encoding apparatus and the coefficient values of the rearranged block.
  • the inverse transform unit 225 may perform inverse DCT and / or inverse DST on the DCT and the DST performed by the transform unit of the encoding apparatus with respect to the quantization result performed by the video encoding apparatus.
  • the inverse transformation may be performed based on a transmission unit determined by the encoding apparatus or a division unit of an image.
  • the DCT and / or DST in the encoding unit of the encoding apparatus may be selectively performed according to a plurality of pieces of information, such as a prediction method, a size and a prediction direction of the current block, and the inverse transformer 225 of the decoding apparatus may be Inverse transformation may be performed based on the performed transformation information.
  • the prediction unit 230 may include prediction samples (or prediction sample arrays) based on prediction block generation related information provided by the entropy decoding unit 210 and previously decoded block and / or picture information provided by the memory 240.
  • a prediction block can be generated.
  • intra prediction for generating a prediction block based on pixel information in the current picture may be performed.
  • inter prediction on the current PU may be performed based on information included in at least one of a previous picture or a subsequent picture of the current picture.
  • motion information required for inter prediction of the current PU provided by the video encoding apparatus for example, a motion vector, a reference picture index, and the like, may be derived by checking a skip flag, a merge flag, and the like received from the encoding apparatus.
  • a prediction block may be generated such that a residual signal with a current block is minimized and a motion vector size is also minimized.
  • the motion information derivation scheme may vary depending on the prediction mode of the current block.
  • Prediction modes applied for inter prediction may include an advanced motion vector prediction (AMVP) mode, a merge mode, and the like.
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus may generate a merge candidate list by using the motion vector of the reconstructed spatial neighboring block and / or the motion vector corresponding to the Col block, which is a temporal neighboring block.
  • the motion vector of the candidate block selected from the merge candidate list is used as the motion vector of the current block.
  • the encoding apparatus may transmit, to the decoding apparatus, a merge index indicating a candidate block having an optimal motion vector selected from candidate blocks included in the merge candidate list. In this case, the decoding apparatus may derive the motion vector of the current block by using the merge index.
  • the encoding device and the decoding device use a motion vector corresponding to a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block and / or a Col block, which is a temporal neighboring block, and a motion vector.
  • a predictor candidate list may be generated. That is, the motion vector of the reconstructed spatial neighboring block and / or the Col vector, which is a temporal neighboring block, may be used as a motion vector candidate.
  • the encoding apparatus may transmit the predicted motion vector index indicating the optimal motion vector selected from the motion vector candidates included in the list to the decoding apparatus. In this case, the decoding apparatus may select the predicted motion vector of the current block from the motion vector candidates included in the motion vector candidate list using the motion vector index.
  • the encoding apparatus may obtain a motion vector difference MVD between the motion vector MV of the current block and the motion vector predictor MVP, and may encode the same and transmit the encoded motion vector to the decoding device. That is, MVD may be obtained by subtracting MVP from MV of the current block.
  • the decoding apparatus may decode the received motion vector difference and derive the motion vector of the current block through the addition of the decoded motion vector difference and the motion vector predictor.
  • the encoding apparatus may also transmit a reference picture index or the like indicating the reference picture to the decoding apparatus.
  • the prediction unit 230 of the decoding apparatus may predict the motion vector of the current block using the motion information of the neighboring block, and may derive the motion vector for the current block using the residual received from the encoding apparatus.
  • the decoding apparatus may generate a prediction sample (or a prediction sample array) for the current block based on the derived motion vector and the reference picture index information received from the encoding apparatus.
  • the decoding apparatus may generate a reconstructed sample (or reconstructed sample array) by adding a predictive sample (or a predictive sample array) and a residual sample (residual sample array) obtained from transform coefficients transmitted from the encoding apparatus. Based on this, a reconstruction block and a reconstruction picture may be generated.
  • the motion information of the reconstructed neighboring block and / or the motion information of the call block may be used to derive the motion information of the current block.
  • the encoding apparatus does not transmit syntax information such as residual to the decoding apparatus other than information indicating which block motion information to use as the motion information of the current block.
  • the reconstruction block may be generated using the prediction block generated by the predictor 230 and the residual block provided by the inverse transform unit 225.
  • the reconstructed block is generated by combining the prediction block and the residual block in the adder.
  • the adder may be viewed as a separate unit (restore block generation unit) for generating a reconstruction block.
  • the reconstruction block includes a reconstruction sample (or reconstruction sample array) as described above
  • the prediction block includes a prediction sample (or a prediction sample array)
  • the residual block is a residual sample (or a residual sample). Array).
  • a reconstructed sample (or reconstructed sample array) may be expressed as the sum of the corresponding predictive sample (or predictive sample array) and the residual sample (residual sample array).
  • the residual is not transmitted for the block to which the skip mode is applied, and the prediction block may be a reconstruction block.
  • the reconstructed block and / or picture may be provided to the filter unit 235.
  • the filter unit 235 may apply deblocking filtering, sample adaptive offset (SAO), and / or ALF to the reconstructed block and / or picture.
  • SAO sample adaptive offset
  • the memory 240 may store the reconstructed picture or block to use as a reference picture or reference block and provide the reconstructed picture to the output unit.
  • Components directly related to the decoding of an image for example, an entropy decoding unit 210, a reordering unit 215, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 225, a prediction unit 230, and a filter unit ( 235) and the like may be distinguished from other components by a decoder or a decoder.
  • the decoding apparatus 200 may further include a parsing unit (not shown) for parsing information related to the encoded image included in the bitstream.
  • the parsing unit may include the entropy decoding unit 210 or may be included in the entropy decoding unit 210. Such a parser may also be implemented as one component of the decoder.
  • the inter prediction on the current block may be performed in consideration of the movement of the target object or the image between the pictures.
  • PB prediction block
  • the distortion of an image may include deformation of the image such as rotation, zoom in, or zoom out.
  • the present invention provides an inter prediction method in consideration of such distortion of an image. According to the present invention, it is possible to efficiently derive a motion vector with respect to sub-blocks or sample points of the current block, and improve the accuracy of inter prediction despite deformation of rotation, zoom-in or zoom-out of an image.
  • the prediction model according to the present invention may be referred to as a deformation prediction model, and according to the present invention, for example, it is possible to predict the equilateral quadrature deformation of the current block. That is, according to the present invention, even in the case where an image in a current block has a quadrilateral deformation in a reference picture, inter prediction may be efficiently performed through motion prediction.
  • the distortion shape of the image can be predicted based on the motion vectors at the control points (CPs) of the current block, and the compression performance of the image is improved by increasing the accuracy of inter prediction. You can.
  • the motion vector of at least one control point of the current block may be derived using the motion vector of the neighboring block, thereby reducing the data amount burden on additional information added and significantly improving inter prediction efficiency. Can be improved.
  • the prediction method according to the present invention requires, for example, motion information at three control points, that is, three reference points.
  • the current block 300 may include a prediction block PB.
  • the prediction block may be a block derived through a partitioning procedure from a coding block, and a specific inter prediction mode such as whether to apply a modified prediction model (or a modified prediction mode) may be determined in units of the prediction block. For example, whether inter prediction or intra prediction is applied is determined in units of the coding block, and when inter prediction is applied to the coding block including the prediction block, specific inter prediction to the prediction block is performed. It may be determined whether the mode is applied.
  • x and y represent x and y coordinates of respective samples in the current block 300, respectively.
  • x 'and y' represent x-coordinates and y-coordinates of the corresponding samples in the reference picture corresponding to x and y, respectively.
  • the region including the samples of the sample position indicated by (x ', y') may be referred to as the reference block 350 or the reference region 350.
  • the reference block 350 may correspond to an area including an image modified according to the above-described rotation, zoom-in, or zoom-out of the image in the current block 300. Therefore, the size and shape of the reference block 350 may be different from the size and shape of the current block 300.
  • x and y may be determined based on the top-left sample position (0,0). Also, x 'and y' may be determined based on coordinates of the same or corresponding position as the upper left sample position of the current block 300 in the reference picture.
  • v x is the x component of the motion vector of the (x, y) coordinate sample in the current block 300
  • v y is the y component of the motion vector of the (x, y) coordinate sample in the current block 300.
  • (v x , v y ) becomes the motion vector for the (x, y) coordinate sample. Therefore, according to the deformation prediction model, it may have a different motion vector according to each sample coordinate in the current block.
  • Control points must be defined to apply the deformation prediction model.
  • (0,0), (S, 0), and (0, S) sample positions may be defined as control points.
  • the control point of the (0,0) sample position may be called CP0
  • the control point of the (S, 0) sample position the point is CP1
  • the control point of the (0, S) sample position may be called CP2.
  • the height and width of the current block 300 are the same as S, but if the height of the current block 300 is H and the width is W, the control points are (0, 0), ( It is apparent that the coordinates may have the same coordinates as W, 0) and (0, H), and W or H may be inserted instead of S based on the equations described below.
  • the deformation prediction model equation may be solved by using the above-described control point and the motion vector of the corresponding control point.
  • the parameters a, b, c, d, e and f of the deformation prediction model equation may be solved as follows.
  • v x0 and v y0 represent the x component and the y component of the motion vector of CP0, respectively
  • v x1 and v y1 represent the x component and the y component of the motion vector of CP1, respectively
  • v x2 and v y2 each represent CP2. Shows the x and y components of the motion vector of.
  • Equation 1 Based on the parameters of Equation 1, the deformation prediction model equation may be summarized as follows.
  • a motion vector according to the sample position in the current block can be derived according to Equation 2. That is, according to the deformation prediction model, the motion vectors v0 (v x0 , v y0 ) and v1 (at the control points are based on the coordinate ratio (x, y) of the target sample and the distance ratio between the three control points. v x1 , v y1 ) and v2 (v x2 , v y2 ) may be scaled to derive the motion vector of the sample position.
  • the reference region 450 or 460 when performing prediction according to a transform prediction model on a current block 400 in a current picture, the reference region 450 or 460 may be located as shown.
  • reference picture list 0 or reference picture list 1 may be used for prediction for the current block, or both reference picture lists 0 and 1 may be configured.
  • the slice type of the slice including the current block is B (B slice)
  • at least one of the two reference picture lists may be used, and the slice type of the slice including the current block is P (P slice).
  • P slice P slice
  • Only the reference picture list 0 may be used.
  • the reference picture list 0 may be called L0
  • the reference picture list 1 may be called L1.
  • L0 prediction when performing inter prediction based on the L0, it may be called LO prediction, and when performing inter prediction based on the L1, it may be called L1 prediction, and L0 and L1.
  • BI-prediction When performing inter prediction based on both (ie, combining LO prediction and L1 prediction), it may be called BI-prediction.
  • separate motion vectors may be used for the L0 prediction and the L1 prediction, respectively. That is, when a motion vector is derived in a sample unit or a subblock unit described later according to the transform prediction model, a separate motion vector is included in the sample unit or the subblock unit according to whether the L0 prediction and / or the L1 prediction is applied. Can be derived.
  • the motion vector MVL0 for the L0 prediction for the first sample or the first subblock in the current block and the motion vector MVL1 for the L1 prediction may be derived separately.
  • the first reference picture when the first reference picture is a decoded picture included in the LO, and the slice type of the slice including the current block 400 is P or B and LO is used, according to the present invention.
  • the first reference picture may be used for prediction of the current block 400.
  • the reference region 450 in the first reference picture may be derived based on the motion vectors of the current block 400 derived according to the above-described deformation prediction model, and the reconstructed sample in the reference region 450 may be derived. Can be derived the prediction samples of the current block 400.
  • the first reference picture is a decoded picture included in L0 and the second reference picture is a decoded picture included in L1, and the slice type of the slice including the current block 400 is B and LO and L1.
  • the first reference picture and the second reference picture may be used for prediction of the current block 400 according to the present invention.
  • the reference region 450 in the first reference picture may be derived based on the motion vectors for the L0 prediction for the current block 400 derived according to the above-described transform prediction model, and the motion vector for the L1 prediction may be derived.
  • the reference region 460 in the second reference picture may be derived.
  • prediction samples of the current block 400 may be derived based on the reconstructed samples in the reference region 450 and the reconstructed samples in the reference region 460.
  • the prediction samples of the current block 400 may be derived through a weighted sum of the reconstructed samples in the reference region 450 and the reconstructed samples in the reference region 460.
  • the weighted sum may be performed based on a first time distance between the current picture and the first reference picture and a second time distance between the current picture and the second reference picture.
  • the time distance may indicate a difference in a picture order count (POC).
  • POC picture order count
  • the difference between the POC value of the current picture and the POC value of the first reference picture may be the first time distance
  • the difference between the POC value of the current picture and the POC value of the second reference picture is the first time distance. It can be 2 hours away.
  • a motion vector in a pixel unit ie, a sample unit
  • the accuracy of inter prediction can be significantly improved.
  • the complexity in the motion compensation process can be greatly increased.
  • three motion information per prediction block should be given (i.e., signaled), and in general, compared with the conventional motion prediction method having one motion information per prediction block.
  • the present invention may involve the following method to improve this.
  • the motion vector may be limited to the subblock unit in the prediction block.
  • the subblock may be set to various sizes. For example, if the subblock is set to n ⁇ n size (n is a positive integer, ex, n is 4), the subblock may be configured in units of n ⁇ n subblocks in the current block. (Deformation Prediction)
  • a motion vector can be derived, and various methods for deriving a motion vector representing each subblock can be applied.
  • 5 schematically illustrates a method of deriving a motion vector in units of subblocks.
  • 5 exemplarily illustrates a case in which a size of a current block is 16 ⁇ 16 and a motion vector is derived in units of 4 ⁇ 4 subblocks.
  • the current block may be divided into a plurality of subblocks of 4 ⁇ 4 size.
  • One representative motion vector may be set for each subblock.
  • a motion vector of a representative coordinate (ie, a representative sample position) of each subblock may be the representative motion vector.
  • FIG. 5A illustrates a case in which a representative motion vector is derived using the top-left sample position of each subblock as a representative coordinate.
  • representative coordinates (0, 0), (4, 0), (8, 0), ..., (12, 12) for each subblock are substituted into the above-described equation (2), and each subblock A representative motion vector of can be derived.
  • the center lower right position indicates a sample position located on the lower right side among four samples located at the center of the subblock.
  • the center sample position may be used.
  • the representative coordinates (2, 2), (6, 2), (10, 2), ..., (14, 14) for each subblock are substituted into the above-described equation (2).
  • a representative motion vector of each subblock can be derived.
  • two control points may be limited. That is, instead of signaling the motion information for the three control points for the prediction block, information about the motion information for the two control points may be signaled.
  • the deformation prediction model may represent rotation, zoom-in, zoom-out, and parallelogram deformations, and if two control points lying on a straight line are valid, they may represent at least rotation, zoom-in, zoom-out deformations. Therefore, in order to reduce the amount of data for motion information, motion prediction may be performed using motion vectors of two control points, and motion vectors for the current block may be derived.
  • the motion vectors for CP0 and CP1 may be explicitly signaled or information for deriving the motion vectors may be signaled, and a motion vector for CP2 may be calculated based on the signals.
  • 6 exemplarily shows a method of deriving a motion vector for the other control point based on two control points.
  • FIG. 6 when there are two control points for the current block 600, CP0 and CP1 lying on a straight line, the left side of the current block 600 based on the motion vectors for the CP0 and CP1.
  • a motion vector v2 (v x2 , v y2 ) for CP2 located at the lower sample position can be derived. If the motion vector v0 for CP0 is (v x0 , v y0 ), the motion vector v1 for CP1 is (x v1 , v y1 ), and the height and width of the current block are equal to S, as shown in FIG. 6.
  • the deformation prediction model equation derived based on the two control points CP0 and CP1 may be expressed as follows.
  • the deformation prediction model may be applied using the motion vectors at the two control points, and the reference region 650 may be detected and the prediction accuracy may be increased based on the derived motion vectors.
  • motion vectors for control points may be derived based on neighboring blocks (or neighboring subblocks and neighboring samples).
  • the motion vector of the neighboring block or the neighboring subblock and the neighboring sample
  • the motion vector of the neighboring block may be directly derived as the motion vector of the control point through scaling or a predefined transformation.
  • a motion vector predictor (MVP) of a control point is derived based on a motion block (or neighboring subblock, neighboring sample) motion vector.
  • the motion vector of the control point may be derived by adding a signaled motion vector difference to the MVP.
  • the motion vector of the neighboring block may be used as the motion vector of the control point.
  • the motion vector at the control point of the current block may be derived using the motion vector of the neighboring block.
  • FIG. 7 schematically illustrates an example of deriving a motion vector at a control point from a motion vector of a neighboring block.
  • the transform prediction model is applied to the left neighboring block 720 of the current block 700, and the motion vector of the control point cp0 of the left neighboring block 720 is controlled by v0 (v x0 , v y0 ) and the control vector.
  • the motion vector of the point cp1 is v1 (v x1 , v y1 )
  • the motion vector of the control point cp2 is v2 (v x2 , v y2 ).
  • v2 may be a motion vector derived to v0 and v1 as shown in the relation of FIG.
  • the motion vector of the control point CP0 of the current block 700 is V0 (V x0 , V y0 ), the motion vector of the control point CP1 is V1 (V x1 , V y1 ), and the motion vector of the control point CP2 is V2 (V x2 , V y2 ), V0, V1, and V2 may be derived by scaling the motion vector of the left neighboring block 720 by the magnitude ratio between the current block 700 and the left neighboring block 720.
  • the sample coordinates (s, s) derived based on the upper left sample position of the left peripheral block 720 based on (0, 0) are Assuming that the block 700 is a block of size S ⁇ S, the upper left sample position of the current block 700 may be equal to the sample coordinates (0, S) derived from the reference (0, 0). Accordingly, the motion vector of the sample coordinates (s, s) derived according to the transform prediction model equation of the left neighboring block 720 may be used as the motion vector of CP2 of the current block 700.
  • the sample coordinates derived according to the deformation prediction model equation of the left peripheral block 720 may be used as the motion vector of CP2 of the current block 700.
  • motion vectors for the control points of the current block may be derived based on a number of neighboring blocks for more efficient inter prediction.
  • FIG. 8 exemplarily illustrates a method of deriving motion vectors for control points of a current block based on motion vectors of a plurality of neighboring blocks.
  • motion vectors for the control points may be derived based on motion vectors of neighboring blocks (or neighboring subblocks) adjacent to each of the control points of the current block.
  • a block may include a subblock.
  • FIG. 8A illustrates an example of reusing a motion vector of a neighboring block as a motion vector at a control point of a current block.
  • a candidate for deriving the motion vector V0 of CP0 of the (0, 0) sample position of the current block.
  • the upper left neighboring block and the lower left neighboring block may be determined as candidates for deriving the motion vector V2 of the CP2 of the (0, S) sample position.
  • another block adjacent to the neighboring block may be used as a candidate block. The case where the neighboring block is not available will be described later.
  • the motion vector of the available candidate block may be used as the motion vector of the corresponding control point.
  • the motion vector of the upper left peripheral block or the representative motion vector of the upper left peripheral subblock may be used as V0 of the CP0
  • the motion vector of the right upper peripheral block or the representative motion vector of the right upper peripheral subblock is V1 of CP1
  • a motion vector of a lower left peripheral block or a representative motion vector of a lower left peripheral subblock may be used as V2 of the CP2.
  • FIG. 8B illustrates an example of extending coordinates based on neighboring blocks adjacent to a current block and deriving a motion vector according to coordinates at each control point using the motion vector of the neighboring block. That is, after reconstructing the coordinates including the neighboring block, the motion vector for the reconstructed coordinates can be derived using Equation 2 described above. In this case, if only two control points on a straight line are available, that is, when the neighboring blocks of CP0 and CP1 or CP1 and CP2 are valid, a motion vector for a reconstructed coordinate is derived based on Equation 3 described above. You may.
  • FIG. 9 illustrates an example of setting reference points of a current block and neighboring blocks for coordinate expansion.
  • the derived motion vector may vary according to the coordinates of the neighboring block adjacent to the current block and the coordinates of the control point of the current block.
  • the reference point (O, 0) may be set to the upper left sample position of the upper left peripheral block (subblock), and may be set to the center or the center lower right sample position.
  • the coordinates of each sample and subblock in the current block are changed according to the reference point, and the coordinates of the control points are changed.
  • a motion vector according to each coordinate in the current block may be obtained by reflecting the changed coordinate.
  • the motion vector for each control point in the current block may be obtained, and then the transform prediction model equation may be derived again, or the motion vector of the sample unit or subblock unit in the current block may be directly obtained based on the changed coordinates. It may be.
  • the coordinates for neighboring candidate blocks according to the extended coordinates are (0, 0), (S, respectively). +4, 0), (0, S + 4).
  • a motion vector for each of the neighboring candidate blocks exists as corresponding coordinates, and the motion vector for each control point of the current block may be arranged as follows based on Equation 2 described above.
  • the motion vector at each control point may also be derived in the same manner based on the changed coordinates, or the motion of the sample unit or subblock unit in the current block based on the changed coordinates. You can also get vectors directly.
  • a plurality of neighboring blocks may exist as candidate blocks for each control point of the current block.
  • an availability check may be performed according to the priority among candidate blocks.
  • neighboring candidate blocks for CP0 of the current block 1000 may include an upper left neighboring block 1011, a left neighboring block 1012, and an upper neighboring block 1013 of the current block 1000.
  • the left peripheral block 1012 may be the uppermost block among the left blocks adjacent to the left boundary of the current block 1000
  • the upper peripheral block 1013 is the upper boundary of the current block 1000. It may be the leftmost block among the upper blocks adjacent to the upper boundary.
  • the availability check order of the candidate blocks may be variously applied, for example, the availability check may be performed in the order of the upper left peripheral block 1011, the left peripheral block 1012, the upper peripheral block 1013, or the left side. The availability check may be performed in the order of the neighboring block 1012, the upper left neighboring block 1011, and the upper neighboring block 1013.
  • neighbor candidate blocks for CP1 of the current block 1000 may include an upper right neighboring block 1021 and an upper neighboring block 1022 of the current block 1000.
  • the upper peripheral block 1022 may be a block located at the rightmost side among the upper blocks adjacent to the upper boundary of the current block 1000.
  • the availability check order of the candidate blocks may be variously applied, for example, the availability check may be performed in the order of the upper right side block 1021, the upper side neighbor block 1022, or the upper neighboring block 1022, the upper right side.
  • the availability check may be performed in the order of the side peripheral block 1021.
  • neighbor candidate blocks for CP2 of the current block 1000 may include a lower left neighboring block 1031 and a left neighboring block 1032 of the current block 1000.
  • the left peripheral block 1032 may be a block located at the lowermost side of the left blocks adjacent to the left boundary of the current block 1000.
  • the availability check order of the candidate blocks may be variously applied. For example, the availability check may be performed in the order of the lower left peripheral block 1031, the left peripheral block 1032, or the left neighboring block 1032, the lower left. The availability check may be performed in the order of the side peripheral block 1031.
  • an availability check for determining suitability of neighboring candidate blocks may be performed based on at least one of the following conditions.
  • the position of the neighbor candidate block is present in the picture and / or in the slice, and the neighbor candidate block must be a referenceable block in coding order.
  • the position of the neighbor block is located outside the current picture (for example, if the current block is located adjacent to the left boundary of the current picture). It may be determined that the upper left neighboring block or the lower left neighboring block is not available), or the corresponding neighboring block is located in a different slice or tile than the current block.
  • the slice may be a sequence of integer CTUs.
  • the CTUs within a slice may be included in one independent slice segment and subsequent dependent slice segments.
  • the tile is a rectangular region containing CTUs (CTBs). The rectangular area may be divided based on a specific tile column and a specific tile row in the picture.
  • the transform prediction model may not be applied to the current block. This is because it is difficult to determine the motion tendency of the image for the current block when any one of neighboring candidate blocks is coded in the intra prediction mode.
  • the limited prediction model may be applied to only two control points. In this case, Equation 3 may be applied as described above.
  • any one of neighboring candidate blocks may be applied when the transform prediction mode is applied.
  • the neighbor candidate block is coded in the transform prediction mode, since the transform information of the block between the current block and the neighbor candidate block may be similar, this is likely to be an MVP suitable for deriving a motion vector of the control point.
  • the reference picture index for the current block may be explicitly signaled from the encoding apparatus or may be derived based on neighbor candidate blocks. If the available candidate blocks use the same reference picture index, the reference picture index may be used as a reference picture index for the current block. Meanwhile, when reference picture indices are different between available candidate blocks, the accuracy of the current block may be low when the transform information of the current block is predicted from motion vectors for other reference pictures. Therefore, the same reference picture index should be used. When the reference picture index is different between candidate blocks, the reference picture index for the current block may be derived based on one of the following methods.
  • the reference picture index for the current block is fixed to zero.
  • the mode of the reference picture index in the same reference picture list of neighboring candidate blocks is used.
  • the motion vector of the candidate block may be scaled in consideration of the POC distance according to the derived reference picture index.
  • the motion vector of the candidate block is to be scaled based on a POC difference between the current picture and a reference picture of the candidate block and a POC difference between the current picture and a reference picture (pointed to by the reference picture index) of the current block. Can be.
  • the (transform prediction) motion vectors of the control points of the current block may be obtained based on neighboring candidate blocks, and based on the motion vectors of the control points, Transform prediction) It is possible to efficiently derive motion vectors.
  • the decoding apparatus may derive the reference region on the reference picture indicated by the reference picture index for the current block based on the motion vectors of the current block, and predict the samples and the reconstructed samples for the current block based on the reconstructed samples in the reference region. Can create them.
  • FIG. 11 schematically illustrates an example of a video encoding method according to the present invention.
  • the method disclosed in FIG. 11 may be performed by an encoding device.
  • the encoding apparatus derives control points (CPs) for the current block (S1100). Two CPs may be used or three CPs may be used.
  • the number of CPs may be two.
  • the coordinate of CP0 of the CPs is (0, 0)
  • the coordinate of CP1 may be (S, 0).
  • the number of CPs may be three.
  • the coordinate of the upper left sample position of the current block is (0, 0) and the height and width of the current block are S
  • the coordinate of CP0 among the CPs is (0, 0)
  • the coordinate of CP1 is (S, 0)
  • the coordinates of CP2 may be (0, S).
  • the height of the current block S width is W
  • the coordinates of CP0 of the CPs is (0, 0)
  • the coordinates of CP1 is (W, 0)
  • the coordinates of CP2 is (0, H) Can be.
  • the encoding apparatus obtains motion vectors for the CPs (S1110).
  • the encoding apparatus may obtain motion vectors for the CPs according to a predefined method based on neighboring candidate blocks. That is, motion vectors for the CPs may be derived based on motion vectors of neighboring blocks of the current block. In this case, based on the motion vector of the neighboring block adjacent to each of the CPs, a motion vector for the corresponding CP can be obtained.
  • the encoding apparatus may detect optimal motion vectors for the CPs based on motion estimation.
  • the encoding apparatus derives a motion vector of a subblock or a sample unit in the current block based on the obtained motion vectors (S1120).
  • the encoding apparatus may derive a motion vector of a subblock unit or a sample unit in the current block according to the transform prediction model according to the present invention, and may perform more accurate inter prediction.
  • the motion vector of the subblock or the sample unit in the current block may be derived based on Equation 3 described above.
  • v x and v y may be calculated based on Equation 3, wherein v x and v y represent x components and y components of a motion vector for any (x, y) coordinates in the current block. As described above.
  • the motion vector of the subblock or the sample unit in the current block may be derived based on Equation 2 described above.
  • the subblocks may have a uniform size. That is, the subblock may have an n ⁇ n size.
  • n may be a positive integer or a power of 2.
  • n may be 4.
  • a motion vector corresponding to the upper left sample position coordinate of the subblock may be used as the motion vector for the subblock.
  • a motion vector corresponding to the center right lower sample position of the subblock may be used as the motion vector for the subblock.
  • the center lower right sample position may indicate a sample position located on the lower right side among four samples located at the center of the subblock as described above.
  • the encoding apparatus generates a prediction sample for the current block based on the derived motion vector (S1130). If the prediction mode for the current block is not the skip mode, the encoding apparatus may generate a residual sample (or a residual signal) based on the original sample of the original picture and the prediction sample.
  • the encoding apparatus encodes and outputs information about the prediction mode and the derived motion vector for the current block (S1140).
  • the encoding apparatus may encode and output the information about the prediction mode and the derived motion vector for the current block in the form of a bitstream.
  • the bitstream may be transmitted to a decoding apparatus via a network or a storage medium.
  • the decoding apparatus may encode and output information about the residual sample for the current block.
  • the information about the residual sample may include transform coefficients related to the residual sample.
  • 12 schematically illustrates an example of a video decoding method according to the present invention. The method disclosed in FIG. 12 may be performed by a decoding apparatus.
  • the decoding apparatus derives control points (CPs) for the current block (S1200). Two CPs may be used or three CPs may be used.
  • the number of CPs may be two.
  • the coordinate of CP0 of the CPs is (0, 0)
  • the coordinate of CP1 may be (S, 0).
  • the number of CPs may be three.
  • the coordinate of the upper left sample position of the current block is (0, 0) and the height and width of the current block are S
  • the coordinate of CP0 among the CPs is (0, 0)
  • the coordinate of CP1 is (S, 0)
  • the coordinates of CP2 may be (0, S).
  • the height of the current block S width is W
  • the coordinates of CP0 of the CPs is (0, 0)
  • the coordinates of CP1 is (W, 0)
  • the coordinates of CP2 is (0, H) Can be.
  • the decoding apparatus derives and obtains motion vectors for the CPs (S1210).
  • the motion vectors for the CPs may be derived based on the motion vectors of the neighboring blocks of the current block. In this case, based on the motion vector of the neighboring block adjacent to each of the CPs, a motion vector for the corresponding CP can be obtained.
  • the decoding apparatus may derive neighboring candidate blocks for the current block.
  • the neighbor candidate blocks may include an upper left peripheral block, an upper right peripheral block, and a lower left peripheral block.
  • a motion vector of CP0 is obtained based on the upper left neighboring block
  • a motion vector of the CP1 is obtained based on the upper right neighboring block
  • a motion vector of the CP2 is based on the lower left neighboring block. Can be obtained.
  • the coordinates of the upper left sample position or the center lower right sample position of the upper left peripheral block are reset to (0, 0), and the reset coordinate and the neighbor candidate block are reset. Based on the motion vectors of the two vectors, the motion vectors for the CPs may be obtained.
  • the decoding apparatus derives a motion vector 0 for CP0 based on the neighboring block group 0 including the upper left neighboring block, the first left neighboring block, and the first upper neighboring block, and the right upper neighboring block and the second upper neighboring block.
  • a motion vector 1 for CP1 is derived based on the neighboring block group 1 including the upper neighboring block, and based on the neighboring block group 2 including the lower left neighboring block and the second left neighboring block. 2 can be derived.
  • the first left neighboring block is the uppermost block among the left neighboring blocks adjacent to the left boundary of the current block
  • the first upper neighboring block is the upper neighboring block adjacent to the upper boundary of the current block.
  • a leftmost block among the blocks, and the second upper neighboring block is a rightmost block among the upper neighboring blocks adjacent to the upper boundary of the current block, and the second left neighboring block is the left side of the current block. It may be the uppermost block among the left peripheral blocks adjacent to the boundary.
  • the decoding apparatus may sequentially determine availability based on a predefined priority order among candidate blocks, and derive a motion vector of the corresponding CP based on the motion vectors of the available candidate blocks. For example, the decoding apparatus sequentially determines availability according to a predefined first priority order for the upper left neighboring block, the first left neighboring block, and the first upper neighboring block, and the right upper neighboring block. And whether availability is sequentially determined according to a second priority order predefined for the second upper peripheral block, and sequentially according to a third predefined priority order defined for the lower left peripheral block and the second left peripheral block. You can also determine availability.
  • the decoding apparatus derives a motion vector of a subblock or a sample unit in the current block based on the obtained motion vectors (S1220).
  • the decoding apparatus may derive a motion vector of a subblock unit or a sample unit in the current block according to the transform prediction model according to the present invention, and may perform more accurate inter prediction.
  • the motion vector of the subblock or the sample unit in the current block may be derived based on Equation 3 described above.
  • v x and v y may be calculated based on Equation 3, wherein v x and v y represent x components and y components of a motion vector for any (x, y) coordinates in the current block. As described above.
  • the motion vector of the subblock or the sample unit in the current block may be derived based on Equation 2 described above.
  • the subblocks may have a uniform size. That is, the subblock may have an n ⁇ n size.
  • n may be a positive integer or a power of 2.
  • n may be 4.
  • a motion vector corresponding to the upper left sample position coordinate of the subblock may be used as the motion vector for the subblock.
  • a motion vector corresponding to the center right lower sample position of the subblock may be used as the motion vector for the subblock.
  • the center lower right sample position may indicate a sample position located on the lower right side among four samples located at the center of the subblock as described above.
  • the decoding apparatus derives a prediction sample (or a prediction sample array) for the current block based on the derived motion vector (S1230).
  • the decoding apparatus derives a reference picture based on the reference picture index of the current block, derives a reference region indicated by the motion vector in the sample unit or the subblock unit on the reference picture, and reconstructs in the reference region.
  • a sample can be used as a prediction sample for the current block.
  • the reference picture index of the current block may be fixed to 0 or may be derived based on the reference picture index of the neighboring block of the current block. Alternatively, the minimum value of the reference picture index in the same reference picture list of neighboring candidate blocks may be used as the reference picture index of the current block, or the mode may be used.
  • the decoding apparatus generates a reconstructed sample based on the prediction sample (S1240).
  • the decoding apparatus may directly use the prediction sample as a reconstruction sample according to a prediction mode, or generate a reconstruction sample by adding a residual sample to the prediction sample.
  • the decoding apparatus may receive and parse the prediction mode information for the current block and the information about the motion vectors of the CPs from the bitstream.
  • the prediction mode information may indicate a prediction mode for the current block.
  • the prediction mode may indicate whether a skip mode, a merge mode, or an AVMP mode is applied to the current block, or may indicate whether a transform prediction model (mode) is applied to the current block.
  • the information about the motion vectors of the CPs is information for indicating the motion vectors of the CPs, and may indicate, for example, which neighboring blocks of neighboring blocks of the current block are to be used.
  • the CPs may indicate whether a motion vector is derived.
  • the decoding apparatus may receive information about the residual sample for the current block from the bitstream.
  • the information about the residual sample may include transform coefficients regarding the residual sample.
  • the decoding apparatus may derive the residual sample (or residual sample array) for the current block based on the information about the residual sample.
  • the decoding apparatus may generate a reconstructed sample based on the prediction sample and the residual sample, and may derive a reconstructed block or a reconstructed picture based on the reconstructed sample.
  • FIG. 13 schematically illustrates a block diagram of a prediction unit included in an encoding apparatus according to the present invention.
  • the prediction unit 1300 included in the encoding apparatus may include a prediction mode determiner 1310, a motion vector derivation unit 1320, and a prediction sample derivation unit 1330.
  • the prediction mode determiner 1310 may determine an inter prediction mode for the current block. For example, the prediction mode determiner 1310 may determine whether the merge mode or the AMVP mode is applied to the current block, and determine whether the above-described modified prediction mode is applied. The prediction mode determiner 1310 may determine an optimal prediction mode based on the RD costs according to various prediction modes.
  • the motion vector derivation unit 1320 derives at least one motion vector for the current block.
  • the motion vector derivation unit 1330 may find a reference region on the reference picture through motion estimation. Alternatively, the motion vector derivation unit 1330 may derive an optimal motion vector candidate among limited motion vector candidates according to a predetermined algorithm.
  • the motion vector derivation unit 1320 may derive control points (CPs) for the current block.
  • CPs control points
  • two CPs may be used, or three CPs may be used. That is, the motion vector derivation unit 1320 may determine the number of CPs used for the current block.
  • the coordinate of CP0 of the CPs is ( 0, 0)
  • the coordinate of CP1 may be (S, 0).
  • the coordinate of the upper left sample position of the current block is (0, 0) and the height and width of the current block are S
  • the coordinate of CP0 among the CPs is (0, 0).
  • the coordinate of CP1 may be (S, 0)
  • the coordinate of CP2 may be (0, S).
  • the height of the current block S width is W
  • the coordinates of CP0 of the CPs is (0, 0)
  • the coordinates of CP1 is (W, 0)
  • the coordinates of CP2 is (0, H) Can be.
  • the motion vector derivation unit 1320 may derive and obtain motion vectors for the CPs.
  • the motion vector derivation unit 1320 may derive motion vectors for the CPs based on the motion vector of the current block. In this case, the motion vector derivation unit 1320 may obtain a motion vector for the CP based on the motion vector of the neighboring block adjacent to each of the CPs.
  • the motion vector derivator 1320 may derive neighboring candidate blocks for the current block.
  • the neighbor candidate blocks may include an upper left peripheral block, an upper right peripheral block, and a lower left peripheral block.
  • a motion vector of CP0 is obtained based on the upper left neighboring block
  • a motion vector of the CP1 is obtained based on the upper right neighboring block
  • a motion vector of the CP2 is based on the lower left neighboring block. Can be obtained.
  • the motion vector derivation unit 1320 derives a motion vector 0 for CP0 based on the neighboring block group 0 including the upper left neighboring block, the first left neighboring block, and the first upper neighboring block, and the upper right side Deriving a motion vector 1 for CP1 based on the neighboring block group 1 including the neighboring block and the second upper neighboring block, and based on the neighboring block group 2 including the lower left neighboring block and the second left neighboring block, A motion vector 2 for CP2 may be derived.
  • the first left neighboring block is the uppermost block among the left neighboring blocks adjacent to the left boundary of the current block
  • the first upper neighboring block is the upper neighboring block adjacent to the upper boundary of the current block.
  • a leftmost block among the blocks, and the second upper neighboring block is a rightmost block among the upper neighboring blocks adjacent to the upper boundary of the current block, and the second left neighboring block is the left side of the current block. It may be the uppermost block among the left peripheral blocks adjacent to the boundary.
  • the motion vector derivation unit 1320 may sequentially determine availability based on a predefined priority order among candidate blocks, and derive a motion vector of a corresponding CP based on motion vectors of available candidate blocks. .
  • the motion vector derivation unit 1320 sequentially determines availability according to a predefined first priority order for the upper left neighboring block, the first left neighboring block, and the first upper neighboring block. It is determined whether availability is sequentially based on a second priority order predefined for the upper right side neighboring block and the second upper neighboring block, and a third predefined third for the lower left neighboring block and the second left neighboring block. First, availability may be sequentially determined in order.
  • the motion vector derivation unit 1320 derives a motion vector of a subblock or a sample unit in the current block based on the motion vectors of the CPs.
  • the motion vector derivation unit 1320 may derive a motion vector of a subblock unit or a sample unit in the current block according to the transform prediction model according to the present invention, and may perform more accurate inter prediction.
  • the motion vector derivation unit 1320 may derive the motion vector of the subblock or the sample unit in the current block based on Equation 3 described above.
  • v x and v y may be calculated based on Equation 3, wherein v x and v y represent x components and y components of a motion vector for any (x, y) coordinates in the current block. As described above.
  • the motion vector derivation unit 1320 may derive the motion vector of the subblock or the sample unit in the current block based on Equation 2 described above.
  • the prediction sample derivator 1330 derives a prediction sample (or a prediction sample array) for the current block based on the derived subblock or a motion vector of a sample unit.
  • the prediction sample derivation unit 1330 may derive the reference region indicated by the motion vector in the sample unit or the subblock unit on the reference picture, and use the reconstructed sample in the reference region as a prediction sample for the current block. have.
  • at least one of reference picture list 0 (L0) and reference picture list 1 (L1) may be used.
  • FIG. 14 schematically illustrates a block diagram of a predictor included in a decoding apparatus according to the present invention.
  • the prediction unit 1400 included in the decoding apparatus may include a prediction mode determiner 1410, a motion vector derivation unit 1420, and a prediction sample derivation unit 1430.
  • the prediction mode determiner 1410 may determine a prediction mode for the current block. For example, the prediction mode determiner 1410 may determine whether the merge mode or the AMVP mode is applied to the current block, and determine whether the above-described modified prediction mode is applied. The prediction mode determiner 1410 may determine a prediction mode applied to the current block based on mode information obtained from a bitstream through a predetermined reference or entropy decoding unit.
  • the motion vector derivation unit 1420 derives at least one motion vector for the current block.
  • the motion vector derivation unit 1420 may derive control points (CPs) for the current block.
  • CPs control points
  • two CPs may be used, or three CPs may be used. That is, the motion vector derivation unit 1420 may determine the number of CPs used for the current block.
  • the coordinate of CP0 of the CPs is ( 0, 0)
  • the coordinate of CP1 may be (S, 0).
  • the coordinate of the upper left sample position of the current block is (0, 0) and the height and width of the current block are S
  • the coordinate of CP0 among the CPs is (0, 0).
  • the coordinate of CP1 may be (S, 0)
  • the coordinate of CP2 may be (0, S).
  • the height of the current block S width is W
  • the coordinates of CP0 of the CPs is (0, 0)
  • the coordinates of CP1 is (W, 0)
  • the coordinates of CP2 is (0, H) Can be.
  • the motion vector derivation unit 1420 may derive and obtain motion vectors for the CPs.
  • the motion vector derivation unit 1420 may derive motion vectors for the CPs based on the motion vector of the current block. In this case, the motion vector derivation unit 1420 may obtain a motion vector for the CP based on the motion vectors of neighboring blocks adjacent to each of the CPs.
  • the motion vector derivator 1420 may derive neighboring candidate blocks for the current block.
  • the neighbor candidate blocks may include an upper left peripheral block, an upper right peripheral block, and a lower left peripheral block.
  • a motion vector of CP0 is obtained based on the upper left neighboring block
  • a motion vector of the CP1 is obtained based on the upper right neighboring block
  • a motion vector of the CP2 is based on the lower left neighboring block. Can be obtained.
  • the coordinates of the upper left sample position or the center lower right sample position of the upper left peripheral block are reset to (0, 0), and the reset coordinate and the neighbor candidate block are reset. Based on the motion vectors of the two vectors, the motion vectors for the CPs may be obtained.
  • the motion vector derivation unit 1420 derives a motion vector 0 for CP0 based on the neighboring block group 0 including the upper left neighboring block, the first left neighboring block, and the first upper neighboring block, and the right upper side Deriving a motion vector 1 for CP1 based on the neighboring block group 1 including the neighboring block and the second upper neighboring block, and based on the neighboring block group 2 including the lower left neighboring block and the second left neighboring block, A motion vector 2 for CP2 may be derived.
  • the first left neighboring block is the uppermost block among the left neighboring blocks adjacent to the left boundary of the current block
  • the first upper neighboring block is the upper neighboring block adjacent to the upper boundary of the current block.
  • a leftmost block among the blocks, and the second upper neighboring block is a rightmost block among the upper neighboring blocks adjacent to the upper boundary of the current block, and the second left neighboring block is the left side of the current block. It may be the uppermost block among the left peripheral blocks adjacent to the boundary.
  • the motion vector derivation unit 1420 may sequentially determine availability based on a predefined priority order among candidate blocks, and derive a motion vector of a corresponding CP based on motion vectors of available candidate blocks. .
  • the motion vector derivation unit 1420 sequentially determines availability based on a first priority order predefined for the upper left peripheral block, the first left peripheral block, and the first upper peripheral block, It is determined whether availability is sequentially based on a second priority order predefined for the upper right side neighboring block and the second upper neighboring block, and a third predefined third for the lower left neighboring block and the second left neighboring block.
  • availability may be sequentially determined in order.
  • the motion vector derivation unit 1420 derives a motion vector of a subblock or a sample unit in the current block based on the motion vectors of the CPs.
  • the motion vector derivation unit 1420 may derive a motion vector of a subblock unit or a sample unit in the current block according to the transform prediction model according to the present invention, and may perform more accurate inter prediction.
  • the motion vector derivation unit 1420 may derive the motion vector of the subblock or the sample unit in the current block based on Equation 3 described above.
  • v x and v y may be calculated based on Equation 3, wherein v x and v y represent x components and y components of a motion vector for any (x, y) coordinates in the current block. As described above.
  • the motion vector derivation unit 1420 may derive the motion vector of the subblock or the sample unit in the current block based on Equation 2 described above.
  • the prediction sample derivator 1430 derives a prediction sample (or a prediction sample array) for the current block based on the derived subblock or a motion vector of a sample unit.
  • the prediction sample derivator 1430 derives a reference picture based on the reference picture index of the current block, derives a reference region indicated by the motion vector in the sample unit or the subblock unit on the reference picture, A reconstructed sample in the reference region may be used as a prediction sample for the current block.
  • at least one of reference picture list 0 (L0) and reference picture list 1 (L1) may be used.
  • the reference picture index of the current block with respect to L0 or L1 may be fixed to 0, or may be derived based on the reference picture index of the neighboring block of the current block.
  • the minimum value of the reference picture index in the same reference picture list of neighboring candidate blocks may be used as the reference picture index of the current block, or the mode may be used.
  • the inter prediction may be effectively performed through the motion vectors (deformation prediction) not only when the image in the current block is plane-shifted, but also when the image is rotated, zoomed in, zoomed out, or flat-sized. This can eliminate or reduce the amount of data for the residual signal for the current block and improve the overall coding efficiency.
  • the above-described method according to the present invention may be implemented in software, and the encoding device and / or the decoding device according to the present invention may perform image processing of, for example, a TV, a computer, a smartphone, a set top box, a display device, and the like. It can be included in the device.
  • the above-described method may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.

Landscapes

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

Abstract

본 발명에 따른 디코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오 디코딩 방법은 현재 블록에 대한 컨트롤 포인트(control point, CP)들을 도출하는 단계, 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득하는 단계, 상기 획득된 움직임 벡터들을 기반으로 상기 현재 블록 내 서브블록 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출하는 단계, 상기 도출된 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플을 도출하는 단계, 및 상기 예측 샘플을 기반으로 복원 샘플을 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 현재 블록 내의 이미지가 평면이동된 경우뿐 아니라, 회전, 줌인, 줌아웃 또는 평현사변형 변형된 경우에 대하여도 (변형 예측) 움직임 벡터들을 통하여 효과적으로 인터 예측을 수행할 수 있다. 이를 통하여 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호를 위한 데이터량을 없애거나 줄일 수 있고, 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

비디오 코딩 시스템에서 인터 예측 방법 및 장치
본 발명은 비디오 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 비디오 코딩 시스템에서 인터 예측 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 비디오 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 변형 예측 모델 기반 인터 예측 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 샘플 단위 또는 서브블록 단위 움직임 예측을 수행하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 컨트롤 포인트에 대한 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor) 또는 움직임 벡터를 도출하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 컨트롤 포인트에 대한 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 도출함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 주변 참조 블록 또는 주변 참조 샘플을 기반으로 컨트롤 포인트에 대한 움직임 벡터를 도출하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오 디코딩 방법을 제공한다. 상기 디코딩 방법은 현재 블록에 대한 컨트롤 포인트(control point, CP)들을 도출하는 단계, 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득하는 단계, 상기 획득된 움직임 벡터들을 기반으로 상기 현재 블록 내 서브블록 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출하는 단계, 상기 도출된 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플을 도출하는 단계, 및 상기 예측 샘플을 기반으로 복원 샘플을 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 비디오 디코딩을 수행하는 디코딩 장치를 제공한다. 상기 디코딩 장치는 현재 블록에 대한 예측 모드 정보를 비트스트림으로부터 획득하는 디코딩부, 현재 블록에 대한 컨트롤 포인트(control point, CP)들을 도출하고, 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득하고, 상기 획득된 움직임 벡터들을 기반으로 상기 현재 블록 내 서브블록 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출하고, 상기 도출된 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플을 도출하는 예측부, 및 상기 예측 샘플을 기반으로 복원 샘플을 생성하는 가산기를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오 인코딩 방법을 제공한다. 상기 인코딩 방법은 현재 블록에 대한 컨트롤 포인트(control point, CP)들을 도출하는 단계, 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득하는 단계, 상기 획득된 움직임 벡터들을 기반으로 상기 현재 블록 내 서브블록 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출하는 단계, 상기 도출된 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 단계, 및 상기 현재 블록에 대한 예측 모드 정보 및 상기 도출된 움직임 벡터에 관한 정보를 인코딩하여 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 비디오 인코딩을 수행하는 인코딩 장치를 제공한다. 상기 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 상기 현재 블록에 대한 컨트롤 포인트(control point, CP)들을 도출하고, 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득하고, 상기 획득된 움직임 벡터들을 기반으로 상기 현재 블록 내 서브블록 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출하고, 상기 도출된 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 예측부, 및 상기 현재 블록에 대한 예측 모드 정보 및 상기 도출된 움직임 벡터에 관한 정보를 인코딩하여 출력하는 인코딩부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 현재 블록에 대한 보다 정확한 움직임 벡터들을 도출할 수 있고, 인터 예측 효율을 상당히 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 현재 블록에 대한 컨트롤 포인트들의 움직임 벡터들을 기반으로 현재 블록의 서브 블록들 또는 샘플 포인트들에 대한 움직임 벡터를 효율적으로 도출할 수 있다.
본 발명에 따르면 현재 블록 내의 이미지가 평면이동된 경우뿐 아니라, 회전, 줌인, 줌아웃 또는 평현사변형 변형된 경우에 대하여도 움직임 벡터들을 통하여 효과적으로 인터 예측을 수행할 수 있다. 이를 통하여 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호를 위한 데이터량을 없애거나 줄일 수 있고, 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 변형 예측 모델을 예시적으로 나타낸다.
도 4는 변형 예측 모델에 따른 예측 방향 및 참조 영역을 예시적으로 나타낸다.
도 5는 서브블록 단위로 움직임 벡터를 유도하는 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 6은 2개의 컨트롤 포인트를 기반으로 나머지 하나의 컨트롤 포인트에 대한 움직임 벡터를 유도하는 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 7은 주변 블록의 움직임 벡터로부터 컨트롤 포인트에서의 움직임 벡터를 유도하는 예를 개략적으론 나타낸다.
도 8은 다수의 주변 블록들의 움직임 벡터들을 기반으로 현재 블록의 컨트롤 포인트들에 대한 움직임 벡터들을 유도하는 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 9는 좌표 확장을 위한 현재 블록과 주변 블록의 기준점 설정의 예를 나타낸다.
도 10은 현재 블록의 각 컨트롤 포인트에 대한 주변 블록들을 예시적으로 나타낸다.
도 11은 본 발명에 따른 비디오 인코딩 방법의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 12는 본 발명에 따른 비디오 디코딩 방법의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 13은 본 발명에 따른 인코딩 장치에 포함되는 예측부에 대한 블록도를 개략적으로 나타낸다.
도 14는 본 발명에 따른 디코딩 장치에 포함되는 예측부에 대한 블록도를 개략적으로 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 비디오 인코딩 장치/디코딩 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 인코딩 장치(100)는 픽처 분할부(105), 예측부(110), 변환부(115), 양자화부(120), 재정렬부(125), 엔트로피 인코딩부(130), 역양자화부(135), 역변환부(140), 필터부(145) 및 메모리(150)를 구비한다.
픽처 분할부(105)는 입력된 픽처를 적어도 하나의 처리 단위 블록으로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위로서의 블록은 예측 유닛(Prediction Unit, PU)일 수도 있고, 변환 유닛(Transform Unit, TU)일 수도 있으며, 코딩 유닛(Coding Unit, CU)일 수도 있다. 픽처는 복수의 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit, CTU)들로 구성될 수 있으며, 각각의 CTU는 쿼드 트리(quad-tree) 구조로 CU들로 분할(split)될 수 있다. CU는 보다 하위(deeper) 뎁스의 CU들로 쿼드 트리 구조로 분할될 수도 있다. PU 및 TU는 CU로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, PU는 CU로부터 대칭 또는 비대칭 사각형 구조로 파티셔닝(partitioning)될 수 있다. 또한 TU는 CU로부터 쿼드 트리 구조로 분할될 수도 있다. CTU는 CTB(coding tree block)에 대응될 수 있고, CU는 CB(coding block)에 대응될 수 있고, PU는 PB(prediction block)에 대응될 수 있고, TU는 TB(transform block)에 대응될 수 있다.
예측부(110)는 후술하는 바와 같이, 인터 예측을 수행하는 인터 예측부와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 포함한다. 예측부(110)는, 픽처 분할부(105)에서 픽처의 처리 단위에 대하여 예측을 수행하여 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)을 포함하는 예측 블록을 생성한다. 예측부(110)에서 픽처의 처리 단위는 CU일 수도 있고, TU일 수도 있고, PU일 수도 있다. 또한, 예측부(110)는 해당 처리 단위에 대하여 실시되는 예측이 인터 예측인지 인트라 예측인지를 결정하고, 각 예측 방법의 구체적인 내용(예컨대, 예측 모드 등)을 정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 예측 방법의 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 PU 단위로 결정되고, 예측의 수행은 TU 단위로 수행될 수도 있다.
인터 예측을 통해서는 현재 픽처의 이전 픽처 및/또는 이후 픽처 중 적어도 하나의 픽처의 정보를 기초로 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 인트라 예측을 통해서는 현재 픽처 내의 픽셀 정보를 기초로 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 예측의 방법으로서, 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 등을 이용할 수 있다. 인터 예측에서는 PU에 대하여, 참조 픽처를 선택하고 PU에 대응하는 참조 블록을 선택할 수 있다. 참조 블록은 정수 픽셀(또는 샘플) 또는 분수 픽셀(또는 샘플) 단위로 선택될 수 있다. 이어서, PU와의 레지듀얼(residual) 신호가 최소화되며 움직임 벡터 크기 역시 최소가 되는 예측 블록이 생성된다. 본 명세서에서 픽셀(pixel), 펠(pel) 및 샘플(sample)은 서로 혼용될 수 있다.
예측 블록은 정수 픽셀 단위로 생성될 수도 있고, 1/2 픽셀 단위 또는 1/4 픽셀 단위와 같이 정수 이하 픽셀 단위로 생성될 수도 있다. 이때, 움직임 벡터 역시 정수 픽셀 이하의 단위로 표현될 수 있다.
인터 예측을 통해 선택된 참조 픽처의 인덱스, 움직임 벡터 차분(motion vector difference, MVD), 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, MVP), 레지듀얼 신호 등의 정보는 엔트로피 인코딩되어 디코딩 장치에 전달될 수 있다. 스킵 모드가 적용되는 경우에는 예측 블록을 복원 블록으로 할 수 있으므로, 레지듀얼을 생성, 변환, 양자화, 전송하지 않을 수 있다.
인트라 예측을 수행하는 경우에는, PU 단위로 예측 모드가 정해져서 PU 단위로 예측이 수행될 수 있다. 또한, PU 단위로 예측 모드가 정해지고 TU 단위로 인트라 예측이 수행될 수도 있다.
인트라 예측에서 예측 모드는 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드와 적어도 2개 이상의 비방향성 모드를 가질 수 있다. 비방향성 모드는 DC 예측 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)을 포함할 수 있다.
인트라 예측에서는 참조 샘플에 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 참조 샘플에 필터를 적용할 것인지는 현재 블록의 인트라 예측 모드 및/또는 사이즈에 따라 결정될 수 있다.
생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 레지듀얼 값(레지듀얼 블록 또는 레지듀얼 신호)은 변환부(115)로 입력된다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 움직임 벡터 정보 등은 레지듀얼 값과 함께 엔트로피 인코딩부(130)에서 인코딩되어 디코딩 장치에 전달된다.
변환부(115)는 변환 블록 단위로 레지듀얼 블록에 대한 변환을 수행하고 변환 계수를 생성한다.
변환 블록은 샘플들의 직사각형 블록으로서 동일한 변환이 적용되는 블록이다. 변환 블록은 변환 유닛(TU)일 수 있으며, 쿼드 트리(quad tree) 구조를 가질 수 있다.
변환부(115)는 레지듀얼 블록에 적용된 예측 모드와 블록의 크기에 따라서 변환을 수행할 수 있다.
예컨대, 레지듀얼 블록에 인트라 예측이 적용되었고 블록이 4x4의 레지듀얼 배열(array)이라면, 레지듀얼 블록을 DST(Discrete Sine Transform)를 이용하여 변환하고, 그 외의 경우라면 레지듀얼 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform)를 이용하여 변환할 수 있다.
변환부(115)는 변환에 의해 변환 계수들의 변환 블록을 생성할 수 있다.
양자화부(120)는 변환부(115)에서 변환된 레지듀얼 값들, 즉 변환 계수들을 양자화하여 양자화된 변환 계수를 생성할 수 있다. 양자화부(120)에서 산출된 값은 역양자화부(135)와 재정렬부(125)에 제공된다.
재정렬부(125)는 양자화부(120)로부터 제공된 양자화된 변환 계수를 재정렬한다. 양자화된 변환 계수를 재정렬함으로써 엔트로피 인코딩부(130)에서의 인코딩 효율을 높일 수 있다.
재정렬부(125)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원의 벡터 형태로 재정렬할 수 있다.
엔트로피 인코딩부(130)는 재정렬부(125)에 의해 재정렬된 양자화된 변환 값들 또는 코딩 과정에서 산출된 인코딩 파라미터 값 등을 기초로 심볼(symbol)을 확률 분포에 따라 엔트로피 코딩하여 비트스트림(bitstream)을 출력할 수 있다. 엔트로피 인코딩 방법은 다양한 값을 갖는 심볼을 입력 받아, 통계적 중복성을 제거하면서, 디코딩 가능한 2진수의 열로 표현하는 방법이다.
여기서, 심볼이란 인코딩/디코딩 대상 구문 요소(syntax element) 및 코딩 파라미터(coding parameter), 레지듀얼 신호(residual signal)의 값 등을 의미한다. 인코딩 파라미터는 인코딩 및 디코딩에 필요한 매개변수로서, 구문 요소와 같이 인코딩 장치에서 인코딩되어 디코딩 장치로 전달되는 정보뿐만 아니라, 인코딩 혹은 디코딩 과정에서 유추될 수 있는 정보를 포함할 수 있으며 영상을 인코딩하거나 디코딩할 때 필요한 정보를 의미한다. 인코딩 파라미터는 예를 들어 인트라/인터 예측모드, 이동/움직임 벡터, 참조 영상 색인, 코딩 블록 패턴, 잔여 신호 유무, 변환 계수, 양자화된 변환 계수, 양자화 파라미터, 블록 크기, 블록 분할 정보 등의 값 또는 통계를 포함할 수 있다. 또한 잔여 신호는 원신호와 예측 신호의 차이를 의미할 수 있고, 또한 원신호와 예측 신호의 차이가 변환(transform)된 형태의 신호 또는 원신호와 예측 신호의 차이가 변환되고 양자화된 형태의 신호를 의미할 수도 있다. 잔여 신호는 블록 단위에서는 잔여 블록이라 할 수 있고, 샘플 단위에서는 잔여 샘플이라고 할 수 있다.
엔트로피 인코딩이 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 인코딩 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 따라서 엔트로피 인코딩을 통해서 영상 인코딩의 압축 성능이 높아질 수 있다.
엔트로피 인코딩을 위해 지수 골룸(exponential golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 인코딩 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 인코딩부(130)에는 가변 길이 코딩(VLC: Variable Length Coding/Code) 테이블과 같은 엔트로피 인코딩을 수행하기 위한 테이블이 저장될 수 있고, 엔트로피 인코딩부(130)는 저장된 가변 길이 코딩(VLC) 테이블을 사용하여 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 인코딩부(130)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출(derive)한 후, 도출된 이진화 방법 또는 확률 모델을 사용하여 엔트로피 인코딩을 수행할 수도 있다.
또한, 엔트로피 인코딩부(130)는 필요한 경우에, 전송하는 파라미터 셋(parameter set) 또는 신택스에 일정한 변경을 가할 수도 있다.
역양자화부(135)는 양자화부(120)에서 양자화된 값(양자화된 변환 계수)들을 역양자화하고, 역변환부(140)는 역양자화부(135)에서 역양자화된 값들을 역변환한다.
역양자화부(135) 및 역변환부(140)에서 생성된 레지듀얼 값(또는 레지듀얼 샘플 또는 레지듀얼 샘플 어레이)과 예측부(110)에서 예측된 예측 블록이 합쳐져 복원 샘플(또는 복원 샘플 어레이)를 포함하는 복원 블록(Reconstructed Block)이 생성될 수 있다.
도 1에서는 가산기를 통해서, 레지듀얼 블록과 예측 블록이 합쳐져 복원 블록이 생성되는 것으로 설명하고 있다. 이때, 가산기를 복원 블록을 생성하는 별도의 유닛(복원 블록 생성부)로 볼 수도 있다.
필터부(145)는 디블록킹 필터, ALF(Adaptive Loop Filter), SAO(Sample Adaptive Offset)를 복원된 픽처에 적용할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽처에서 블록 간의 경계에 생긴 왜곡을 제거할 수 있다. ALF(Adaptive Loop Filter)는 디블록킹 필터를 통해 블록이 필터링된 후 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. ALF는 고효율을 적용하는 경우에만 수행될 수도 있다. SAO는 디블록킹 필터가 적용된 레지듀얼 블록에 대하여, 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋 차이를 복원하며, 밴드 오프셋(Band Offset), 엣지 오프셋(Edge Offset) 등의 형태로 적용된다.
메모리(150)는 필터부(145)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(150)에 저장된 복원 블록 또는 픽처는 인터 예측을 수행하는 예측부(110)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 2를 참조하면, 비디오 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230), 필터부(235) 메모리(240)를 포함할 수 있다.
비디오 인코딩 장치에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 비디오 인코딩 장치에서 영상 정보가 처리된 절차에 따라서 디코딩될 수 있다.
엔트로피 디코딩부(210)는, 입력된 비트스트림을 확률 분포에 따라 엔트로피 디코딩하여, 양자화된 계수(quantized coefficient) 형태의 심볼을 포함한 심볼들을 생성할 수 있다. 엔트로피 디코딩 방법은 2진수의 열을 입력 받아 각 심볼들을 생성하는 방법이다. 엔트로피 디코딩 방법은 상술한 엔트로피 인코딩 방법과 유사하다.
예컨대, 비디오 인코딩 장치에서 엔트로피 인코딩을 수행하기 위해 CAVLC 등의 가변 길이 코딩(Variable Length Coding: VLC, 이하 'VLC' 라 함)가 사용된 경우에, 엔트로피 디코딩부(210)도 인코딩 장치에서 사용한 VLC 테이블과 동일한 VLC 테이블로 구현하여 엔트로피 디코딩을 수행할 수 있다. 또한, 비디오 인코딩 장치에서 엔트로피 인코딩을 수행하기 위해 CABAC을 이용한 경우에, 엔트로피 디코딩부(210)는 이에 대응하여 CABAC을 이용한 엔트로피 디코딩을 수행할 수 있다.
보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다.
엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측 블록을 생성하기 위한 정보는 예측부(230)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수는 재정렬부(215)로 입력될 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩된 비트스트림의 정보, 즉 양자화된 변환 계수를 인코딩 장치에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬할 수 있다.
재정렬부(215)는 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)는 현재 블록(변환 블록)에 적용된 예측 모드와 변환 블록의 크기를 기반으로 계수에 대한 스캐닝을 수행하여 2 차원 블록 형태의 계수(양자화된 변환 계수) 배열(array)을 생성할 수 있다.
역양자화부(220)는 인코딩 장치에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 비디오 인코딩 장치에서 수행된 양자화 결과에 대해, 인코딩 장치의 변환부가 수행한 DCT 및 DST에 대해 역DCT 및/또는 역DST를 수행할 수 있다.
역변환은 인코딩 장치에서 결정된 전송 단위 또는 영상의 분할 단위를 기초로 수행될 수 있다. 인코딩 장치의 변환부에서 DCT 및/또는 DST는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 선택적으로 수행될 수 있고, 디코딩 장치의 역변환부(225)는 인코딩 장치의 변환부에서 수행된 변환 정보를 기초로 역변환을 수행할 수 있다.
예측부(230)는 엔트로피 디코딩부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(240)에서 제공된 이전에 디코딩된 블록 및/또는 픽처 정보를 기초로 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)를 포함하는 예측 블록을 생성할 수 있다.
현재 PU에 대한 예측 모드가 인트라 예측(intra prediction) 모드인 경우에, 현재 픽처 내의 픽셀 정보를 기초로 예측 블록을 생성하는 인트라 예측을 수행할 수 있다.
현재 PU에 대한 예측 모드가 인터 예측(inter prediction) 모드인 경우에, 현재 픽처의 이전 픽처 또는 이후 픽처 중 적어도 하나의 픽처에 포함된 정보를 기초로 현재 PU에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 이때, 비디오 인코딩 장치에서 제공된 현재 PU의 인터 예측에 필요한 움직임 정보, 예컨대 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스 등에 관한 정보는 인코딩 장치로부터 수신한 스킵 플래그, 머지 플래그 등을 확인하고 이에 대응하여 유도될 수 있다.
현재 픽처에 대한 인터 예측 시, 현재 블록과의 레지듀얼(residual) 신호가 최소화되며 움직임 벡터 크기 역시 최소가 되도록 예측 블록을 생성할 수 있다.
한편, 움직임 정보 도출 방식은 현재 블록의 예측 모드에 따라 달라질 수 있다. 인터 예측을 위해 적용되는 예측 모드에는 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드, 머지(merge) 모드 등이 있을 수 있다.
일 예로, 머지 모드가 적용되는 경우, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다. 머지 모드에서는 머지 후보 리스트에서 선택된 후보 블록의 움직임 벡터가 현재 블록의 움직임 벡터로 사용된다. 인코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보 블록들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 갖는 후보 블록을 지시하는 머지 인덱스를 디코딩 장치로 전송할 수 있다. 이 때, 디코딩 장치는 상기 머지 인덱스를 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
다른 예로, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트를 생성할 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 후보로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 지시하는 예측 움직임 벡터 인덱스를 디코딩 장치로 전송할 수 있다. 이 때, 디코딩 장치는 상기 움직임 벡터 인덱스를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서, 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록의 움직임 벡터(MV)와 움직임 벡터 예측자(MVP) 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 디코딩 장치로 전송할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 MV에서 MVP를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이 때, 디코딩 장치는 수신된 움직임 벡터 차분을 디코딩할 수 있고, 디코딩된 움직임 벡터 차분과 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 또한 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 디코딩 장치에 전송할 수 있다.
디코딩 장치의 예측부(230)는 주변 블록의 움직임 정보들을 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 예측하고, 인코딩 장치로부터 수신한 레지듀얼을 이용하여 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 디코딩 장치는 유도한 움직임 벡터와 인코딩 장치로부터 수신한 참조 픽처 인덱스 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)을 생성할 수 있다.
디코딩 장치는 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)과 인코딩 장치로부터 전송되는 변환 계수들로부터 획득한 레지듀얼 샘플(레지듀얼 샘플 어레이)을 더하여 복원 샘플(또는 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 이를 기반으로 복원 블록 및 복원 픽처가 생성될 수 있다.
상술한 AMVP 및 머지 모드에서는, 현재 블록의 움직임 정보를 도출하기 위해, 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록의 움직임 정보가 사용될 수 있다.
인터 예측에 이용되는 다른 모드 중 하나인 스킵 모드의 경우에, 주변 블록의 정보를 그대로 현재 블록에 이용할 수 있다. 따라서 스킵 모드의 경우에, 인코딩 장치는 현재 블록의 움직임 정보로서 어떤 블록의 움직임 정보를 이용할 것인지를 지시하는 정보 외에 레지듀얼 등과 같은 신택스 정보를 디코딩 장치에 전송하지 않는다.
복원 블록은 예측부(230)에서 생성된 예측 블록과 역변환부(225)에서 제공된 레지듀얼 블록을 이용해 생성될 수 있다. 도 2에서는 가산기에서 예측 블록과 레지듀얼 블록이 합쳐져 복원 블록이 생성되는 것으로 설명하고 있다. 이때, 가산기를 복원 블록을 생성하는 별도의 유닛(복원 블록 생성부)로 볼 수 있다. 여기서 상기 복원 블록은 상술한 바와 같이 복원 샘플(또는 복원 샘플 어레이)를 포함하고, 상기 예측 블록은 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)를 포함하고, 상기 레지듀얼 블록은 레지듀얼 샘플(또는 레지듀얼 샘플 어레이)를 포함할 수 있다. 따라서, 복원 샘플(또는 복원 샘플 어레이)은 대응하는 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)과 레지듀얼 샘플(레지듀얼 샘플 어레이)이 합쳐서 생성된다고 표현될 수도 있다.
스킵 모드가 적용되는 블록에 대하여는 레지듀얼이 전송되지 않으며 예측 블록을 복원 블록으로 할 수 있다.
복원된 블록 및/또는 픽처는 필터부(235)로 제공될 수 있다. 필터부(235)는 복원된 블록 및/또는 픽처에 디블록킹 필터링, SAO(Sample Adaptive Offset) 및/또는 ALF 등을 적용할 수 있다.
메모리(240)는 복원된 픽처 또는 블록을 저장하여 참조 픽처 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽처를 출력부로 제공할 수 있다.
디코딩 장치(200)에 포함되어 있는 엔트로피 디코딩부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230), 필터부(235) 및 메모리(240) 중 영상의 디코딩에 직접적으로 관련된 구성요소들, 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230), 필터부(235) 등을 다른 구성요소와 구분하여 디코더 또는 디코딩부로 표현할 수 있다.
또한, 디코딩 장치(200)는 비트스트림에 포함되어 있는 인코딩된 영상에 관련된 정보를 파싱(parsing)하는 도시되지 않은 파싱부를 더 포함할 수 있다. 파싱부는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수도 있고, 엔트로피 디코딩부(210)에 포함될 수도 있다. 이러한 파싱부는 또한 디코딩부의 하나의 구성요소로 구현될 수도 있다.
픽처들 간 대상 객체 또는 이미지의 움직임을 고려하여 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 그러나, 기존의 인터 예측 방법은 예측 블록(PB) 단위로 하나의 움직임 벡터만을 사용하였으며, 이 경우 시간의 흐름에 따라 영상(의 일부)이 평면이동한 경우에는 높은 예측 성능을 가질 수 있으나, 만약 영상(image)이 회전, 줌인 또는 줌아웃 등의 변형된 경우에는 예측 성능이 떨어지는 문제점이 있었다. 이하 영상의 왜곡이라 함은 상기와 같은 영상의 회전, 줌인 또는 줌아웃 등의 변형을 포함할 수 있다.
본 발명에서는 이러한 영상의 왜곡을 고려하여 인터 예측 방법을 제공한다. 상기 본 발명에 따르면 현재 블록의 서브 블록들 또는 샘플 포인트들에 대한 움직임 벡터를 효율적으로 도출하고, 영상의 회전, 줌인 또는 줌아웃 등의 변형에도 불구하고 인터 예측의 정확도를 높일 수 있다. 상기 본 발명에 따른 예측 모델을 변형 예측 모델이라고 불릴 수도 있으며, 상기 본 발명에 따르면 예를 들어 현재 블록의 평형 사변형 변형을 예측할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 현재 블록 내의 이미지가 참조 픽처 내에 평형 사변 변형된 경우에 대하여도 움직임 예측을 통하여 효율적으로 인터 예측을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 움직임 예측 방법에서는 현재 블록의 컨트롤 포인트(control point, CP)들에서의 움직임 벡터들을 기반으로 상기 영상의 왜곡 형태를 예측할 수 있고, 인터 예측의 정확도를 높임으로서 영상의 압축 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 주변 블록의 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 적어도 하나의 컨트롤 포인트에 대한 움직임 벡터를 유도할 수 있는바, 추가되는 부가 정보에 대한 데이터량 부담을 줄이고, 인터 예측 효율을 상당히 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 예측 방법은 일 예로, 3개의 컨트롤 포인트, 즉 3개의 기준점에서의 움직임 정보를 필요로 한다.
도 3은 변형 예측 모델을 예시적으로 나타낸다. 도 3에서는 현재 블록(300)의 높이 및 너비가 S로 동일한 경우를 가정하여 도시하였으나, 이는 예시로서 높이 및 너비가 다르게 설정될 수도 있다. 여기서 현재 블록(300)은 예측 블록(PB)를 포함할 수 있다. 상기 예측 블록은 코딩 블록으로부터 파티셔닝 절차를 통하여 도출된 블록일 수 있고, 상기 예측 블록 단위로 변형 예측 모델(또는 변형 예측 모드) 적용 여부 등 구체적인 인터 예측 모드가 결정될 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측이 적용될지 또는 인트라 예측이 적용될지 여부는 상기 코딩 블록 단위로 결정되고, 상기 예측 블록을 포함하는 상기 코딩 블록에 인터 예측이 적용되는 경우에, 상기 예측 블록에 구체적인 인터 예측 모드가 적용될 지 여부가 결정될 수도 있다.
도 3을 참조하면, x, y는 각각 현재 블록(300) 내의 각 샘플들의 x좌표, y좌표를 나타낸다. x', y'는 각각 상기 x, y에 대응하는 참조 픽처 내의 대응 샘플의 x좌표, y좌표를 나타낸다. 이 경우 (x', y')가 가리키는 샘플 위치의 샘플들을 포함하는 영역은 참조 블록(350) 또는 참조 영역(350)으로 불릴 수 있다. 이 경우 상기 참조 블록(350)은 상기 현재 블록(300) 내 영상에 대한 상술한 회전, 줌인 또는 줌아웃 등의 변형에 따라 변형된 영상을 포함하는 영역에 대응할 수 있다. 따라서 상기 참조 블록(350)의 의 크기 및 형태는 상기 현재 블록(300)의 크기 및 형태와 다를 수 있다.
현재 블록(300) 내의 좌상단(top-left) 샘플 위치(position)를 (0,0)이라고 할 경우, 상기 x, y는 상기 좌상단 샘플 위치 (0,0)을 기준으로 결정될 수 있다. 또한, 상기 x', y'는 상기 참조 픽처 내에서 상기 현재 블록(300)의 상기 좌상단 샘플 위치와 동일 또는 대응 위치의 좌표를 기준으로 결정될 수 있다.
상기 도 3에서 도시된 바와 같이 x'=ax+by+e, y'=cx+dy+f의 식으로 나타내어질 수 있다. 그리고 vx=x-x', vy=y-y'의 식으로 나타내어질 수 있다. 상기 식들을 정리하면 변형 예측 모델 식을 vx=(1-ax)-by-e, vy=-cx+(1-d)y-f와 같이 나타내어질 수 있다. 여기서 vx는 현재 블록(300) 내 (x,y)좌표 샘플의 움직임 벡터의 x성분, vy는 현재 블록(300)내 상기 (x,y)좌표 샘플의 상기 움직임 벡터의 y성분을 나타낸다. 즉, (vx, vy)는 상기 (x, y)좌표 샘플에 대한 상기 움직임 벡터가 된다. 따라서 변형 예측 모델에 따르면 현재 블록 내 각 샘플 좌표에 따라 다른 움직임 벡터를 가질 수 있다.
변형 예측 모델을 적용하기 위하여 컨트롤 포인트들이 정의되어야 한다. 예를 들어, 상기 도 3과 같이 (0,0), (S, 0), (0, S) 샘플 포지션들을 컨트롤 포인트들로 정할 수 있다. 이하 (0,0) 샘플 포지션의 컨트롤 포인트는 CP0, (S, 0) 샘플 포지션의 컨트를 포인트는 CP1, (0, S) 샘플 포지션의 컨트롤 포인트는 CP2라 불릴 수 있다. 본 예에서는 현재 블록(300)의 높이 및 너비가 S로 동일한 경우를 가정하였으나, 만약 현재 블록(300)의 높이가 H이고, 너비가 W인 경우, 상기 컨트롤 포인트들은 (0, 0), (W, 0), (0, H)와 같은 좌표를 가질 수 있음은 자명하며, 후술하는 식들 또한 이를 기반으로 S 대신 W 또는 H가 삽입될 수 있다.
상술한 각 컨트롤 포인트와 해당 컨트롤 포인트에 대한 움직임 벡터를 이용하여 상기 변형 예측 모델 식을 풀 수 있다. 여기서 변형 예측 모델 식의 파라미터 a, b, c, d, e, f는 다음 식과 같이 풀 수 있다.
Figure PCTKR2016002961-appb-M000001
여기서, vx0, vy0는 각각 CP0의 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, vx1, vy1은 각각 CP1의 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, vx2, vy2는 각각 CP2의 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타낸다.
상기 수학식 1의 파라미터들을 기반으로 상기 변형 예측 모델 식은 다음과 같이 정리될 수 있다.
Figure PCTKR2016002961-appb-M000002
여기서, 상기 CP0의 움직임 벡터, 상기 CP1의 움직임 벡터 및 상기 CP2의 움직임 벡터는 알고 있으므로, 상기 수학식 2에 따라, 현재 블록 내 샘플 위치에 따른 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 즉, 변형 예측 모델에 따르면 대상 샘플의 좌표 (x, y)와 3개의 컨트롤 포인트들과의 거리비를 기반으로, 상기 컨트롤 포인트들에서의 움직임 벡터들 v0(vx0, vy0), v1(vx1, vy1), v2(vx2, vy2)가 스케일링 되어 상기 샘플 위치의 움직임 벡터가 도출될 수 있다.
도 4는 변형 예측 모델에 따른 예측 방향 및 참조 영역을 예시적으로 나타낸다.
도 4를 참조하면, 현재 픽처 내의 현재 블록(400)에 대하여 변형 예측 모델에 따른 예측을 수행하는 경우, 참조 영역(450 또는 460)은 도시된 바와 같이 위치할 수 있다.
현재 블록에 대한 예측을 위하여 하나 또는 두개의 참조 픽처 리스트가 사용될 수 있다. 즉, 현재 블록에 대한 예측을 위하여 참조 픽처 리스트0 또는 참조 픽처 리스트 1이 사용될 수 있고, 또는 참조 픽처 리스트 0 및 1 둘 다가 구성될 수 있다. 예를 들어 현재 블록이 포함된 슬라이스의 슬라이스 타입이 B(B slice)인 경우 상기 두개의 참조 픽처 리스트 중 적어도 하나가 사용될 수 있고, 상기 현재 블록이 포함된 상기 슬라이스의 슬라이스 타입이 P(P slice)인 경우 상기 참조 픽처 리스트 0만 사용될 수도 있다. 상기 참조 픽처 리스트 0은 L0라고 불릴 수 있고, 상기 참조 픽처 리스트 1은 L1이라고 불릴 수 있다. 현재 블록에 대한 예측을 수행함에 있어, 상기 L0을 기반으로 인터 예측을 수행하는 경우 LO 예측이라고 불릴 수 있고, 상기 L1을 기반으로 인터 예측을 수행하는 경우 L1 예측이라고 불릴 수 있으며, 상기 L0 및 L1 둘 다를 기반으로 인터 예측을 수행하는 경우(즉, LO 예측 및 L1 예측을 합하여) BI-예측(BI-prediction)이라고 불릴 수 있다. 이 경우, L0 예측 및 L1 예측 각각에 대하여 별도의 움직임 벡터가 사용될 수 있다. 즉, 상기 변형 예측 모델에 따라서 샘플 단위 또는 후술하는 서브블록 단위로 움직임 벡터가 도출되는 경우, 상기 L0 예측 및/또는 L1 예측 적용 여부에 따라서 상기 샘플 단위 또는 상기 서브블록 단위로 별도의 움직임 벡터가 도출될 수 있다. 예를 들어 현재 블록 내의 제1 샘플 또는 제1 서브블록에 대한 L0 예측을 위한 움직임 벡터 MVL0와 L1 예측을 위한 움직임 벡터 MVL1이 별도로 도출될 수 있다.
예를 들어, 도 4에서 제1 참조 픽처가 LO에 포함된 디코딩된 픽처이고, 현재 블록(400)이 포함된 슬라이스의 슬라이스 타입이 P이거나, 또는 B이면서 LO가 사용되는 경우, 본 발명에 따른 현재 블록(400)의 예측을 위하여 상기 제1 참조 픽처가 사용될 수 있다. 이 경우 상술한 변형 예측 모델에 따라 도출된 현재 블록(400)에 대한 움직임 벡터들을 기반으로 상기 제1 참조 픽처 내의 참조 영역(450)을 도출할 수 있으며, 상기 참조 영역(450) 내의 복원된 샘플들을 기반으로 현재 블록(400)의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
한편, 도 4에서 제1 참조 픽처가 L0에 포함된 디코딩된 픽처이고 제2 참조 픽처가 L1에 포함된 디코딩된 픽처이며, 현재 블록(400)이 포함된 슬라이스의 슬라이스 타입이 B이면서 LO 및 L1 둘 다 (즉, BI)가 사용되는 경우, 본 발명에 따른 현재 블록(400)의 예측을 위하여 상기 제1 참조 픽처 및 상기 제2 참조 픽처가 사용될 수 있다. 이 경우 상술한 변형 예측 모델에 따라 도출된 현재 블록(400)에 대한 L0 예측을 위한 움직임 벡터들을 기반으로 상기 제1 참조 픽처 내의 참조 영역(450)을 도출할 수 있으며, L1 예측을 위한 움직임 벡터들을 기반으로 상기 제2 참조 픽처 내의 참조 영역(460)을 도출할 수 있다. 이 경우 참조 영역(450) 내의 복원된 샘플들 및 참조 영역(460) 내의 복원된 샘플들을 기반으로 현재 블록(400)의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 이 경우 예를 들어, 참조 영역(450) 내의 복원된 샘플들 및 참조 영역(460) 내의 복원된 샘플들의 가중 합(weighted sum)을 통하여 현재 블록(400)의 상기 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 여기서 상기 가중 합은 상기 현재 픽처와 상기 제1 참조 픽처 간의 제1 시간 거리 및 상기 현재 픽처와 상기 제2 참조 픽처 간의 제2 시간 거리를 기반으로 수행될 수 있다. 여기서 시간 거리라 함은 POC(Picture order count) 차이를 나타낼 수 있다. 즉, 상기 현재 픽처의 POC 값과 상기 제1 참조 픽처의 POC 값의 차이가 상기 제1 시간 거리가 될 수 있고, 상기 현재 픽처의 POC 값과 상기 제2 참조 픽처의 POC 값의 차이가 상기 제2 시간 거리가 될 수 있다.
이하, 설명의 중복을 피하기 위하여 L0 예측 또는 L1 예측 중 하나가 적용되는 것을 기반으로 설명하며, 이를 기반으로 L0 예측을 위한 움직임 벡터들과 L1 예측을 위한 움직임 벡터들을 개별적으로 도출할 수도 있고, 또한 이를 기반으로 BI 예측을 수행할 수도 있음은 자명하다.
상기와 같은 변형 예측 모델에 따르면 화소 단위(즉, 샘플 단위)의 움직임 벡터를 도출할 수 있으며, 인터 예측의 정확도를 상당히 향상시킬 수 있다. 다만, 이러한 변형 예측 모델에 따르면 움직임 보상(motion compensation) 과정에서의 복잡도를 크게 증가시킬 수 있다. 또한, 각 컨트롤 포인트에 대한 움직임 벡터가 필요하므로, 예측 블록당 3개의 움직임 정보가 주어져야 하며(즉, 시그널링되어야 하며), 일반적으로 예측 블록 당 하나의 움직임 정보를 갖는 기존의 움직임 예측 방법과 비교하여 부호화할 데이터가 많다. 따라서 본 발명에서는 이를 개선시키기 위하여 다음과 같은 방법을 수반할 수 있다.
예를 들어, 화소 단위의 움직임 벡터 도출로 인한 움직임 보상 과정에서의 복잡도를 개선하기 위하여 예측 블록 내의 서브블록 단위로 움직임 벡터를 갖도록 제한할 수 있다. 상기 서브블록은 다양한 사이즈로 설정될 수 있으며, 예를 들어, 서브블록이 n×n 사이즈(n은 양의 정수, ex, n은 4)로 설정된 경우, 현재 블록 내의 n×n 서브블록 단위로 (변형 예측) 움직임 벡터를 유도할 수 있으며, 각 서브블록을 대표하는 움직임 벡터를 유도하기 위한 다양한 방법이 적용될 수 있다.
도 5는 서브블록 단위로 움직임 벡터를 유도하는 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 5는 현재 블록의 사이즈가 16×16이고, 4×4 서브블록 단위로 움직임 벡터가 유도되는 경우를 예시적으로 나타낸다.
도 5를 참조하면, 현재블록은 4×4 사이즈의 다수의 서브블록으로 구분될 수 있다. 각 서브블록마다 하나의 대표 움직임 벡터가 설정될 수 있으며, 이 경우 예를 들어 각 서브블록의 대표 좌표(즉, 대표 샘플 포지션)의 움직임 벡터가 상기 대표 움직임 벡터가 될 수 있다.
도 5의 (a)는 각 서브블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션을 대표 좌표로 하여 대표 움직임 벡터를 도출한 경우를 나타낸다. 이 경우, 각 서브블록별 대표 좌표 (0, 0), (4, 0), (8, 0),..., (12, 12)를 각각 상술한 수학식 2에 대입하여, 각 서브블록의 대표 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
한편, 도 5의 (b)는 각 서브블록의 센터 또는 센터 우하측(lower right side) 샘플 포지션을 대표 좌표로 하여 대표 움직임 벡터를 도출한 경우를 나타낸다. 여기서 센터 우하측 포지션이라 함은 서브블록의 센터에 위치하는 4개의 샘플들 중 우하측에 위치하는 샘플 포지션을 나타낸다. 예를 들어, n이 홀수인 경우, 서브블록의 정 중앙에는 하나의 샘플이 위치하며, 이 경우 센터 샘플 포지션을 이용할 수 있다. 그러나, n이 짝수인 경우 서브블록의 중앙에는 4개의 샘플들이 인접하게 되며, 이 경우 우하측 샘플 포지션을 이용할 수 있다. 도 4의 (b)의 경우 각 서브블록별 대표 좌표 (2, 2), (6, 2), (10, 2),..., (14, 14)를 각각 상술한 수학식 2에 대입하여, 각 서브블록의 대표 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
또한, 예측 블록 당 3개의 컨트롤 포인트에 대한 움직임 정보에 관한 부호화 데이터량을 줄이기 위하여 예를 들어 컨트롤 포인트를 2개로 제한할 수도 있다. 즉, 예측 블록에 대하여 3개의 컨트롤 포인트에 대한 움직임 정보들을 시그널링하는 대신, 2개의 컨트롤 포인트에 대한 움직임 정보들에 관한 정보를 시그널링할 수도 있다. 변형 예측 모델은 회전, 줌인, 줌아웃 형태의 변형 및 평행사변형 변형을 나타낼 수 있는데, 직선상에 놓여있는 2개의 컨트롤 포인트가 유효한 경우 적어도 회전, 줌인, 줌아웃 형태의 변형을 나타낼 수 있다. 따라서 움직임 정보에 대한 데이터량을 줄이기 위하여, 경우에 따라 2개의 컨트롤 포인트의 움직임 벡터들을 이용하여 움직임 예측을 수행하고, 현재 블록에 대한 움직임 벡터들을 도출할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, CP0, CP1에 대한 움직임 벡터들을 명시적으로 시그널링받거나 또는 상기 움직임 벡터들을 도출하기 위한 정보를 시그널링받고, 이를 기반으로 CP2에 대한 움직임 벡터를 계산할 수 있다.
도 6은 2개의 컨트롤 포인트를 기반으로 나머지 하나의 컨트롤 포인트에 대한 움직임 벡터를 유도하는 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 6을 참조하면, 현재 블록(600)에 대하여 두 개의 컨트롤 포인트들로, 직선상에 놓여있는 CP0 및 CP1이 존재할 때, 상기 CP0 및 CP1에 대한 움직임 벡터들을 기반으로 현재 블록(600)의 좌하단 샘플 포지션에 위치하는 CP2에 대한 움직임 벡터 v2 (vx2, vy2)를 유도할 수 있다. CP0에 대한 움직임 벡터 v0가 (vx0, vy0), CP1에 대한 움직임 벡터 v1이 (xv1, vy1)이고, 현재 블록의 높이 및 너비가 S로 동일한 경우, 도 6에서 도시된 바와 같이 -vx0+vx2=vy0-vy1이고, S-vx0+vx1=S+vy2-vy0이다. 상기 식들을 정리하면 vx2=vx0+vy0-vy1, vy2=vy0-vx0+vx1이 된다.
따라서, 이 경우 상기 CP0, CP1 두 개의 컨트롤 포인트를 기반으로 도출된 변형 예측 모델 식은 다음과 같이 나타내어질 수 있다.
Figure PCTKR2016002961-appb-M000003
상기와 같은 방법으로 2개의 컨트롤 포인트에서의 움직임 벡터들을 이용하여 변형 예측 모델을 적용할 수 있으며, 이를 통하여 도출된 움직임 벡터들을 기반으로 참조 영역(650)을 검출하고 예측 정확도를 높일 수 있다.
한편, 컨트롤 포인트들에 대한 움직임 벡터들은 주변 블록들(또는 주변 서브블록들, 주변 샘플들)을 기반으로 도출될 수 있다. 일 예로, 머지 모드 또는 스킵 모드가 적용되는 경우 주변 블록(또는 주변 서브블록, 주변 샘플)의 움직임 벡터가 스케일링 또는 미리 정의된 변환을 통하여 바로 컨트롤 포인트의 움직임 벡터로 도출될 수도 있다. 다른 예로, AMVP(advanced motion vector prediction) 모드가 적용되는 경우 주변 블록(또는 주변 서브블록, 주변 샘플) 움직임 벡터를 기반으로 컨트롤 포인트의 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, MVP)가 도출되고, 상기 MVP에 추가적으로 시그널링된 움직임 벡터 차분(motion vector difference)를 더하여 상기 컨트롤 포인트의 움직임 벡터가 도출될 수 있다.
구체적으로 예를 들어, 현재 블록에 머지 모드 또는 스킵 모드가 적용되는 경우, 변형 예측 모델을 적용하기 위하여, 주변 블록의 움직임 벡터를 컨트롤 포인트의 움직임 벡터로 사용할 수 있다. 일반적인 영상에서, 현재 블록과 인접 블록 간의 움직임 유사도가 높으므로, 주변 블록에도 변형 예측 모델이 적용된 경우, 해당 주변 블록의 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 컨트롤 포인트에서의 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
도 7은 주변 블록의 움직임 벡터로부터 컨트롤 포인트에서의 움직임 벡터를 유도하는 예를 개략적으론 나타낸다.
도 7을 참조하면, 현재 블록(700)의 좌측 주변 블록(720)에 변형 예측 모델이 적용되었고, 좌측 주변 블록(720)의 컨트롤 포인트 cp0의 움직임 벡터를 v0(vx0, vy0), 컨트롤 포인트 cp1의 움직임 벡터를 v1(vx1, vy1), 컨트롤 포인트 cp2의 움직임 벡터를 v2(vx2, vy2)라 가정한다. 이 때, 만약 상술한 바와 같이 두 개의 컨트롤 포인트에 대한 움직임 벡터에 관한 정보만 시그널링되는 경우, v2는 상기 도 5의 관계식과 같이 v0 및 v1으로 유도된 움직임 벡터일 수 있다.
현재 블록(700)의 컨트롤 포인트 CP0의 움직임 벡터를 V0(Vx0, Vy0), 컨트롤 포인트 CP1의 움직임 벡터를 V1(Vx1, Vy1) 및 컨트롤 포인트 CP2의 움직임 벡터를 V2(Vx2, Vy2)라 하면, 좌측 주변 블록(720)에 관한 움직임 벡터를 현재 블록(700)과 좌측 주변 블록(720) 간 크기 비율로 스케일링하여 V0, V1 및 V2를 유도할 수 있다. 한편, 좌측 주변 블록(720)이 s×s 사이즈의 블록이라 가정할 때, 좌측 주변 블록(720)의 좌상단 샘플 포지션을 기준(0, 0)으로 도출된 샘플 좌표 (s, s)는, 현재 블록(700)이 S×S 사이즈의 블록이라 가정할 때, 현재 블록(700)의 좌상단 샘플 포지션을 기준(0, 0)으로 도출된 샘플 좌표 (0, S)와 동일할 수 있다. 따라서, 좌측 주변 블록(720)의 변형 예측 모델 식에 따라 도출된 샘플 좌표 (s, s)의 움직임 벡터가 현재 블록(700)의 CP2의 움직임 벡터로 이용될 수도 있다. 만약, 좌측 주변 블록(720)이 w×h 사이즈의 블록이고, 현재 블록(700)이 W×H 사이즈의 블록인 경우, 좌측 주변 블록(720)의 변형 예측 모델 식에 따라 도출된 샘플 좌표 (w, h)의 움직임 벡터가 현재 블록(700)의 CP2의 움직임 벡터로 이용될 수도 있다.
한편, 상술한 실시예에서 기술한 것처럼 변형 예측 모델이 적용된 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록의 움직임 벡터를 유도하여 사용할 경우, 상기 주변 블록 하나의 변형에만 영향을 받게 된다. 또한, 상술한 바와 같이 2개의 컨트롤 포인트를 사용하는 경우, 전송되어야 하는 움직임 정보에 관한 데이터량을 줄일 수 있다는 장점이 있지만, 상기 변형 예측 모델은 회전, 줌인, 줌아웃의 변형만을 한정되므로, 주변 블록의 움직임 벡터의 변화가 다양할 경우, 그 효과가 많이 저하될 수 있다. 특히 머지 모드 또는 스킵 모드의 경우 움직임 벡터에 대한 MVD 시그널링이 필요하지 않으므로, 가능한 세 개의 컨트롤 포인트를 사용하는 것이 변형이 많은 영상의 인터 예측을 위하여 효율적이다.
따라서, 보다 효율적인 인터 예측을 위하여 현재 블록의 컨트롤 포인트들에 대한 움직임 벡터들은 다수의 주변 블록을 기반으로 유도될 수도 있다.
도 8은 다수의 주변 블록들의 움직임 벡터들을 기반으로 현재 블록의 컨트롤 포인트들에 대한 움직임 벡터들을 유도하는 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 8을 참조하면, 현재 블록의 컨트롤 포인트들 각각에 인접한 주변 블록(또는 주변 서브블록)들의 움직임 벡터들을 기반으로 상기 컨트롤 포인트들에 대한 움직임 벡터들을 도출할 수 있다. 본 실시예에서 블록이라 함은 서브블록을 포함할 수 있다.
도 8의 (a)는 주변 블록의 움직임 벡터를 현재 블록의 컨트롤 포인트에서의 움직임 벡터로 재사용하는 예를 나타낸다. 현재 블록의 (0, 0) 샘플 포지션의 CP0의 움직임 벡터 V0 도출을 위한 후보로 좌상측 주변 블록(upper left neighboring block), (S, 0) 샘플 포지션의 CP1의 움직임 벡터 V1 도출을 위한 후보로 우상측 주변 블록(upper right neighboring block), (0, S) 샘플 포지션의 CP2의 움직임 벡터 V2 도출을 위한 후보로 좌하측 주변 블록(lower left neighboring block)이 결정될 수 있다. 이 때, 해당 주변 블록이 가용하지 않거나(unavailable) 인터 모드로 코딩되지 않은 경우, 해당 주변 블록에 인접한 다른 블록이 후보 블록으로 사용될 수 있다. 주변 블록이 가용하지 않은 경우에 대하여는 후술한다.
가용한 후보 블록의 움직임 벡터가 대응하는 컨트롤 포인트의 움직임 벡터로 사용될 수 있다. 예를 들어, 좌상측 주변 블록의 움직임 벡터 또는 좌상측 주변 서브블록의 대표 움직임 벡터가 상기 CP0의 V0으로 사용될 수 있고, 우상측 주변 블록의 움직임 벡터 또는 우상측 주변 서브블록의 대표 움직임 벡터가 상기 CP1의 V1으로 사용될 수 있고, 좌하측 주변 블록의 움직임 벡터 또는 좌하측 주변 서브블록의 대표 움직임 벡터가 상기 CP2의 V2으로 사용될 수 있다.
한편, 도 8의 (b)는 현재 블록에 인접한 주변 블록을 기반으로 좌표를 확장하고, 상기 주변 블록의 움직임 벡터를 이용하여 각 컨트롤 포인트에서의 좌표에 맞게 움직임 벡터를 유도하는 예를 나타낸다. 즉 주변 블록을 포함하여 좌표를 재구성한 뒤, 재구성된 좌표에 대한 움직임 벡터를 상술한 수학식 2를 이용하여 유도할 수 있다. 이 때, 만약 직선상에 있는 2 개의 컨트롤 포인트만 가용한 경우, 즉, CP0와 CP1 또는 CP1과 CP2의 주변블록들이 유효한 경우, 상술한 수학식 3에 기반하여 재구성된 좌표에 대한 움직임 벡터를 유도할 수도 있다.
도 9는 좌표 확장을 위한 현재 블록과 주변 블록의 기준점 설정의 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 현재 블록에 인접한 주변 블록의 좌표와 현재 블록의 컨트롤 포인트의 좌표 설정에 따라, 유도되는 움직임 벡터가 달라질 수 있다. 예를 들어, 기준점 (O, 0)은 좌상측 주변 블록(서브블록)의 좌상단 샘플 포지션으로 설정될 수 있고, 센터 또는 센터 우하측 샘플 포지션으로 설정될 수 있다. 이 경우 현재 블록 내의 각 샘플 및 서브블록의 좌표는 상기 기준점에 따라 달라지게 되고, 컨트롤 포인트들의 좌표 달라지게 된다. 이 경우 상술한 수학식 2 또는 3에 기반하되 변경된 좌표를 반영하여 현재 블록 내 각 좌표에 따른 움직임 벡터를 구할 수 있다. 이 경우 현재 블록 내의 각 컨트롤 포인트에 대한 움직임 벡터를 구한 후 이를 기반으로 변형 예측 모델 식을 다시 도출할 수도 있고, 또는 변경된 좌표를 기반으로 현재 블록 내의 샘플 단위 또는 서브블록 단위의 움직임 벡터를 바로 구할 수도 있다.
구체적으로 (a)를 예를 들면, 각 컨트롤 포인트에 인접한 주변 후보 블록들을 포함하도록 블록 크기를 확장했을 때, 확장된 좌표에 따른 주변 후보 블록들에 대한 좌표가 각각 (0, 0), (S+4, 0), (0, S+4)가 될 수 있다. 여기서 주변 후보 블록들 각각에 대한 움직임 벡터가 해당 좌표들을 대표 좌표로 하여 존재한다고 가정하면, 현재 블록의 각 컨트롤 포인트에 대한 움직임 벡터는 상술한 수학식 2를 기반으로 다음과 같이 정리될 수 있다.
Figure PCTKR2016002961-appb-M000004
나머지 (b) 내지 (f)의 경우 또한 변경된 좌표를 기반으로 마찬가지의 방법으로 각 컨트롤 포인트에서의 움직임 벡터를 유도할 수도 있고, 또는 변경된 좌표를 기반으로 현재 블록 내의 샘플 단위 또는 서브블록 단위의 움직임 벡터를 바로 구할 수도 있다.
한편, 현재 블록의 각 컨트롤 포인트마다 복수의 주변 블록들이 후보 블록들로 존재할 수도 있다. 이 경우 후보 블록들 간 우선순위에 따라 가용성(availability) 체크를 수행할 수 있다.
도 10은 현재 블록의 각 컨트롤 포인트에 대한 주변 블록들을 예시적으로 나타낸다.
도 10을 참조하면, 현재 블록(1000)의 CP0을 위한 주변 후보 블록들은 현재 블록(1000)의 좌상측 주변 블록(upper left neighboring block, 1011), 좌측 주변 블록(1012), 상측 주변 블록(1013)을 포함할 수 있다. 여기서 좌측 주변 블록(1012)은 현재 블록(1000)의 좌측 경계(left boundary)에 인접한 좌측 블록들 중 가장 상측에 위치한 블록일 수 있고, 상측 주변 블록(1013)은 현재 블록(1000)의 상측 경계(upper boundary)에 인접한 상측 블록들 중 가장 좌측에 위치한 블록일 수 있다. 상기 후보 블록들의 가용성 체크 순서는 다양하게 적용될 수 있으며, 예를 들어 좌상측 주변 블록(1011), 좌측 주변 블록(1012), 상측 주변 블록(1013) 순서로 가용성 체크를 수행할 수 있고, 또는 좌측 주변 블록(1012), 좌상측 주변 블록(1011), 상측 주변 블록(1013)의 순서로 가용성 체크를 수행할 수도 있다.
또한, 현재 블록(1000)의 CP1을 위한 주변 후보 블록들은 현재 블록(1000)의 우상측 주변 블록(upper right neighboring block, 1021) 및 상측 주변 블록(1022)를 포함할 수 있다. 여기서 상측 주변 블록(1022)는 현재 블록(1000)의 상기 상측 경계에 인접한 상기 상측 블록들 중 가장 우측에 위치한 블록일 수 있다. 상기 후보 블록들의 가용성 체크 순서는 다양하게 적용될 수 있으며, 예를 들어 우상측 주변 블록(1021), 상측 주변 블록(1022) 순서로 가용성 체크를 수행할 수 있고, 또는 상측 주변 블록(1022), 우상측 주변 블록(1021)의 순서로 가용성 체크를 수행할 수도 있다.
또한, 현재 블록(1000)의 CP2를 위한 주변 후보 블록들은 현재 블록(1000)의 좌하측 주변 블록(lower left neighboring block, 1031) 및 좌측 주변 블록(1032)를 포함할 수 있다. 여기서 좌측 주변 블록(1032)는 현재 블록(1000)의 상기 좌측 경계에 인접한 상기 좌측 블록들 중 가장 하측에 위치한 블록일 수 있다. 상기 후보 블록들의 가용성 체크 순서는 다양하게 적용될 수 있으며, 예를 들어 좌하측 주변 블록(1031), 좌측 주변 블록(1032) 순서로 가용성 체크를 수행할 수 있고, 또는 좌측 주변 블록(1032), 좌하측 주변 블록(1031)의 순서로 가용성 체크를 수행할 수도 있다.
한편 주변 후보 블록들의 적합성 여부를 판단하기 위한 가용성 체크(availability check)는 다음과 같은 조건들 중 적어도 하나를 기반으로 수행될 수 있다.
- 주변 후보 블록이 존재할 경우 적용한다. 예를 들어, 주변 후보 블록의 위치가 픽처 내 및/또는 슬라이스 내에 존재하고, 해당 주변 후보 블록은 코딩 순서 상 참조 가능한 블록이어야 한다. 예를 들어, 주변 후보 블록이 가용하지 않은 경우로는 해당 주변 블록의 위치가 현재 픽처의 외곽에 위치하는 경우(예를 들어 현재 블록이 현재 픽처의 좌측 경계에 인접하여 위치하는 경우에 현재 블록의 좌상측 주변 블록 또는 좌하측 주변 블록은 가용하지 않다고 판단될 수 있다), 또는 해당 주변 블록이 현재 블록과 다른 슬라이스 또는 타일에 위치하는 경우 등이 있을 수 있다. 여기서 슬라이스라 함은 정수개의 CTU들의 시퀀스일 수 있다. 슬라이스는 내의 상기 CTU들은 하나의 독립(independent) 슬라이스 세그먼트와 순차적인(subsequent) 종속(dependent) 슬라이스 세그먼트들에 포함될 수 있다. 타일은 CTU(CTB)들을 포함하는 사각 영역(rectangular region)이다. 상기 사각 영역은 픽처 내의 특정 타일 열 및 특정 타일 행을 기반으로 구분될 수 있다.
- 후보 블록이 인터 모드인 경우 적용한다. 일 예로, 현재 블록의 3개의 컨트롤 포인트들의 주변 후보 블록들 중 하나라도 인트라 예측 모드로 코딩된 경우, 변형 예측 모델을 현재 블록에 적용하지 않을 수 있다. 이는 주변 후보 블록들 중 하나라도 인트라 예측 모드로 코딩된 경우 현재 블록에 대한 영상의 움직임 경향성을 판단하기 어렵기 때문이다. 다른 예로, 후보 블록들 중 한 블록이 인트라 모드이고 나머지 후보 블록들이 직선상에 놓여있는 CP들을 위한 후보블록들일 경우, 2개의 컨트롤 포인트들만으로 제한적인 변형 예측 모델을 적용할 수도 있다. 이 경우 상술한 바와 같이 수학식 3을 적용할 수 있다.
- 주변 후보 블록들 중 하나라도 변형 예측 모드가 적용된 경우 적용할 수 있다. 주변 후보 블록이 변형 예측 모드로 코딩된 경우, 현재 블록과 해당 주변 후보 블록간 블록의 변형 정보가 비슷할 수 있으므로, 이는 컨트롤 포인트의 움직임 벡터 도출에 적합한 MVP가 될 가능성이 높다.
- 주변 후보 블록의 화면간 예측 방향이 동일한 경우 적용될 수 있다. 예측 방향이 다른 주변 후보 블록의 움직임 벡터는 현재 블록의 변형 정도를 예측함에 있어 정확도가 상대적으로 낮기 때문이다.
한편, 현재 블록에 대한 참조 픽처 인덱스는 인코딩 장치로부터 명시적으로 시그널링될 수도 있고, 또는 주변 후보 블록들을 기반으로 도출될 수도 있다. 가용한 후보 블록들이 동일한 참조 픽처 인덱스를 사용하는 경우 해당 참조 픽처 인덱스를 현재 블록을 위한 참조 픽처 인덱스로 사용할 수 있다. 한편, 가용한 후보 블록들 간 참조 픽처 인덱스가 다른 경우, 다른 참조 픽처들에 대한 움직임 벡터들로부터 현재 블록의 변형 정보를 예측하면 그 정확도가 낮을 수 있다. 따라서, 동일한 참조 픽처 인덱스를 사용하여야 한다. 후보 블록들 간 참조 픽처 인덱스가 다른 경우 현재 블록을 위한 참조 픽처 인덱스는 다음과 같은 방법들 중 하나를 기반으로 유도될 수 있다.
- 현재 블록을 위한 참조 픽처 인덱스는 0으로 고정한다
- 주변 후보 블록들의 동일 참조 픽처 리스트에서의 참조 픽처 인덱스 중 최소값을 사용한다.
- 주변 후보 블록들의 동일 참조 픽처 리스트에서의 참조 픽처 인덱스 중 최빈값을 사용한다.
이 경우, 유도된 참조 픽처 인덱스에 따라 후보 블록의 움직임 벡터를 POC 거리를 고려하여 스케일링하여 사용할 수 있다. 이 경우 상기 현재 픽처와 상기 후보 블록의 참조 픽처 간의 POC 차이와, 상기 현재 픽처와 상기 현재 블록의 참조 픽처(상기 참조 픽처 인덱스가 가리키는) 간의 POC 차이를 기반으로 상기 후보 블록의 움직임 벡터를 스케일링 할 수 있다.
상술한 방법에 따르면 주변 후보 블록들을 기반으로 현재 블록의 컨트롤 포인트들의 (변형 예측) 움직임 벡터들을 구할 수 있으며, 상기 컨트롤 포인트들의 움직임 벡터들을 기반으로 현재 블록의 서브 블록들 또는 샘플 포인트들에 대한 (변형 예측) 움직임 벡터들을 효율적으로 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 현재 블록의 움직임 벡터들을 기반으로 현재 블록에 대한 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처 상에서 참조 영역을 도출할 수 있으며, 상기 참조 영역 내 복원 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들 및 복원 샘플들을 생성할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 비디오 인코딩 방법의 일 예를 개략적으로 나타낸다. 도 11에서 개시된 방법은 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다.
도 11을 참조하면, 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 컨트롤 포인트(control point, CP)들을 도출한다(S1100). 상기 CP들을 2개가 사용될 수 있고 또는 3개가 사용될 수 있다.
일 예로, 상기 CP들의 개수는 2개일 수 있다. 이 경우 만약 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)이고, 상기 현재 블록의 높이 및 너비는 S인 경우, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (S, 0)일 수 있다.
다른 예로, 상기 CP들의 개수는 3개일 수 있다. 이 경우 만약 현재 블록의 좌상단 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)이고, 상기 현재 블록의 높이 및 너비는 S인 경우, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (S, 0)이고, CP2의 좌표는 (0, S)일 수 있다. 한편, 만약 상기 현재 블록의 높이는 S 너비는 W인 경우, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (W, 0)이고, CP2의 좌표는 (0, H)일 수 있다.
인코딩 장치는 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득한다(S1110). 일 예로, 인코딩 장치는 주변 후보 블록들을 기반으로 미리 정의된 방법에 따라 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득할 수 있다. 즉, 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 상기 현재 블록의 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 도출될 수 있다. 이 경우, 상기 CP들 각각에 인접한 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로, 해당 CP에 대한 움직임 벡터가 획득될 수 있다.
다른 예로, 인코딩 장치는 움직임 추정(motion estimation)을 기반으로 상기 CP들에 대한 최적의 움직임 벡터들을 검출할 수도 있다.
인코딩 장치는 상기 획득된 움직임 벡터들을 기반으로 상기 현재 블록 내 서브블록 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출한다(S1120). 인코딩 장치는 본 발명에 따른 변형 예측 모델에 따라 현재 블록 내 서브블록 단위 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출하고 이를 통하여 보다 정확한 인터 예측을 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 CP들의 개수가 2개인 경우, 상기 현재 블록 내 상기 서브블록 또는 상기 샘플 단위의 움직임 벡터는 상술한 수학식 3을 기반으로 도출될 수 있다. 이 경우 상기 수학식 3을 기반으로 vx, vy를 계산할 수 있으며, 상기 vx, vy는 현재 블록 내 임의의 (x, y)좌표에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타냄은 상술한 바와 같다.
다른 예로, 상기 CP들의 개수가 3개인 경우, 상기 현재 블록 내 상기 서브블록 또는 상기 샘플 단위의 움직임 벡터는 상술한 수학식 2를 기반으로 도출될 수 있다.
상기 서브블록은 균일한 사이즈를 가질 수 있다. 즉, 상기 서브블록은 n×n 사이즈를 가질 수 있다. 여기서 상기 n은 양의 정수 또는 2의 거듭제곱수(power of 2)일 수 있다. 예를 들어, 상기 n은 4일 수 있다.
상기 서브블록 단위로 움직임 벡터가 도출되는 경우, 일 예로, 상기 서브블록의 좌상단 샘플 포지션 좌표에 대응하는 움직임 벡터가 상기 서브블록에 대한 움직임 벡터로 사용될 수 있다. 다른 예로, 상기 서브블록의 센터 우하측 샘플 포지션에 대응하는 움직임 벡터가 상기 서브블록에 대한 움직임 벡터로 사용될 수도 있다. 여기서 센터 우하측 샘플 포지션은 상술한 바와 같이 서브블록의 센터에 위치한 4개의 샘플들 중 우하측에 위치하는 샘플 포지션을 나타낼 수 있다.
인코딩 장치는 상기 도출된 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성한다(S1130). 만약 현재 블록에 대한 예측 모드가 스킵 모드가 아닌 경우, 인코딩 장치는 원본 픽처의 원본 샘플과 상기 예측 샘플을 기반으로 레지듀얼 샘플(또는 레지듀얼 신호)을 생성할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 예측 모드 및 상기 도출된 움직임 벡터에 관한 정보를 인코딩하여 출력한다(S1140). 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 예측 모드 및 상기 도출된 움직임 벡터에 관한 정보를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크 또는 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송될 수 있다.
비록 도시되지는 않았으나 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플에 관한 정보를 인코딩하여 출력할 수도 있다. 상기 레지듀얼 샘플에 관한 정보는 상기 레지듀얼 샘플에 관한 정보는 상기 레지듀얼 샘플에 관한 변환 계수들을 포함할 수 있다. 도 12는 본 발명에 따른 비디오 디코딩 방법의 일 예를 개략적으로 나타낸다. 도 12에서 개시된 방법은 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다.
도 12를 참조하면, 디코딩 장치는 현재 블록에 대한 컨트롤 포인트(CP)들을 도출한다(S1200). 상기 CP들을 2개가 사용될 수 있고 또는 3개가 사용될 수 있다.
일 예로, 상기 CP들의 개수는 2개일 수 있다. 이 경우 만약 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)이고, 상기 현재 블록의 높이 및 너비는 S인 경우, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (S, 0)일 수 있다.
다른 예로, 상기 CP들의 개수는 3개일 수 있다. 이 경우 만약 현재 블록의 좌상단 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)이고, 상기 현재 블록의 높이 및 너비는 S인 경우, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (S, 0)이고, CP2의 좌표는 (0, S)일 수 있다. 한편, 만약 상기 현재 블록의 높이는 S 너비는 W인 경우, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (W, 0)이고, CP2의 좌표는 (0, H)일 수 있다.
디코딩 장치는 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 도출 및 획득한다(S1210).
상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 상기 현재 블록의 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 도출될 수 있다. 이 경우, 상기 CP들 각각에 인접한 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로, 해당 CP에 대한 움직임 벡터가 획득될 수 있다.
예를 들어, 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 주변 후보 블록들을 도출할 수 있다. 이 경우, 상기 주변 후보 블록들은 좌상측 주변 블록, 우상측 주변 블록 및 좌하측 주변 블록을 포함할 수 있다.
일 예로, CP0의 움직임 벡터는 상기 좌상측 주변 블록을 기반으로 획득되고, 상기 CP1의 움직임 벡터는 상기 우상측 주변 블록을 기반으로 획득되고, 상기 CP2의 움직임 벡터는 상기 좌하측 주변 블록을 기반으로 획득될 수 있다.
다른 예로, 상기 도 9에 대한 설명에서 상술한 바와 같이 상기 좌상측 주변 블록의 좌상단 샘플 포지션 또는 센터 우하측 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)으로 재설정되고, 상기 재설정된 좌표 및 상기 주변 후보 블록들의 움직임 벡터들을 기반으로, 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득할 수도 있다.
또 다른 예로, 디코딩 장치는 좌상측 주변 블록, 제1 좌측 주변 블록 및 제1 상측 주변 블록을 포함하는 주변 블록 그룹0을 기반으로 CP0에 대한 움직임 벡터0를 도출하고, 우상측 주변 블록 및 제2 상측 주변 블록을 포함하는 주변 블록 그룹1을 기반으로 CP1에 대한 움직임 벡터1을 도출하고, 그리고 좌하측 주변 블록 및 제2 좌측 주변 블록을 포함하는 주변 블록 그룹2를 기반으로, CP2에 대한 움직임 벡터2를 도출할 수도 있다. 여기서 상기 제1 좌측 주변 블록은 현재 블록의 좌측 경계(left boundary)에 인접한 좌측 주변 블록들 중 가장 상측에 위치한 블록이고, 상기 제1 상측 주변 블록은 상기 현재 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 블록들 중 가장 좌측에 위치한 블록이고, 상기 제2 상측 주변 블록은 상기 현재 블록의 상기 상측 경계에 인접한 상기 상측 주변 블록들 중 가장 우측에 위치한 블록이고, 상기 제2 좌측 주변 블록은 상기 현재 블록의 상기 좌측 경계에 인접한 상기 좌측 주변 블록들 중 가장 상측에 위치한 블록일 수 있다.
이 경우 디코딩 장치는 후보 블록들 간 미리 정의된 우선 순서를 기반으로 순차적으로 가용성 여부를 판단하고, 가용한 후보 블록의 움직임 벡터를 기반으로 해당 CP의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 좌상측 주변 블록, 상기 제1 좌측 주변 블록 및 상기 제1 상측 주변 블록에 대하여 미리 정의된 제1 우선 순서에 따라 순차적으로 가용성 여부를 판단하고, 상기 우상측 주변 블록 및 상기 제2 상측 주변 블록에 대하여 미리 정의된 제2 우선 순서에 따라 순차적으로 가용성 여부를 판단하고, 상기 좌하측 주변 블록 및 상기 제2 좌측 주변 블록에 대하여 미리 정의된 제3 우선 순서에 따라 순차적으로 가용성 여부를 판단할 수도 있다.
디코딩 장치는 상기 획득한 움직임 벡터들을 기반으로 상기 현재 블록 내 서브블록 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출한다(S1220).
디코딩 장치는 본 발명에 따른 변형 예측 모델에 따라 현재 블록 내 서브블록 단위 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출하고 이를 통하여 보다 정확한 인터 예측을 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 CP들의 개수가 2개인 경우, 상기 현재 블록 내 상기 서브블록 또는 상기 샘플 단위의 움직임 벡터는 상술한 수학식 3을 기반으로 도출될 수 있다. 이 경우 상기 수학식 3을 기반으로 vx, vy를 계산할 수 있으며, 상기 vx, vy는 현재 블록 내 임의의 (x, y)좌표에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타냄은 상술한 바와 같다.
다른 예로, 상기 CP들의 개수가 3개인 경우, 상기 현재 블록 내 상기 서브블록 또는 상기 샘플 단위의 움직임 벡터는 상술한 수학식 2를 기반으로 도출될 수 있다.
상기 서브블록은 균일한 사이즈를 가질 수 있다. 즉, 상기 서브블록은 n×n 사이즈를 가질 수 있다. 여기서 상기 n은 양의 정수 또는 2의 거듭제곱수(power of 2)일 수 있다. 예를 들어, 상기 n은 4일 수 있다.
상기 서브블록 단위로 움직임 벡터가 도출되는 경우, 일 예로, 상기 서브블록의 좌상단 샘플 포지션 좌표에 대응하는 움직임 벡터가 상기 서브블록에 대한 움직임 벡터로 사용될 수 있다. 다른 예로, 상기 서브블록의 센터 우하측 샘플 포지션에 대응하는 움직임 벡터가 상기 서브블록에 대한 움직임 벡터로 사용될 수도 있다. 여기서 센터 우하측 샘플 포지션은 상술한 바와 같이 서브블록의 센터에 위치한 4개의 샘플들 중 우하측에 위치하는 샘플 포지션을 나타낼 수 있다.
디코딩 장치는 상기 도출된 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)를 도출한다(S1230). 이 경우 디코딩 장치는 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 참조 픽처를 도출하고, 상기 참조 픽처 상에서 상기 샘플 단위 또는 상기 서브블록 단위로 상기 움직임 벡터가 가리키는 참조 영역을 도출하고, 상기 참조 영역 내의 복원 샘플을 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플로 이용할 수 있다. 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스는 0으로 고정될 수도 있고, 또는 상기 현재 블록의 주변 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 도출될 수 있다. 또는 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스로 주변 후보 블록들의 동일 참조 픽처 리스트에서의 참조 픽처 인덱스 중 최소값이 사용될 수도 있고, 최빈값이 사용될 수도 있다.
디코딩 장치는 상기 예측 샘플을 기반으로 복원 샘플을 생성한다(S1240). 디코딩 장치는 예측 모드에 따라 상기 예측 샘플을 바로 복원 샘플로 이용할 수도 있고, 또는 상기 예측 샘플에 레지듀얼 샘플을 더하여 복원 샘플을 생성할 수도 있다.
비록 도시되지는 않았으나, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 상기 현재 블록에 대한 예측 모드 정보 및 상기 CP들의 움직임 벡터에 관한 정보를 수신 및 파싱할 수 있다. 상기 예측 모드 정보는 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 지시할 수 있다. 예를 들어, 상기 예측 모드는 상기 현재 블록에 스킵 모드, 머지 모드 또는 AVMP 모드가 적용되는지 여부를 나타낼 수 있고, 상기 현재 블록에 변형 예측 모델(모드)이 적용되는지 여부를 나타낼 수도 있다. 상기 CP들의 움직임 벡터에 관한 정보는 상기 CP들의 움직임 벡터들을 지시하기 위한 정보로, 예를 들어 상기 현재 블록의 주변 블록들 중 어느 주변 블록을 이용할지 여부를 지시할 수도 있고, 어떤 방법을 기반으로 상기 CP들을 움직임 벡터가 유도되는지를 지시할 수도 있다.
또한, 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호가 존재하는 경우 상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플에 관한 정보를 수신할 수 있다. 상기 레지듀얼 샘플에 관한 정보는 상기 레지듀얼 샘플에 관한 변환 계수들을 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플(또는 레지듀얼 샘플 어레이)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 예측 샘플과 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 샘플을 생성할 수 있고, 상기 복원 샘플을 기반으로 복원 블록 또는 복원 픽처를 도출할 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 인코딩 장치에 포함되는 예측부에 대한 블록도를 개략적으로 나타낸다.
도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 인코딩 장치에 포함되는 예측부(1300)는 예측 모드 결정부(1310), 움직임 벡터 도출부(1320) 및 예측 샘플 도출부(1330)을 포함할 수 있다.
예측 모드 결정부(1310)는 현재 블록을 위한 인터 예측 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 예측 모드 결정부(1310)는 현재 블록에 머지 모드 또는 AMVP 모드가 적용되는지 여부를 결정할 수 있고, 상술한 변형 예측 모드가 적용되는지 여부를 결정할 수 있다. 예측 모드 결정부(1310)는 다양한 예측 모드에 따른 RD 코스트를 기반으로 최적의 예측 모드를 결정할 수 있다.
움직임 벡터 도출부(1320)는 상기 현재 블록에 대한 적어도 하나의 움직임 벡터를 도출한다. 움직임 벡터 도출부(1330)는 움직임 추정(motion estimation)을 통하여 참조 픽처 상의 참조 영역을 찾을 수 있다. 또는 움직임 벡터 도출부(1330) 정해진 알고리즘에 따라 제한된 움직임 벡터 후보들 중 최적의 움직임 벡터 후보를 도출할 수도 있다.
움직임 벡터 도출부(1320)는 상기 현재 블록에 상기 변형 예측 모드가 적용되는 경우, 현재 블록에 대한 컨트롤 포인트(CP)들을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 CP들은 2개가 사용될 수 있고, 또는 3개가 사용될 수 있다. 즉, 움직임 벡터 도출부(1320) 현재 블록에 대하여 사용되는 CP들의 개수를 결정할 수 있다.
일 예로, 2개의 CP들이 사용되는 경우, 만약 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)이고 상기 현재 블록의 높이 및 너비이라면, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (S, 0)일 수 있다.
다른 예로, 3개의 CP들이 사용되는 경우만약 현재 블록의 좌상단 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)이고, 상기 현재 블록의 높이 및 너비는 S이라면, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (S, 0)이고, CP2의 좌표는 (0, S)일 수 있다. 한편, 만약 상기 현재 블록의 높이는 S 너비는 W인 경우, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (W, 0)이고, CP2의 좌표는 (0, H)일 수 있다.
움직임 벡터 도출부(1320)는 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 도출 및 획득할 수 있다. 움직임 벡터 도출부(1320)는 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 도출할 수 있다. 이 경우 움직임 벡터 도출부(1320)는 상기 CP들 각각에 인접한 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로, 해당 CP에 대한 움직임 벡터를 획득될 수 있다.
예를 들어, 움직임 벡터 도출부(1320)는 상기 현재 블록에 대한 주변 후보 블록들을 도출할 수 있다. 이 경우, 상기 주변 후보 블록들은 좌상측 주변 블록, 우상측 주변 블록 및 좌하측 주변 블록을 포함할 수 있다.
일 예로, CP0의 움직임 벡터는 상기 좌상측 주변 블록을 기반으로 획득되고, 상기 CP1의 움직임 벡터는 상기 우상측 주변 블록을 기반으로 획득되고, 상기 CP2의 움직임 벡터는 상기 좌하측 주변 블록을 기반으로 획득될 수 있다.
다른 예로, 상기 도 9에 대한 설명에서 상술한 바와 같이 상기 좌상측 주변 블록의 좌상단 샘플 포지션 또는 센터 우하측 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)으로 재설정되고, 상기 재설정된 좌표 및 상기 주변 후보 블록들의 움직임 벡터들을 기반으로, 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득할 수도 있다.
또 다른 예로, 움직임 벡터 도출부(1320)는 좌상측 주변 블록, 제1 좌측 주변 블록 및 제1 상측 주변 블록을 포함하는 주변 블록 그룹0을 기반으로 CP0에 대한 움직임 벡터0를 도출하고, 우상측 주변 블록 및 제2 상측 주변 블록을 포함하는 주변 블록 그룹1을 기반으로 CP1에 대한 움직임 벡터1을 도출하고, 그리고 좌하측 주변 블록 및 제2 좌측 주변 블록을 포함하는 주변 블록 그룹2를 기반으로, CP2에 대한 움직임 벡터2를 도출할 수도 있다. 여기서 상기 제1 좌측 주변 블록은 현재 블록의 좌측 경계(left boundary)에 인접한 좌측 주변 블록들 중 가장 상측에 위치한 블록이고, 상기 제1 상측 주변 블록은 상기 현재 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 블록들 중 가장 좌측에 위치한 블록이고, 상기 제2 상측 주변 블록은 상기 현재 블록의 상기 상측 경계에 인접한 상기 상측 주변 블록들 중 가장 우측에 위치한 블록이고, 상기 제2 좌측 주변 블록은 상기 현재 블록의 상기 좌측 경계에 인접한 상기 좌측 주변 블록들 중 가장 상측에 위치한 블록일 수 있다.
이 경우 움직임 벡터 도출부(1320)는 후보 블록들 간 미리 정의된 우선 순서를 기반으로 순차적으로 가용성 여부를 판단하고, 가용한 후보 블록의 움직임 벡터를 기반으로 해당 CP의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터 도출부(1320)는 상기 좌상측 주변 블록, 상기 제1 좌측 주변 블록 및 상기 제1 상측 주변 블록에 대하여 미리 정의된 제1 우선 순서에 따라 순차적으로 가용성 여부를 판단하고, 상기 우상측 주변 블록 및 상기 제2 상측 주변 블록에 대하여 미리 정의된 제2 우선 순서에 따라 순차적으로 가용성 여부를 판단하고, 상기 좌하측 주변 블록 및 상기 제2 좌측 주변 블록에 대하여 미리 정의된 제3 우선 순서에 따라 순차적으로 가용성 여부를 판단할 수도 있다.
움직임 벡터 도출부(1320)는 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 기반으로 상기 현재 블록 내 서브블록 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출한다. 움직임 벡터 도출부(1320)는 본 발명에 따른 변형 예측 모델에 따라 현재 블록 내 서브블록 단위 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출하고 이를 통하여 보다 정확한 인터 예측을 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 CP들의 개수가 2개인 경우, 움직임 벡터 도출부(1320)는 상기 현재 블록 내 상기 서브블록 또는 상기 샘플 단위의 움직임 벡터를 상술한 수학식 3을 기반으로 도출할 수 있다. 이 경우 상기 수학식 3을 기반으로 vx, vy를 계산할 수 있으며, 상기 vx, vy는 현재 블록 내 임의의 (x, y)좌표에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타냄은 상술한 바와 같다.
다른 예로, 상기 CP들의 개수가 3개인 경우, 움직임 벡터 도출부(1320)는 상기 현재 블록 내 상기 서브블록 또는 상기 샘플 단위의 움직임 벡터를 상술한 수학식 2를 기반으로 도출할 수도 있다.
예측 샘플 도출부(1330)는 상기 도출된 서브블록 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)를 도출한다.
이 경우 예측 샘플 도출부(1330)는 참조 픽처 상에서 상기 샘플 단위 또는 상기 서브블록 단위로 상기 움직임 벡터가 가리키는 참조 영역을 도출하고, 상기 참조 영역 내의 복원 샘플을 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플로 이용할 수 있다. 이 경우 참조 픽처 리스트 0(L0) 및 참조 픽처 리스트 1(L1) 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 디코딩 장치에 포함되는 예측부(에 대한 블록도를 개략적으로 나타낸다.
도 14을 참조하면, 본 발명에 따른 디코딩 장치에 포함되는 예측부(1400)은 예측 모드 결정부(1410), 움직임 벡터 도출부(1420) 및 예측 샘플 도출부(1430)를 포함할 수 있다.
예측 모드 결정부(1410)는 현재 블록을 위한 예측 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 예측 모드 결정부(1410)는 현재 블록에 머지 모드 또는 AMVP 모드가 적용되는지 여부를 결정할 수 있고, 상술한 변형 예측 모드가 적용되는지 여부를 결정할 수 있다. 예측 모드 결정부(1410)는 미리 정해진 기준 또는 엔트로피 디코딩부를 통하여 비트스트림으로부터 획득한 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수 있다.
움직임 벡터 도출부(1420)는 상기 현재 블록에 대한 적어도 하나의 움직임 벡터를 도출한다.
움직임 벡터 도출부(1420)는 상기 현재 블록에 상기 변형 예측 모드가 적용되는 경우, 현재 블록에 대한 컨트롤 포인트(CP)들을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 CP들은 2개가 사용될 수 있고, 또는 3개가 사용될 수 있다. 즉, 움직임 벡터 도출부(1420) 현재 블록에 대하여 사용되는 CP들의 개수를 결정할 수 있다.
일 예로, 2개의 CP들이 사용되는 경우, 만약 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)이고 상기 현재 블록의 높이 및 너비이라면, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (S, 0)일 수 있다.
다른 예로, 3개의 CP들이 사용되는 경우만약 현재 블록의 좌상단 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)이고, 상기 현재 블록의 높이 및 너비는 S이라면, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (S, 0)이고, CP2의 좌표는 (0, S)일 수 있다. 한편, 만약 상기 현재 블록의 높이는 S 너비는 W인 경우, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (W, 0)이고, CP2의 좌표는 (0, H)일 수 있다.
움직임 벡터 도출부(1420)는 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 도출 및 획득할 수 있다. 움직임 벡터 도출부(1420)는 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 도출할 수 있다. 이 경우 움직임 벡터 도출부(1420)는 상기 CP들 각각에 인접한 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로, 해당 CP에 대한 움직임 벡터를 획득될 수 있다.
예를 들어, 움직임 벡터 도출부(1420)는 상기 현재 블록에 대한 주변 후보 블록들을 도출할 수 있다. 이 경우, 상기 주변 후보 블록들은 좌상측 주변 블록, 우상측 주변 블록 및 좌하측 주변 블록을 포함할 수 있다.
일 예로, CP0의 움직임 벡터는 상기 좌상측 주변 블록을 기반으로 획득되고, 상기 CP1의 움직임 벡터는 상기 우상측 주변 블록을 기반으로 획득되고, 상기 CP2의 움직임 벡터는 상기 좌하측 주변 블록을 기반으로 획득될 수 있다.
다른 예로, 상기 도 9에 대한 설명에서 상술한 바와 같이 상기 좌상측 주변 블록의 좌상단 샘플 포지션 또는 센터 우하측 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)으로 재설정되고, 상기 재설정된 좌표 및 상기 주변 후보 블록들의 움직임 벡터들을 기반으로, 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득할 수도 있다.
또 다른 예로, 움직임 벡터 도출부(1420)는 좌상측 주변 블록, 제1 좌측 주변 블록 및 제1 상측 주변 블록을 포함하는 주변 블록 그룹0을 기반으로 CP0에 대한 움직임 벡터0를 도출하고, 우상측 주변 블록 및 제2 상측 주변 블록을 포함하는 주변 블록 그룹1을 기반으로 CP1에 대한 움직임 벡터1을 도출하고, 그리고 좌하측 주변 블록 및 제2 좌측 주변 블록을 포함하는 주변 블록 그룹2를 기반으로, CP2에 대한 움직임 벡터2를 도출할 수도 있다. 여기서 상기 제1 좌측 주변 블록은 현재 블록의 좌측 경계(left boundary)에 인접한 좌측 주변 블록들 중 가장 상측에 위치한 블록이고, 상기 제1 상측 주변 블록은 상기 현재 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 블록들 중 가장 좌측에 위치한 블록이고, 상기 제2 상측 주변 블록은 상기 현재 블록의 상기 상측 경계에 인접한 상기 상측 주변 블록들 중 가장 우측에 위치한 블록이고, 상기 제2 좌측 주변 블록은 상기 현재 블록의 상기 좌측 경계에 인접한 상기 좌측 주변 블록들 중 가장 상측에 위치한 블록일 수 있다.
이 경우 움직임 벡터 도출부(1420)는 후보 블록들 간 미리 정의된 우선 순서를 기반으로 순차적으로 가용성 여부를 판단하고, 가용한 후보 블록의 움직임 벡터를 기반으로 해당 CP의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터 도출부(1420)는 상기 좌상측 주변 블록, 상기 제1 좌측 주변 블록 및 상기 제1 상측 주변 블록에 대하여 미리 정의된 제1 우선 순서에 따라 순차적으로 가용성 여부를 판단하고, 상기 우상측 주변 블록 및 상기 제2 상측 주변 블록에 대하여 미리 정의된 제2 우선 순서에 따라 순차적으로 가용성 여부를 판단하고, 상기 좌하측 주변 블록 및 상기 제2 좌측 주변 블록에 대하여 미리 정의된 제3 우선 순서에 따라 순차적으로 가용성 여부를 판단할 수도 있다.
움직임 벡터 도출부(1420)는 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 기반으로 상기 현재 블록 내 서브블록 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출한다. 움직임 벡터 도출부(1420)는 본 발명에 따른 변형 예측 모델에 따라 현재 블록 내 서브블록 단위 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출하고 이를 통하여 보다 정확한 인터 예측을 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 CP들의 개수가 2개인 경우, 움직임 벡터 도출부(1420)는 상기 현재 블록 내 상기 서브블록 또는 상기 샘플 단위의 움직임 벡터를 상술한 수학식 3을 기반으로 도출할 수 있다. 이 경우 상기 수학식 3을 기반으로 vx, vy를 계산할 수 있으며, 상기 vx, vy는 현재 블록 내 임의의 (x, y)좌표에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타냄은 상술한 바와 같다.
다른 예로, 상기 CP들의 개수가 3개인 경우, 움직임 벡터 도출부(1420)는 상기 현재 블록 내 상기 서브블록 또는 상기 샘플 단위의 움직임 벡터를 상술한 수학식 2를 기반으로 도출할 수도 있다.
예측 샘플 도출부(1430)는 상기 도출된 서브블록 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)를 도출한다.
이 경우 예측 샘플 도출부(1430)는 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 참조 픽처를 도출하고, 상기 참조 픽처 상에서 상기 샘플 단위 또는 상기 서브블록 단위로 상기 움직임 벡터가 가리키는 참조 영역을 도출하고, 상기 참조 영역 내의 복원 샘플을 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플로 이용할 수 있다. 이 경우 참조 픽처 리스트 0(L0) 및 참조 픽처 리스트 1(L1) 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 상기 L0 또는 L1에 대한 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스는 0으로 고정될 수도 있고, 또는 상기 현재 블록의 주변 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 도출될 수 있다. 또는 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스로 주변 후보 블록들의 동일 참조 픽처 리스트에서의 참조 픽처 인덱스 중 최소값이 사용될 수도 있고, 최빈값이 사용될 수도 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 변형 예측 모델을 통하여 현재 블록에 대한 보다 정확한 움직임 벡터들을 도출할 수 있고, 인터 예측 효율을 상당히 높일 수 있다.
또한, 발명에 따르면 현재 블록에 대한 컨트롤 포인트들의 (변형 예측) 움직임 벡터들을 기반으로 현재 블록의 서브 블록들 또는 샘플 포인트들에 대한 (변형 예측) 움직임 벡터를 효율적으로 도출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 현재 블록 내의 이미지가 평면이동한 경우뿐 아니라, 회전, 줌인, 줌아웃 또는 평현사변형 변형된 경우에 대하여도 (변형 예측) 움직임 벡터들을 통하여 효과적으로 인터 예측을 수행할 수 있다. 이를 통하여 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호를 위한 데이터량을 없애거나 줄일 수 있고, 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다.
본 발명에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.

Claims (15)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오 디코딩 방법에 있어서,
    현재 블록에 대한 컨트롤 포인트(control point, CP)들을 도출하는 단계;
    상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득하는 단계;
    상기 획득된 움직임 벡터들을 기반으로 상기 현재 블록 내 서브블록 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출하는 단계;
    상기 도출된 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플을 도출하는 단계; 및
    상기 예측 샘플을 기반으로 복원 샘플을 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 CP들의 개수는 2개이고,
    상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)이고, 상기 현재 블록의 높이 및 너비는 S인 경우, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (S, 0)인 것을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록 내 상기 서브블록 또는 상기 샘플 단위의 움직임 벡터는 다음 수학식 E1을 기반으로 도출되며,
    Figure PCTKR2016002961-appb-I000001
    (E1)
    여기서, vx, vy는 각각 현재 블록 내 (x, y)좌표에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, vx0, vy0는 각각 CP0의 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, vx1, vy1은 각각 CP1의 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내는 것을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서브블록은 n×n 사이즈를 갖고, 상기 n은 양의 정수인 것을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 n은 4인 것을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 서브블록의 좌상단 샘플 포지션에 대응하는 움직임 벡터가 상기 서브블록에 대한 움직임 벡터로 사용됨을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 서브블록의 센터 우하측 샘플 포지션에 대응하는 움직임 벡터가 상기 서브블록에 대한 움직임 벡터로 사용됨을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 CP들의 개수는 3개이고,
    상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)이고, 상기 현재 블록의 높이 및 너비는 S인 경우, 상기 CP들 중 CP0의 좌표는 (0, 0)이고, CP1의 좌표는 (S, 0)이고, CP2의 좌표는 (0, S)인 것을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 현재 블록 내 상기 서브블록 또는 상기 샘플 단위의 움직임 벡터는 다음 수학식 E2를 기반으로 도출되며,
    Figure PCTKR2016002961-appb-I000002
    (E2)
    여기서, vx, vy는 각각 현재 블록 내 (x, y)좌표에 대한 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, vx0, vy0는 각각 CP0의 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, vx1, vy1은 각각 CP1의 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내고, vx2, vy2는 각각 CP2의 움직임 벡터의 x성분, y성분을 나타내는 것을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득하는 것을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 주변 후보 블록들을 도출하는 단계를 더 포함하되,
    상기 주변 후보 블록들은 좌상측 주변 블록, 우상측 주변 블록 및 좌하측 주변 블록을 포함하고,
    상기 좌상측 주변 블록의 좌상단 샘플 포지션 또는 센터 우하측 샘플 포지션의 좌표가 (0, 0)으로 재설정되고, 상기 재설정된 좌표 및 상기 주변 후보 블록들의 움직임 벡터들을 기반으로, 상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득하는 것을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득하는 단계는
    좌상측 주변 블록, 제1 좌측 주변 블록 및 제1 상측 주변 블록을 포함하는 주변 블록 그룹0을 기반으로 CP0에 대한 움직임 벡터0를 도출하는 단계;
    우상측 주변 블록 및 제2 상측 주변 블록을 포함하는 주변 블록 그룹1을 기반으로 CP1에 대한 움직임 벡터1을 도출하는 단계; 및
    좌하측 주변 블록 및 제2 좌측 주변 블록을 포함하는 주변 블록 그룹2를 기반으로, CP2에 대한 움직임 벡터2를 도출하는 단계를 포함하되,
    상기 좌상측 주변 블록, 상기 제1 좌측 주변 블록 및 상기 제1 상측 주변 블록은 미리 정의된 제1 우선 순서에 따라 순차적으로 가용성 여부가 판단되고,
    상기 우상측 주변 블록 및 상기 제2 상측 주변 블록은 미리 정의된 제2 우선 순서에 따라 순차적으로 가용성 여부가 판단되고,
    상기 좌하측 주변 블록 및 상기 제2 좌측 주변 블록은 미리 정의된 제3 우선 순서에 따라 순차적으로 가용성 여부가 판단됨을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 좌측 주변 블록은 현재 블록의 좌측 경계(left boundary)에 인접한 좌측 주변 블록들 중 가장 상측에 위치한 블록이고,
    상기 제1 상측 주변 블록은 상기 현재 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 블록들 중 가장 좌측에 위치한 블록이고,
    상기 제2 상측 주변 블록은 상기 현재 블록의 상기 상측 경계에 인접한 상기 상측 주변 블록들 중 가장 우측에 위치한 블록이고,
    상기 제2 좌측 주변 블록은 상기 현재 블록의 상기 좌측 경계에 인접한 상기 좌측 주변 블록들 중 가장 상측에 위치한 블록인 것을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 예측 샘플은 상기 도출된 움직임 벡터 및 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 도출되며,
    상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스는 상기 현재 블록의 주변 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 도출됨을 특징으로 하는, 디코딩 방법.
  15. 인코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오 인코딩 방법에 있어서,
    현재 블록에 대한 컨트롤 포인트(control point, CP)들을 도출하는 단계;
    상기 CP들에 대한 움직임 벡터들을 획득하는 단계;
    상기 획득된 움직임 벡터들을 기반으로 상기 현재 블록 내 서브블록 또는 샘플 단위의 움직임 벡터를 도출하는 단계;
    상기 도출된 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 단계; 및
    상기 현재 블록에 대한 예측 모드 정보 및 상기 도출된 움직임 벡터에 관한 정보를 인코딩하여 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 인코딩 방법.
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