WO2018062892A1 - 가중치 인덱스에 기초하여 최적의 예측을 수행하는 방법 및 장치 - Google Patents

가중치 인덱스에 기초하여 최적의 예측을 수행하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2018062892A1
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이재호
장형문
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엘지전자(주)
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    • H04N19/96—Tree coding, e.g. quad-tree coding

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for encoding / decoding a video signal, and more particularly, to a method and apparatus for determining an optimal prediction weight under a QuadTree BinaryTree (QTBT) structure and performing inter prediction using the same.
  • QTBT QuadTree BinaryTree
  • Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding.
  • a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
  • Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • the present invention proposes a method of encoding and decoding a video signal more efficiently.
  • the present invention is to provide a method for obtaining an optimal prediction value.
  • the present invention is to provide a method for effectively transmitting a weighted index under a QuadTree BinaryTree (QTBT) structure.
  • QTBT QuadTree BinaryTree
  • the present invention also provides a method of grouping weight indices.
  • the present invention provides a method of improving coding efficiency by grouping weight indices.
  • the present invention also provides a method of performing generalized bidirectional prediction based on the number of pixels in a block.
  • the present invention also provides a method of obtaining or determining a weight index based on at least one of the number of pixels in a block or prediction information of a neighboring block.
  • the present invention also provides a method for performing optimal bidirectional prediction based on at least one of the number of pixels in a block or prediction information of a neighboring block.
  • the present invention may obtain or determine the weight index based on at least one of the QT block size or the BT partition information.
  • the present invention also provides a method of performing optimal bidirectional prediction based on at least one of a QT block size or BT partition information.
  • the present invention also provides a syntax structure for defining the number of threshold pixels.
  • the present invention also provides a syntax structure for defining a critical QT block size.
  • the present invention can improve coding efficiency by grouping weighted indices based on at least one of the number of pixels in a block or prediction information of a neighboring block under a QuadTree BinaryTree (QTBT) structure.
  • QTBT QuadTree BinaryTree
  • the present invention can obtain an improved prediction value by using an adaptive weighting parameter in generalized bidirectional prediction.
  • the present invention by adaptively determining the weight parameters for the L0 predictor and the L1 predictor to obtain a more improved prediction value, it is possible to improve the coding efficiency of the image.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a division structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a prediction unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 is an embodiment to which the present invention is applied and is a diagram for explaining a QTBT (QuadTree BinaryTree) block division structure.
  • QTBT QuadTree BinaryTree
  • FIG. 6 is an embodiment to which the present invention is applied and is a view for explaining a block division structure of QTBT for a luma component and a chroma component.
  • FIG. 7 is a diagram for describing unidirectional inter prediction and bidirectional inter prediction in an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a generalized bidirectional prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of determining an optimal prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of performing an optimal bidirectional prediction using a weighted index according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 illustrates a syntax structure for performing optimal bidirectional prediction using a weighted index according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the necessity of grouping weight indices under a QTBT structure according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a process of performing bidirectional prediction based on at least one of the number of pixels in a block or prediction information of a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 illustrates a syntax structure for defining a threshold pixel number according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 15 illustrates a syntax structure for performing bidirectional prediction based on at least one of the number of pixels in a block or prediction information of a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 16 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and shares a weight index when the critical QT block size is 16 ⁇ 16.
  • FIG. 17 is an embodiment to which the present invention is applied and is a flowchart illustrating a process of performing optimal bidirectional prediction based on at least one of a QT block size or BT partition information.
  • FIG. 18 illustrates a syntax structure for defining a critical QT block size in an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 19 illustrates a syntax structure for performing optimal bidirectional prediction based on at least one of a QT block size or BT partition information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 20 is an embodiment to which the present invention is applied and is a flowchart illustrating a process of performing bidirectional prediction using a weight index determined based on the number of pixels in a block.
  • 21 illustrates a syntax structure for performing bidirectional prediction using a weight index determined based on the number of pixels in a block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 22 illustrates a syntax structure for performing bidirectional prediction using a weight index determined based on at least one of a QT block size or BT partition information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a method of performing bidirectional prediction on a current block using a weighted index, the method comprising: checking whether the number of pixels of the current block is less than or equal to a threshold pixel number; If the number of pixels of the current block is less than or equal to a threshold pixel number, determining a weight index or a weight value of the current block based on the weight index of the neighboring block; Obtaining a bidirectional prediction value for the current block based on a weight index or a weight value of the current block; And reconstructing the current block by using the bidirectional predictive value, wherein the threshold pixel number indicates a maximum number of pixels in a block required to share a weight index between blocks.
  • the method further comprises checking whether there is a neighboring block having a weighted index, if the neighboring block exists
  • the weight index or the weight value of the current block may be determined based on the weight index of the neighboring block.
  • the neighboring block if the neighboring block does not exist, further comprising the step of obtaining a weighted index of the current block from the slice header.
  • the threshold number of pixels is obtained from a slice header or a predetermined value.
  • the present invention provides a method of performing bidirectional prediction on a current block using a weighted index, the method comprising: checking whether the size of the current block is smaller than a threshold QT (quadtree) block size, wherein the threshold QT block size Represents the minimum size of the QT block; Determining whether the current block is binarytree (BT) split when the size of the current block is smaller than the threshold QT block size; Setting at least one of a weight index or a weight value having the same value for the BT blocks when the current block is BT divided; Obtaining a bidirectional prediction value for the current block based on at least one of the weight index or the weight value; And reconstructing the current block by using the bidirectional prediction value.
  • BT binarytree
  • the setting step may include checking whether the current block is the first BT block, and setting at least one of the weight index and the weight value in different ways based on the check result. It is done.
  • the weight index is obtained from a prediction unit, and when the current block is not the first BT block, the weight index is derived from the first BT block. .
  • the threshold QT block size may be obtained from a slice header or a predetermined value.
  • the present invention provides an apparatus for performing bidirectional prediction on a current block by using a weighted index, wherein whether the number of pixels of the current block is less than or equal to a threshold pixel number is determined, and the number of pixels of the current block is a threshold pixel. If the number is less than or equal to the number, the weight index or weight value of the current block is determined based on the weight index of the neighboring block, and based on the weight index or weight value of the current block. Prediction unit; And a reconstruction unit for reconstructing the current block by using the bidirectional prediction value, wherein the threshold number of pixels indicates a maximum number of pixels in a block required to share a weight index between blocks.
  • the inter predictor determines whether a neighboring block having a weighted index exists, and when the neighboring block exists, the current block
  • the weight index or the weight value of is characterized in that determined based on the weight index of the neighboring block.
  • the neighboring block does not exist, characterized in that for obtaining the weighted index of the current block from the slice header.
  • the present invention provides an apparatus for performing bidirectional prediction on a current block using a weighted index, wherein the size of the current block is smaller than a threshold QT (quadtree) block size and the size of the current block is determined. If it is smaller than a critical QT block size, it is determined whether the current block is binarytree (BT) split, and if the current block is BT split, at least one of a weight index or a weight value having the same value for BT blocks is determined.
  • QT quadtree
  • An inter predictor configured to obtain a bidirectional prediction value for the current block based on at least one of the weight index and the weight value; And a reconstruction unit for reconstructing the current block by using the bidirectional predictive value, wherein the threshold QT block size represents a minimum size of a QT block.
  • the inter prediction unit may determine whether the current block is the first BT block, and set at least one of the weight index and the weight value in different ways based on the check result.
  • terms used in the present invention may be replaced for more appropriate interpretation when there are general terms selected to describe the invention or other terms having similar meanings.
  • signals, data, samples, pictures, frames, blocks, etc. may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
  • partitioning, decomposition, splitting, and division may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder 100 may include an image splitter 110, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150, a filter 160, and a decoder.
  • a picture buffer (DPB) 170, an inter predictor 180, an intra predictor 185, and an entropy encoder 190 may be configured.
  • the image divider 110 may divide an input image (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be a Coding Tree Unit (CTU), a Coding Unit (CU), a Prediction Unit (PU), or a Transform Unit (TU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • CU Coding Unit
  • PU Prediction Unit
  • TU Transform Unit
  • the terms are only used for the convenience of description of the present invention, the present invention is not limited to the definition of the terms.
  • the term coding unit is used as a unit used in encoding or decoding a video signal, but the present invention is not limited thereto and may be appropriately interpreted according to the present invention.
  • the encoder 100 may generate a residual signal by subtracting a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185 from the input image signal and generate the residual signal.
  • the dual signal is transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 may generate a transform coefficient by applying a transform technique to the residual signal.
  • the conversion process may be applied to pixel blocks having the same size as the square, or may be applied to blocks of variable size rather than square.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit the quantized coefficients to the entropy encoding unit 190, and the entropy encoding unit 190 may entropy code the quantized signal and output the bitstream.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal may restore the residual signal by applying inverse quantization and inverse transformation through an inverse quantization unit 140 and an inverse transformation unit 150 in a loop.
  • a reconstructed signal may be generated by adding the reconstructed residual signal to a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185.
  • the filtering unit 160 applies filtering to the reconstruction signal and outputs it to the reproduction apparatus or transmits the decoded picture buffer to the decoding picture buffer 170.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer 170 may be used as the reference picture in the inter predictor 180. As such, by using the filtered picture as a reference picture in the inter prediction mode, not only image quality but also encoding efficiency may be improved.
  • the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the inter prediction unit 180 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture.
  • the reference picture used to perform the prediction is a transformed signal that has been quantized and dequantized in units of blocks at the time of encoding / decoding, a blocking artifact or a ringing artifact may exist. have.
  • the inter prediction unit 180 may interpolate the signals between pixels in sub-pixel units by applying a lowpass filter in order to solve performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
  • the subpixel refers to a virtual pixel generated by applying an interpolation filter
  • the integer pixel refers to an actual pixel existing in the reconstructed picture.
  • the interpolation method linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter, or the like may be applied.
  • the interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the precision of prediction.
  • the inter prediction unit 180 generates an interpolation pixel by applying an interpolation filter to integer pixels, and uses an interpolated block composed of interpolated pixels as a prediction block. You can make predictions.
  • the inter prediction unit 180 may perform generalized bidirectional prediction based on the number of pixels in a block.
  • the inter prediction unit 180 may determine a weight index based on at least one of the number of pixels in a block or prediction information of a neighboring block.
  • the inter prediction unit 180 may perform optimal bidirectional prediction based on at least one of the number of pixels in a block or prediction information of a neighboring block.
  • the inter prediction unit 180 may determine the weight index based on at least one of the QT block size or the BT partition information.
  • the inter prediction unit 180 may perform optimal bidirectional prediction based on at least one of the QT block size or the BT partition information.
  • the intra predictor 185 may predict the current block by referring to samples around the block to which current encoding is to be performed.
  • the intra prediction unit 185 may perform the following process to perform intra prediction. First, reference samples necessary for generating a prediction signal may be prepared. The prediction signal may be generated using the prepared reference sample. Then, the prediction mode is encoded. In this case, the reference sample may be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference sample has been predicted and reconstructed, there may be a quantization error. Accordingly, the reference sample filtering process may be performed for each prediction mode used for intra prediction to reduce such an error.
  • a prediction signal generated by the inter predictor 180 or the intra predictor 185 may be used to generate a reconstruction signal or to generate a residual signal.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder 200 includes a parser (not shown), an entropy decoder 210, an inverse quantizer 220, an inverse transformer 230, a filter 240, and a decoded picture buffer (DPB). It may include a decoded picture buffer unit) 250, an inter predictor 260, an intra predictor 265, and a reconstructor (not shown).
  • the decoder 200 may be simply expressed as including a parser (not shown), a block division determiner (not shown), and a decoder (not shown).
  • embodiments applied in the present invention may be performed through the parser (not shown), the block division determiner (not shown), and the decoder (not shown).
  • the decoder 200 may receive a signal output from the encoder 100 of FIG. 1, and may parse or acquire a syntax element through a parser (not shown). The parsed or obtained signal may be entropy decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy decoded signal using the quantization step size information.
  • the inverse transformer 230 inversely transforms a transform coefficient to obtain a residual signal.
  • the reconstruction unit (not shown) generates a reconstructed signal by adding the obtained residual signal to a prediction signal output from the inter prediction unit 260 or the intra prediction unit 265.
  • the filtering unit 240 applies filtering to the reconstructed signal and outputs the filtering to the reproducing apparatus or transmits it to the decoded picture buffer unit 250.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer unit 250 may be used as the reference picture in the inter predictor 260.
  • the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the encoder 100 are respectively the filtering unit 240, the inter prediction unit 260, and the decoder. The same may be applied to the intra predictor 265.
  • the inter predictor 260 may perform generalized bidirectional prediction based on the number of pixels in a block.
  • the inter prediction unit 260 may obtain or determine a weight index based on at least one of the number of pixels in a block or prediction information of a neighboring block.
  • the inter prediction unit 260 may perform optimal bidirectional prediction based on at least one of the number of pixels in a block or prediction information of a neighboring block.
  • the inter prediction unit 260 may obtain or determine a weight index based on at least one of the QT block size or the BT partition information.
  • the inter prediction unit 260 may perform optimal bidirectional prediction based on at least one of the QT block size or the BT partition information.
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through a reproducing apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a division structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder may split one image (or picture) in units of a rectangular Coding Tree Unit (CTU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
  • the size of the CTU may be set to any one of 64x64, 32x32, and 16x16, but the present invention is not limited thereto.
  • the encoder may select and use the size of the CTU according to the resolution of the input video or the characteristics of the input video.
  • the CTU may include a coding tree block (CTB) for a luma component and a coding tree block (CTB) for two chroma components corresponding thereto.
  • One CTU may be decomposed into a quadtree (QT) structure.
  • QT quadtree
  • one CTU may be divided into four units having a square shape and each side is reduced by half in length.
  • the decomposition of this QT structure can be done recursively.
  • a root node of a QT may be associated with a CTU.
  • the QT may be split until it reaches a leaf node, where the leaf node may be referred to as a coding unit (CU).
  • CU coding unit
  • a CU may mean a basic unit of coding in which an input image is processed, for example, intra / inter prediction is performed.
  • the CU may include a coding block (CB) for a luma component and a CB for two chroma components corresponding thereto.
  • CB coding block
  • the size of the CU may be determined as any one of 64x64, 32x32, 16x16, and 8x8.
  • the present invention is not limited thereto, and in the case of a high resolution image, the size of the CU may be larger or more diverse.
  • a CTU corresponds to a root node and has a smallest depth (ie, level 0) value.
  • the CTU may not be divided according to the characteristics of the input image.
  • the CTU corresponds to a CU.
  • the CTU may be decomposed into a QT form, and as a result, lower nodes having a depth of level 1 may be generated. And, a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 1 corresponds to a CU.
  • CU (a), CU (b) and CU (j) corresponding to nodes a, b and j are divided once in the CTU and have a depth of level 1.
  • At least one of the nodes having a depth of level 1 may be split into QT again.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a level 2 depth corresponds to a CU.
  • CU (c), CU (h), and CU (i) corresponding to nodes c, h and i are divided twice in the CTU and have a depth of level 2.
  • At least one of the nodes having a depth of 2 may be divided into QTs.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 3 corresponds to a CU.
  • CU (d), CU (e), CU (f), and CU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in the CTU, and level 3 Has a depth of
  • the maximum size or the minimum size of the CU may be determined according to characteristics (eg, resolution) of the video image or in consideration of encoding efficiency. Information about this or information capable of deriving the information may be included in the bitstream.
  • a CU having a maximum size may be referred to as a largest coding unit (LCU), and a CU having a minimum size may be referred to as a smallest coding unit (SCU).
  • LCU largest coding unit
  • SCU smallest coding unit
  • a CU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information).
  • Each partitioned CU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the CU, the depth information may include information about the size of the CU.
  • the size of the SCU can be obtained by using the size and maximum depth information of the LCU. Or conversely, using the size of the SCU and the maximum depth information of the tree, the size of the LCU can be obtained.
  • information indicating whether the corresponding CU is split may be delivered to the decoder.
  • the information may be defined as a split flag and may be represented by a syntax element "split_cu_flag".
  • the division flag may be included in all CUs except the SCU. For example, if the split flag value is '1', the corresponding CU is divided into four CUs again. If the split flag value is '0', the CU is not divided anymore and the coding process for the CU is not divided. Can be performed.
  • the division process of the CU has been described as an example, but the QT structure described above may also be applied to the division process of a transform unit (TU) which is a basic unit for performing transformation.
  • TU transform unit
  • the TU may be hierarchically divided into a QT structure from a CU to be coded.
  • a CU may correspond to a root node of a tree for a transform unit (TU).
  • the TU divided from the CU may be divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU may be determined by any one of 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4.
  • the present invention is not limited thereto, and in the case of a high resolution image, the size of the TU may be larger or more diverse.
  • information indicating whether the corresponding TU is divided may be delivered to the decoder.
  • the information may be defined as a split transform flag and may be represented by a syntax element "split_transform_flag".
  • the division conversion flag may be included in all TUs except the TU of the minimum size. For example, if the value of the division conversion flag is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the division conversion flag is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • a CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed.
  • a CU may be divided into prediction units (PUs).
  • the PU is a basic unit for generating a prediction block, and may generate different prediction blocks in PU units within one CU.
  • the PU may be divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a prediction unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the PU is divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4A illustrates a PU when an intra prediction mode is used
  • FIG. 4B illustrates a PU when an inter prediction mode is used.
  • one CU may be divided into two types (ie, 2Nx2N or NxN). Can be.
  • the partitioning of the PU may be performed only when the size of the CB for the luma component of the CU is the minimum size (that is, the CU is an SCU).
  • one CU has 8 PU types (ie, 2Nx2N, NxN, 2NxN). , Nx2N, nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD).
  • PU partitioning in the form of NxN may be performed only when the size of the CB for the luma component of the CU is the minimum size (ie, when the CU is an SCU).
  • nLx2N, nRx2N, 2NxnU, and 2NxnD types which are Asymmetric Motion Partition (AMP).
  • 'n' means a 1/4 value of 2N.
  • AMP cannot be used when the CU to which the PU belongs is a CU of the minimum size.
  • an optimal partitioning structure of a coding unit (CU), a prediction unit (PU), and a transformation unit (TU) is subjected to the following process to perform a minimum rate-distortion. It can be determined based on the value. For example, looking at an optimal CU partitioning process in a 64x64 CTU, rate-distortion cost can be calculated while partitioning from a 64x64 CU to an 8x8 CU.
  • the specific process is as follows.
  • the partition structure of the optimal PU and TU that generates the minimum rate-distortion value is determined by performing inter / intra prediction, transform / quantization, inverse quantization / inverse transform, and entropy encoding for a 64x64 CU.
  • the 32x32 CU is subdivided into four 16x16 CUs, and a partition structure of an optimal PU and TU that generates a minimum rate-distortion value for each 16x16 CU is determined.
  • a prediction mode is selected in units of PUs, and prediction and reconstruction are performed in units of actual TUs for the selected prediction mode.
  • the TU means a basic unit in which actual prediction and reconstruction are performed.
  • the TU includes a transform block (TB) for luma components and a TB for two chroma components corresponding thereto.
  • TB transform block
  • the TUs are hierarchically divided into quadtree structures from one CU to be coded.
  • the TU divided from the CU may be divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU may be set to any one of 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, 8 ⁇ 8, and 4 ⁇ 4.
  • a root node of the quadtree is associated with a CU.
  • the quadtree is split until it reaches a leaf node, and the leaf node corresponds to a TU.
  • the CU may not be divided according to the characteristics of the input image.
  • the CU corresponds to a TU.
  • a node ie, a leaf node
  • TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • FIG. 3B TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • a node (ie, a leaf node) that is no longer divided in a lower node having a depth of 2 corresponds to a TU.
  • TU (c), TU (h), and TU (i) corresponding to nodes c, h, and i are divided twice in a CU and have a depth of two.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • TU (d), TU (e), TU (f), and TU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in a CU. Has depth.
  • a TU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information). Each divided TU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the TU, it may include information about the size of the TU.
  • information indicating whether the corresponding TU is split may be delivered to the decoder.
  • This partitioning information is included in all TUs except the smallest TU. For example, if the value of the flag indicating whether to split is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the flag indicating whether to split is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a QTBT (QuadTree BinaryTree) block division structure according to an embodiment to which the present invention may be applied.
  • QTBT QuadTree BinaryTree
  • Quad-Tree Binary-Tree QTBT
  • QTBT refers to a structure of a coding block in which a quadtree structure and a binarytree structure are combined.
  • an image is coded in units of CTUs, the CTU is divided into quadtrees, and the leaf nodes of the quadtrees are additionally divided into binarytrees.
  • the current block may be divided into a QTBT structure. That is, the CTU may first be hierarchically divided into quadtrees. The leaf nodes of the quadtrees, which are no longer divided into quadtrees, may be hierarchically divided into binary trees.
  • the encoder may signal a split flag to determine whether to split the quadtree in the QTBT structure.
  • the quadtree splitting may be adjusted (or limited) by the MinQTLumaISlice, MinQTChromaISlice or MinQTNonISlice values.
  • MinQTLumaISlice represents the minimum size of a luma component quadtree leaf node in I-slice
  • MinQTLumaChromaISlice represents the minimum size of a chroma tree component of chroma component in I-slice
  • MinQTNonISlice represents a non-I Represents the minimum size of a quadtree leaf node in a non I-slice
  • the luma component and the chroma component in the I-slice may have a partition structure that is independent of each other.
  • the partition structure of the luma component and the chroma component may be determined differently.
  • MinQTLumaISlice and MinQTChromaISlice may have different values.
  • the quadtree structure may have the same split structure of the luma component and the chroma component.
  • the quadtree splitting structure of the luma component and the chroma component may be adjusted by the MinQTNonISlice value.
  • the leaf nodes of the quadtree may be divided into binary trees.
  • binary tree splitting may be adjusted (or limited) by MaxBTDepth, MaxBTDepthISliceL, and MaxBTDepthISliceC.
  • MaxBTDepth represents the maximum depth of binary tree splitting based on leaf nodes of the quadtree in non-I-slices
  • MaxBTDepthISliceL represents the maximum depth of binary tree splitting of luma components in I-slices
  • MaxBTDepthISliceC is I Represents the maximum depth of binary tree splitting of chroma components in slices.
  • MaxBTDepthISliceL and MaxBTDepthISliceC may have different values in the I-slice.
  • the BT of the QTBT may be divided in the horizontal or vertical direction. Therefore, it is necessary to signal not only a BT split flag (eg, BinarySplitFlag) indicating whether or not to split BT, but also split direction information (eg, BTSplitMode) on which direction to split when BT is split.
  • a BT split flag eg, BinarySplitFlag
  • split direction information eg, BTSplitMode
  • the QTBT structure may signal split direction information BTSplitMode. For example, if the BTSplitMode is 0, it can be split horizontally. If the BTSplitMode is 1, it can be split vertically.
  • a quadtree structure and a binary tree structure may be used together, and in this case, the following rules may be applied.
  • MaxBTSize is less than or equal to MaxQTSize.
  • MaxBTSize represents the maximum size of the binary tree split and MaxQTSize represents the maximum size of the quadtree split.
  • the leaf node of QT becomes the root of BT.
  • BT defines a vertical split and a horizontal split.
  • MaxQTDepth and MaxBTDepth are predefined.
  • MaxQTDepth represents the maximum depth of quadtree splitting
  • MaxBTDepth represents the maximum depth of binary tree splitting.
  • MaxBTSize and MinQTSize may vary depending on the slice type.
  • FIG. 6 is an embodiment to which the present invention may be applied and is a diagram for comparing and comparing a division structure of QTBT for a luma component and a chroma component.
  • Fig. 6 (a) shows the division structure of QTBT for the luma component
  • Fig. 6 (b) shows the division structure of QTBT for the chroma component.
  • Leaf nodes of the quadtree divided into quadtree structures may be divided into binary trees.
  • the luma component and the chroma component in the I-slice may have different partition structures.
  • FIG. 7 is a diagram for describing unidirectional inter prediction and bidirectional inter prediction in an embodiment to which the present invention is applied.
  • Inter prediction is a uni-directional prediction that uses only one past or future picture as a reference picture on the time axis for one block, and bi-directional prediction that simultaneously refers to past and future pictures. Can be divided.
  • FIG. 7 (a) shows uni-directional prediction
  • FIG. 7 (b) shows bi-directional prediction
  • a current picture exists at time T0 and refers to a picture at time (T-2) for inter prediction.
  • the current picture is present at time T0 and two pictures are referred to at the time (T-2) and the picture at time T1 for inter prediction.
  • uni-directional prediction includes forward direction prediction using one reference picture displayed (or output) before the current picture in time and 1 displayed (or output) after the current picture in time. It can be divided into backward direction prediction using two reference pictures.
  • the motion parameter (or information) used to specify which reference region (or reference block) is used to predict the current block in the inter prediction process is determined by using an inter prediction mode (where
  • the inter prediction mode may indicate a reference direction (ie, unidirectional or bidirectional) and a reference list (ie, L0, L1, or bidirectional), a reference index (or reference picture index or reference list index), Contains motion vector information.
  • the motion vector information may include a motion vector, a motion vector prediction (MVP), or a motion vector difference (MVD).
  • the motion vector difference value means a difference value between the motion vector and the motion vector prediction value.
  • motion parameters for one direction are used. That is, one motion parameter may be needed to specify the reference region (or reference block).
  • Bidirectional prediction uses motion parameters for both directions.
  • up to two reference regions may be used.
  • the two reference regions may exist in the same reference picture or may exist in different pictures, respectively. That is, up to two motion parameters may be used in the bidirectional prediction scheme, and two motion vectors may have the same reference picture index or different reference picture indexes. In this case, all of the reference pictures may be displayed (or output) before or after the current picture in time.
  • the encoder performs motion estimation to find the reference region most similar to the current processing block from the reference pictures in the inter prediction process.
  • the encoder may provide a decoder with a motion parameter for the reference region.
  • the encoder or decoder may obtain a reference region of the current processing block using the motion parameter.
  • the reference region exists in a reference picture having the reference index.
  • the pixel value or interpolated value of the reference region specified by the motion vector may be used as a predictor of the current processing block. That is, using motion information, motion compensation is performed to predict an image of a current processing block from a previously decoded picture.
  • a method of acquiring a motion vector prediction value mvp using motion information of previously coded blocks and transmitting only a difference value mvd thereof may be used. That is, the decoder obtains a motion vector prediction value of the current processing block using motion information of other decoded blocks, and obtains a motion vector value for the current processing block using the difference value transmitted from the encoder. In obtaining the motion vector prediction value, the decoder may obtain various motion vector candidate values by using motion information of other blocks that are already decoded, and obtain one of them as the motion vector prediction value.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a generalized bidirectional prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a generalized bidirectional prediction method for obtaining a bidirectional predictor in inter coding.
  • the present invention provides the L0 predictor. By optimally applying weights to the L1 predictor, an optimal prediction value can be obtained.
  • the bidirectional predictor may be obtained by using an adaptive weight as shown in Equation 1 below.
  • P [x] means a predictor at the x position of the current block
  • (1-w) and w denote weight values.
  • the set W of the weight values may be set in an embodiment as shown in Equations 2 to 4 below.
  • Tables 1 to 3 show index binarization schemes for the weight values of Equations 2 to 4, respectively.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of determining an optimal prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention will be described with reference to an encoder.
  • the present invention is not limited thereto and may be performed by a decoder within a range performed by the decoder.
  • the encoder may perform prediction according to a skip mode or a merge mode (S910).
  • the encoder may perform unidirectional prediction in the L0 direction (S920) or unidirectional prediction in the L1 direction (S930).
  • the encoder may perform bidirectional prediction by applying a weight (S940).
  • a weight S940
  • the weight determination method or the bidirectional prediction method described herein may be applied.
  • the steps S910 to S940 are not limited thereto, and the encoder may perform at least one of a skip mode, a merge mode, a L0 unidirectional prediction, an L1 unidirectional prediction, or a weighted bidirectional prediction. .
  • the encoder may determine an optimal prediction value among the prediction values calculated by the aforementioned prediction methods (S950).
  • the optimal prediction value may mean a value that minimizes the difference between the pixel value and the prediction value of the current block, or may mean a value that minimizes a rate-distortion (RD) cost.
  • RD rate-distortion
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of performing an optimal bidirectional prediction using a weighted index according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder performs at least one of a skip mode, a merge mode, an L0 unidirectional prediction, an L1 unidirectional prediction, or a weighted bidirectional prediction, and determines an optimal prediction value therefrom. Can be.
  • a weight may be determined based on any one of Tables 1 to 3.
  • the weight index may be set to 0 to 6, wherein the weight may mean a value corresponding to the weight index.
  • One embodiment of the present invention provides a method for obtaining an optimal prediction value based on weighted bidirectional prediction.
  • the encoder may first set a weight index to 0 (S1010).
  • the encoder may check whether the weight index is smaller than N (S1020). For example, when the weight index of Table 3 is used, the N value may be 7.
  • the encoder may determine a value corresponding to the weight index as a weight value (S1030).
  • the encoder can apply the weight value to the L0 predictor and the L1 predictor (S1040).
  • Equation 1 may be used.
  • the encoder may add 1 to the weight value and perform steps S1020 to S1040 again.
  • the encoder may obtain an optimal prediction value among the prediction values obtained through the loop process (S1060).
  • the optimal prediction value may be calculated based on the weighted L0 predictor and the L1 predictor, and the finally determined weight value means a value that minimizes the difference between the pixel value and the prediction value of the current block, or RD (Rate-Distortion) can mean a value that minimizes the cost.
  • the weight index corresponding to the finally determined weight value may mean an optimal weight index.
  • the encoder may repeatedly perform steps S1020 to S1050 while the weight index has a value of 0 to 6.
  • the present invention is not limited thereto, and the same method may be applied when the indexes of the weights of Tables 1 and 2 are used.
  • FIG. 11 illustrates a syntax structure for performing optimal bidirectional prediction using a weighted index according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • An embodiment of the present invention provides a method for performing bidirectional prediction using a weight index, and provides a method for defining a weight index in a decoder.
  • the decoder can identify which prediction method is used for the current prediction unit. For example, any one of L0 unidirectional prediction, L1 unidirectional prediction, or bi-prediction may be used as the prediction method.
  • inter_pred_idc may mean whether L0 unidirectional prediction, L1 unidirectional prediction or bi-prediction is used for the current prediction unit, and PRED_BI may mean bidirectional prediction.
  • the decoder may extract a weight index (S1120).
  • the weight index may be represented by gbi_idx [x0] [y0].
  • the weight index may be defined according to the embodiment of Tables 1 to 3 above.
  • the decoder may derive a weight value corresponding to the weight index.
  • the decoder may obtain the bidirectional predictor by applying the weight value to the L0 predictor and the L1 predictor.
  • Equation 1 may be used.
  • the decoder may reconstruct the current block using the bidirectional predictor.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the necessity of grouping weight indices under a QTBT structure according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a method of improving coding efficiency by grouping weight indices.
  • GBI Generalized Bi-prediction
  • the weighting index corresponds to relatively large side information, and thus coding efficiency may be impaired.
  • FIG. 12 (a) it can be seen that the region A is additionally divided into four 4x16 BT blocks in a 16x16 QT block.
  • the weight indexes of the BT blocks are similar to each other and have a high probability of having the same weight index. In this case, transmitting the weighted index every four BT blocks will hinder coding efficiency.
  • the present invention provides a method of sharing a single weighting index by grouping coding blocks to more effectively transmit a weight index in consideration of the QTBT structure.
  • the present invention provides a method for performing generalized bidirectional prediction based on the number of pixels in a block.
  • the present invention can define a threshold for the number of pixels in a block in the slice header.
  • this may be referred to as a threshold pixel number, and in some cases, may be referred to in general terms such as a first threshold.
  • the encoder or the decoder may compare the number of pixels of the coding block with the threshold number of pixels. That is, the encoder or the decoder may check whether the number of pixels of the coding block is equal to or smaller than the number of threshold pixels.
  • the coding block may correspond to any one of a CTU, a CU, a PU, a TU, or a block, and may be appropriately interpreted in some cases.
  • the encoder or decoder may not transmit a separate weight index for the coding block. That is, the weighting index of the coding block may be set equal to the weighting index of the neighboring block or derived from the weighting index of the neighboring block. Alternatively, the weight value of the coding block may be directly derived or obtained from the weight value or the weight index of the neighboring block without a weight index. Alternatively, the encoder or decoder may use a predetermined weight index.
  • the encoder may set a weight index for the coding block and transmit it to the decoder.
  • a weight index is transmitted for a block indicated by a thick line, and sub-blocks in the block indicated by a thick line may share one weight index.
  • the one weight index may be a value derived from a neighboring block or already determined.
  • blocks indicated in bold as shown in Table 4 below may share a weight index. That is, when the number of pixels in the block is equal to or smaller than 256, the weighted index may be shared.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a process of performing bidirectional prediction based on at least one of the number of pixels in a block or prediction information of a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a method of determining a weight index based on at least one of the number of pixels in a block or prediction information of a neighboring block.
  • the encoder or the decoder may check whether the number of pixels of the current block is less than or equal to the number of threshold pixels (S1310).
  • step S1310 if the number of pixels of the current block is less than or equal to the number of threshold pixels, the encoder or the decoder may check whether a neighboring block having a weight index (or using) exists or not (S1320).
  • the encoder or the decoder may determine the weight value of the current block based on the weight index of the neighboring block (S1330). For example, the encoder or decoder may set the weight index of the neighboring block as the weight index of the current block, and obtain or derive a weight value corresponding to the weight index of the current block. Alternatively, the weight value corresponding to the weight index of the neighboring block may be set or derived as the weight value of the current block.
  • the encoder or decoder applies the weight value of the current block to at least one of an L0 predictor or an L1 predictor (S1340), and obtains an optimal prediction value using at least one of the weighted L0 predictor or L1 predictor. It may be (S1350).
  • the encoder or decoder may obtain an optimal prediction value through the prediction process of FIG. 10 (S1360).
  • the encoder or the decoder may obtain an optimal prediction value through the prediction process of FIG. 10 (S1360).
  • FIG. 14 illustrates a syntax structure for defining a threshold pixel number according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a syntax structure for defining the number of threshold pixels.
  • the threshold pixel number may mean a threshold value for the number of pixels in the block.
  • the threshold number of pixels may be used to determine whether to set (or transmit) a weight index for a block, or to determine whether to share a weight index.
  • the threshold pixel number may be defined in a slice header, but the present invention is not limited thereto.
  • the threshold pixel number may be a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a coding unit, a prediction unit, or a transform. It may be defined in at least one of the units.
  • the threshold number of pixels may not be transmitted to the syntax element, and may be information already known to the encoder and / or the decoder, or information derived from the encoder and / or the decoder.
  • the decoder may check (or obtain, extract, parse) the number of critical pixels (S1420).
  • the threshold number of pixels may be represented by pix_num_threshold.
  • FIG. 15 illustrates a syntax structure for performing bidirectional prediction based on at least one of the number of pixels in a block or prediction information of a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • An embodiment of the present invention provides a method for performing bidirectional prediction based on at least one of the number of pixels in a block or prediction information of a neighboring block, and provides a method of defining a weight index in a decoder.
  • the decoder can identify which prediction method is used for the current prediction unit. For example, any one of L0 unidirectional prediction, L1 unidirectional prediction, or bi-prediction may be used as the prediction method.
  • inter_pred_idc may mean whether L0 unidirectional prediction, L1 unidirectional prediction or bi-prediction is used for the current prediction unit, and PRED_BI may mean bidirectional prediction.
  • cur_pix_num represents the number of pixels of the current block
  • pix_num_threshold represents the number of threshold pixels.
  • the decoder may check whether there is a neighboring block having a weight index (S1530). For example, if (neighborBlockHasGBiIdx ()) may determine whether there is a neighboring block having a weighted index.
  • neighbourBlockHasGBiIdx () may mean a function or a value indicating whether a neighbor block having a weight index exists.
  • the decoder may determine the weight value of the current block based on the weight index of the neighboring block (S1540). For example, the decoder may set the weight index of the neighboring block to the weight index of the current block.
  • the decoder may acquire or derive a weight value corresponding to the weight index of the current block.
  • the weight value corresponding to the weight index of the neighboring block may be set or derived as the weight value of the current block.
  • the decoder may acquire (extract or parse) a weight index (S1550).
  • the decoder may acquire (extract or parse) the weight index (S1550).
  • the decoder may derive a weight value corresponding to the weight index.
  • the decoder may obtain the bidirectional predictor by applying the weight value to the L0 predictor and the L1 predictor.
  • the bidirectional predictor may correspond to an optimal prediction value.
  • the decoder may reconstruct the current block using the bidirectional predictor.
  • FIG. 16 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and shares a weight index when the critical QT block size is 16 ⁇ 16.
  • the present invention provides a method for performing optimal bidirectional prediction based on at least one of a QT block size or BT partition information.
  • One embodiment of the present invention may define a threshold QT block size and determine whether to group weight indices based thereon.
  • the encoder or decoder may determine whether to group weight indices based on block size information.
  • the block size information may include at least one of the size of the current block, the QT block size, and the BT block size.
  • the QT block means a QT-divided sub block
  • the BT block means a BT-divided sub block.
  • the encoder can transmit the threshold QT block size and compare the size of the current block with the threshold QT block size. For example, the encoder can determine whether the size of the current block is smaller than (or less than or equal to) the threshold QT block size.
  • the threshold QT block size may mean the minimum size of the QT block, but the present invention is not limited thereto, and the threshold QT block size may be a value already determined by the encoder and / or decoder.
  • the threshold QT block size may be defined by at least one of height information or width information.
  • the encoder can determine whether the current block is BT split. For example, when the current block is BT divided, the encoder may set the same weight index for the BT blocks. That is, the BT blocks share the same weight index.
  • the encoder may determine whether the current block is BT split. In addition, when the current block is BT divided, the encoder may set the same weight index for the BT blocks. In this case, the BT blocks in one QT block have the same weight index.
  • the weight index may be one of all candidate weight indices or a value that has already been determined.
  • the BT blocks (4x4, 4x8, 4x16, 8x4, 8x8, 8x16, 16x4, 16x8) in the 16x16 QT block may have the same weight index.
  • the BT blocks 4x4, 4x8, and 8x4 in the 8x8 QT block may have the same weight index.
  • the threshold QT block size is 16 ⁇ 16.
  • the BT blocks in the region A may have the same weight index.
  • the BT blocks in the region B may have the same weight index.
  • FIG. 17 is an embodiment to which the present invention is applied and is a flowchart illustrating a process of performing optimal bidirectional prediction based on at least one of a QT block size or BT partition information.
  • the present invention provides a method for performing optimal bidirectional prediction based on at least one of a QT block size or BT partition information.
  • the encoder may check whether the size of the current block is smaller (or smaller than or equal to) the threshold QT block size (S1710).
  • the threshold QT block size may mean the minimum size of the QT block.
  • the threshold QT block size may be defined by at least one of height information or width information.
  • the encoder may check whether the current block is BT split (S1720).
  • step S1710 and step S1720 are described separately, but the present invention is not limited to this, for example, it can be confirmed whether the two steps are satisfied with one condition.
  • the encoder may set at least one of the same weight index or weight value for the BT blocks (S1730). That is, the BT blocks share at least one of the same weight index or weight value.
  • the encoder may apply the weight value of the current block to at least one of an L0 predictor or an L1 predictor (S1740) and obtain an optimal prediction value using at least one of the weighted L0 predictor or L1 predictor. There is (S1750).
  • the encoder may obtain an optimal prediction value through the prediction process of FIG. 10 (S1760).
  • the encoder may acquire an optimal prediction value through the prediction process of FIG. 10 (S1760).
  • FIG. 18 illustrates a syntax structure for defining a critical QT block size in an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a syntax structure for defining a critical QT block size.
  • the threshold QT block size may mean the minimum size of the QT block.
  • the threshold QT block size may be defined by at least one of height information or width information.
  • the threshold QT block size may be used to determine whether to set (or transmit) a weight index for a block, or may be used to determine whether to share a weight index.
  • the threshold QT block size may be defined in a slice header, but the present invention is not limited thereto, and the threshold QT block size may include a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a coding unit, a prediction unit, Or in at least one of the transform units.
  • the threshold QT block size may not be transmitted to the syntax element, and may be information already known to the encoder and / or the decoder, or information derived from the encoder and / or the decoder.
  • the decoder may check (or obtain, extract, parse) the critical QT block size (S1820).
  • the threshold QT block size may be represented by QT_size_threshold.
  • FIG. 19 illustrates a syntax structure for performing optimal bidirectional prediction based on at least one of a QT block size or BT partition information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a method of performing optimal bidirectional prediction based on at least one of a QT block size or BT partition information, and provides a method of defining a weight index in a decoder.
  • the decoder can identify which prediction method is used for the current prediction unit. For example, any one of L0 unidirectional prediction, L1 unidirectional prediction, or bi-prediction may be used as the prediction method.
  • inter_pred_idc may mean whether L0 unidirectional prediction, L1 unidirectional prediction or bi-prediction is used for the current prediction unit, and PRED_BI may mean bidirectional prediction.
  • the decoder may check whether at least one of a current block size is smaller than (or smaller than or equal to) a critical QT block size or whether the current block is BT split. (S1920).
  • the decoder may set at least one of the same weight index or weight value for the BT blocks. That is, the BT blocks share at least one of the same weight index or weight value.
  • the decoder may check whether the current block is the first BT block (S1930). For example, if (isFirstBtBlkOfThisQtBlk) can determine whether the current block is the first BT block.
  • the decoder may acquire (or extract) the weight index (S1940).
  • the BT blocks in the current block may share the weight index. That is, the same weight value corresponding to the weight index is used.
  • the weight index of the current block may be derived from the first BT block (S1950).
  • the decoder may acquire (extract or parse) a weight index (S1960).
  • the decoder may derive a weight value corresponding to the weight index.
  • the decoder may obtain the bidirectional predictor by applying the weight value to the L0 predictor and the L1 predictor.
  • the bidirectional predictor may correspond to an optimal prediction value.
  • the decoder may reconstruct the current block using the bidirectional predictor.
  • BTs having sizes shown in bold are the same weight as shown in Table 6 below. It has an index or weight value.
  • 20 is an embodiment to which the present invention is applied and is a flowchart illustrating a process of performing bidirectional prediction using a weight index determined based on the number of pixels in a block.
  • the present invention provides a method for performing bidirectional prediction using a weight index determined based on the number of pixels in a block.
  • the encoder or the decoder may check whether the number of pixels of the current block is less than or equal to the number of threshold pixels (S2010).
  • the encoder or the decoder may determine the weight value of the current block based on a predetermined weight index (S2020). For example, the encoder or decoder may set a predetermined weight index as a weight index of the current block, and obtain or derive a weight value corresponding to the weight index of the current block. Alternatively, a weight value corresponding to the predetermined weight index may be set or derived as a weight value of the current block.
  • the encoder or decoder applies the weight value of the current block to at least one of an L0 predictor or an L1 predictor (S2030), and obtains an optimal prediction value using at least one of the weighted L0 predictor or L1 predictor. It may be (S2040).
  • the encoder or decoder may obtain an optimal prediction value through the prediction process of FIG. 10 (S2050).
  • 21 illustrates a syntax structure for performing bidirectional prediction using a weight index determined based on the number of pixels in a block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • An embodiment of the present invention provides a method of performing bidirectional prediction based on the number of pixels in a block, and provides a method of defining a weight index in a decoder.
  • the decoder can identify which prediction method is used for the current prediction unit. For example, any one of L0 unidirectional prediction, L1 unidirectional prediction, or bi-prediction may be used as the prediction method.
  • inter_pred_idc may mean whether L0 unidirectional prediction, L1 unidirectional prediction or bi-prediction is used for the current prediction unit, and PRED_BI may mean bidirectional prediction.
  • cur_pix_num represents the number of pixels of the current block
  • pix_num_threshold represents the number of threshold pixels.
  • the decoder may determine the weight value of the current block based on the predetermined weight index (S2130). For example, the decoder may set the predetermined weight index as a weight index of the current block.
  • the decoder may acquire or derive a weight value corresponding to the weight index of the current block.
  • a weight value corresponding to the predetermined weight index may be set or derived as a weight value of the current block.
  • the decoder may acquire (extract or parse) a weight index.
  • the decoder may derive a weight value corresponding to the weight index.
  • the decoder may obtain the bidirectional predictor by applying the weight value to the L0 predictor and the L1 predictor.
  • the bidirectional predictor may correspond to an optimal prediction value.
  • the decoder may reconstruct the current block using the bidirectional predictor.
  • FIG. 22 illustrates a syntax structure for performing bidirectional prediction using a weight index determined based on at least one of a QT block size or BT partition information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a method of performing optimal bidirectional prediction based on at least one of a QT block size or BT partition information, and provides a method of defining a weight index in a decoder.
  • the decoder can identify which prediction method is used for the current prediction unit. For example, any one of L0 unidirectional prediction, L1 unidirectional prediction, or bi-prediction may be used as the prediction method.
  • inter_pred_idc may mean whether L0 unidirectional prediction, L1 unidirectional prediction or bi-prediction is used for the current prediction unit, and PRED_BI may mean bidirectional prediction.
  • the decoder may check at least one of whether the size of the current block is smaller than (or smaller than or equal to) the critical QT block size or whether the current block is BT split.
  • S2220 There is (S2220).
  • the decoder may set the weight index of the current block by using the predetermined weight index (S2230).
  • the BT blocks may obtain or derive a weight value using the predetermined weight index.
  • the decoder may acquire (extract or parse) a weight index (S2240).
  • the decoder may derive a weight value corresponding to the weight index.
  • the decoder may obtain the bidirectional predictor by applying the weight value to the L0 predictor and the L1 predictor.
  • the bidirectional predictor may correspond to an optimal prediction value.
  • the decoder may reconstruct the current block using the bidirectional predictor.
  • the embodiments described herein may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units illustrated in FIGS. 1 and 2 may be implemented and performed on a computer, a processor, a microprocessor, a controller, or a chip.
  • the decoder and encoder to which the present invention is applied include a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, a real time communication device such as video communication, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providing devices, internet streaming service providing devices, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices, and the like, for processing video and data signals Can be used for
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer readable recording medium includes all kinds of storage devices for storing computer readable data.
  • the computer-readable recording medium may include, for example, a Blu-ray disc (BD), a universal serial bus (USB), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical data storage device. Can be.
  • the computer-readable recording medium also includes media embodied in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet).
  • the bit stream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.

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  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

본 발명은, 가중치 인덱스를 이용하여 현재 블록에 대해 양방향 예측을 수행하는 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은지 여부를 확인하는 단계; 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은 경우, 이웃 블록의 가중치 인덱스에 기초하여 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값을 결정하는 단계; 상기 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 양방향 예측값을 획득하는 단계; 및 상기 양방향 예측값을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하되, 상기 임계 픽셀 개수는 블록 간 가중치 인덱스를 공유하기 위해 필요한 블록 내 최대 픽셀 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

Description

가중치 인덱스에 기초하여 최적의 예측을 수행하는 방법 및 장치
본 발명은 비디오 신호의 인코딩/디코딩 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 QTBT(QuadTree BinaryTree) 구조 하에서 최적의 예측 가중치를 결정하고 이를 이용하여 인터 예측을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.
본 발명은 보다 효율적으로 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법을 제안하고자 한다.
또한, 본 발명은 최적의 예측값을 획득하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 QTBT(QuadTree BinaryTree) 구조 하에서 가중치 인덱스를 효과적으로 전송하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 가중치 인덱스를 그룹핑하는 방법을 제공하고자 한다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해,
본 발명은, 가중치 인덱스를 그룹핑하여 부호화 효율을 향상시키는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 블록 내 픽셀 개수에 기초하여 일반화된 양방향 예측을 수행하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 블록 내 픽셀 개수 또는 이웃 블록의 예측 정보 중 적어도 하나에 기초하여 가중치 인덱스를 획득 또는 결정하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 블록 내 픽셀 개수 또는 이웃 블록의 예측 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 가중치 인덱스를 획득 또는 결정할 수 있다.
또한, 본 발명은, QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 임계 픽셀 개수를 정의하기 위한 신택스 구조를 제공한다.
또한, 본 발명은, 임계 QT 블록 크기를 정의하기 위한 신택스 구조를 제공한다.
본 발명은 QTBT(QuadTree BinaryTree) 구조 하에서 블록 내 픽셀 개수 또는 이웃 블록의 예측 정보 중 적어도 하나에 기초하여 가중치 인덱스를 그룹핑함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 일반화된 양방향 예측에서 적응적인 가중치 파라미터를 이용함으로써 보다 향상된 예측값을 획득할 수 있다.
또한, 본 발명은, L0 예측자와 L1 예측자에 대한 가중치 파라미터를 적응적으로 결정함으로써 보다 향상된 예측값을 획득하고, 영상의 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, QTBT(QuadTree BinaryTree, 이하 ‘QTBT’라 함) 블록 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 루마 성분과 크로마 성분에 대한 QTBT의 블록 분할 구조를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 단방향 인터 예측과 양방향 인터 예측을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 일반화된 양방향 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 최적의 예측 방법을 결정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 가중치 인덱스를 이용하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 가중치 인덱스를 이용하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 신택스 구조를 나타낸다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, QTBT 구조 하에서 가중치 인덱스를 그룹핑하는 필요성을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 블록 내 픽셀 개수 또는 이웃 블록의 예측 정보 중 적어도 하나에 기초하여 양방향 예측을 수행하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 임계 픽셀 개수를 정의하기 위한 신택스 구조를 나타낸다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 블록 내 픽셀 개수 또는 이웃 블록의 예측 정보 중 적어도 하나에 기초하여 양방향 예측을 수행하는 신택스 구조를 나타낸다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 임계 QT 블록 크기가 16x16 일때 가중치 인덱스를 공유하는 경우를 나타낸다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 임계 QT 블록 크기를 정의하기 위한 신택스 구조를 나타낸다.
도 19는 본 발명이 적용되는 실시예로서, QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 신택스 구조를 나타낸다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 블록 내 픽셀 개수에 기초하여 기결정된 가중치 인덱스를 이용하여 양방향 예측을 수행하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 블록 내 픽셀 개수에 기초하여 기결정된 가중치 인덱스를 이용하여 양방향 예측을 수행하는 신택스 구조를 나타낸다.
도 22는 본 발명이 적용되는 실시예로서, QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 기결정된 가중치 인덱스를 이용하여 양방향 예측을 수행하는 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명은, 가중치 인덱스를 이용하여 현재 블록에 대해 양방향 예측을 수행하는 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은지 여부를 확인하는 단계; 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은 경우, 이웃 블록의 가중치 인덱스에 기초하여 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값을 결정하는 단계; 상기 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 양방향 예측값을 획득하는 단계; 및 상기 양방향 예측값을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하되, 상기 임계 픽셀 개수는 블록 간 가중치 인덱스를 공유하기 위해 필요한 블록 내 최대 픽셀 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 방법은, 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은 경우, 가중치 인덱스를 갖는 이웃 블록이 존재하는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하되, 상기 이웃 블록이 존재하는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값은 상기 이웃 블록의 가중치 인덱스에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 방법은, 상기 이웃 블록이 존재하지 않는 경우, 슬라이스 헤더로부터 상기 현재 블록의 가중치 인덱스를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 임계 픽셀 개수는 슬라이스 헤더로부터 획득되거나, 기결정된 값인 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 가중치 인덱스를 이용하여 현재 블록에 대해 양방향 예측을 수행하는 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 크기가 임계 QT(quadtree) 블록 크기보다 작은지 여부를 확인하는 단계, 여기서 상기 임계 QT 블록 크기는 QT 블록의 최소 크기를 나타냄; 상기 현재 블록의 크기가 상기 임계 QT 블록 크기보다 작은 경우, 상기 현재 블록이 BT(binarytree) 분할되는지 여부를 확인하는 단계; 상기 현재 블록이 BT 분할되는 경우, BT 블록들에 대해 동일한 값을 갖는 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나를 설정하는 단계; 상기 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 양방향 예측값을 획득하는 단계; 및 상기 양방향 예측값을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 설정 단계는, 상기 현재 블록이 첫번째 BT 블록인지 여부를 확인하는 단계를 포함하고, 상기 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나에 상기 확인 결과에 기초하여 서로 다른 방법으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 현재 블록이 첫번째 BT 블록인 경우, 상기 가중치 인덱스는 예측 유닛으로부터 획득되고, 상기 현재 블록이 첫번째 BT 블록이 아닌 경우, 상기 가중치 인덱스는 상기 첫번째 BT 블록으로부터 유도되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 임계 QT 블록 크기는 슬라이스 헤더로부터 획득되거나, 기결정된 값인 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 가중치 인덱스를 이용하여 현재 블록에 대해 양방향 예측을 수행하는 장치에 있어서, 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은지 여부를 확인하고, 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은 경우, 이웃 블록의 가중치 인덱스에 기초하여 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값을 결정하고, 상기 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 양방향 예측값을 획득하는 인터 예측부; 및 상기 양방향 예측값을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 복원부를 포함하되, 상기 임계 픽셀 개수는 블록 간 가중치 인덱스를 공유하기 위해 필요한 블록 내 최대 픽셀 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
본 발명에서, 상기 인터 예측부는, 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은 경우, 가중치 인덱스를 갖는 이웃 블록이 존재하는지 여부를 확인하고, 상기 이웃 블록이 존재하는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값은 상기 이웃 블록의 가중치 인덱스에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 장치는, 상기 이웃 블록이 존재하지 않는 경우, 슬라이스 헤더로부터 상기 현재 블록의 가중치 인덱스를 획득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 가중치 인덱스를 이용하여 현재 블록에 대해 양방향 예측을 수행하는 장치에 있어서, 상기 현재 블록의 크기가 임계 QT(quadtree) 블록 크기보다 작은지 여부를 확인하고, 상기 현재 블록의 크기가 상기 임계 QT 블록 크기보다 작은 경우, 상기 현재 블록이 BT(binarytree) 분할되는지 여부를 확인하고, 상기 현재 블록이 BT 분할되는 경우, BT 블록들에 대해 동일한 값을 갖는 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나를 설정하고, 상기 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 양방향 예측값을 획득하는 인터 예측부; 및 상기 양방향 예측값을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 복원부를 포함하되, 상기 임계 QT 블록 크기는 QT 블록의 최소 크기를 나타내는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
본 발명에서, 상기 인터 예측부는, 상기 현재 블록이 첫번째 BT 블록인지 여부를 확인하고, 상기 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나에 상기 확인 결과에 기초하여 서로 다른 방법으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 용어들은 발명을 설명하기 위해 선택된 일반적인 용어들이나, 유사한 의미를 갖는 다른 용어가 있는 경우 보다 적절한 해석을 위해 대체 가능할 것이다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다. 또한, 파티셔닝(partitioning), 분해(decomposition), 스플리팅 (splitting) 및 분할(division) 등의 경우에도 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer) (170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상(Input image) (또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 상기 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다.
다만, 상기 용어들은 본 발명에 대한 설명의 편의를 위해 사용할 뿐이며, 본 발명은 해당 용어의 정의에 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 비디오 신호를 인코딩 또는 디코딩하는 과정에서 이용되는 단위로써 코딩 유닛이라는 용어를 사용하지만, 본 발명은 그에 한정되지 않으며 발명 내용에 따라 적절하게 해석 가능할 것이다.
인코더(100)는 입력 영상 신호에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호를 복원할 수 있다. 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.
한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(180)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질 뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽쳐로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예측부(180)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다. 여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.
따라서, 인터 예측부(180)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.
보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 예측 블록(prediction block)으로 사용하여 예측을 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예로, 상기 인터 예측부(180)는 블록 내 픽셀 개수에 기초하여 일반화된 양방향 예측을 수행할 수 있다.
또한, 상기 인터 예측부(180)는 블록 내 픽셀 개수 또는 이웃 블록의 예측 정보 중 적어도 하나에 기초하여 가중치 인덱스를 결정할 수 있다.
또한, 상기 인터 예측부(180)는 블록 내 픽셀 개수 또는 이웃 블록의 예측 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행할 수 있다.
또한, 상기 인터 예측부(180)는 QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 가중치 인덱스를 결정할 수 있다.
또한, 상기 인터 예측부(180)는 QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행할 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 인트라 예측부(185)는 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
상기 인터 예측부(180) 또는 상기 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 파싱부(미도시), 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit) (250), 인터 예측부(260), 인트라 예측부(265) 및 복원부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 디코더(200)는 파싱부(미도시), 블록 분할 결정부(미도시) 및 디코딩부(미도시)를 포함하는 것으로 간단히 표현될 수도 있다. 이때, 본 발명에서 적용되는 실시예들은 상기 파싱부(미도시), 블록 분할 결정부(미도시) 및 디코딩부(미도시)를 통해 수행될 수 있다.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호를 수신할 수 있고, 파싱부(미도시)를 통해 신택스 엘리먼트를 파싱 또는 획득할 수 있다. 파싱 또는 획득된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩될 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 변환 계수를 역변환하여 레지듀얼 신호(residual signal)를 획득하게 된다.
복원부(미도시)는 획득된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)를 생성한다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 일실시예로, 상기 인터 예측부(260)는 블록 내 픽셀 개수에 기초하여 일반화된 양방향 예측을 수행할 수 있다.
또한, 상기 인터 예측부(260)는 블록 내 픽셀 개수 또는 이웃 블록의 예측 정보 중 적어도 하나에 기초하여 가중치 인덱스를 획득 또는 결정할 수 있다.
또한, 상기 인터 예측부(260)는 블록 내 픽셀 개수 또는 이웃 블록의 예측 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행할 수 있다.
또한, 상기 인터 예측부(260)는 QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 가중치 인덱스를 획득 또는 결정할 수 있다.
또한, 상기 인터 예측부(260)는 QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행할 수 있다.
상기 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할할 수 있다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.
예를 들어, CTU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU는 루마(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 크로마(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)을 포함할 수 있다.
하나의 CTU는 쿼드트리(quadtree, 이하 'QT'라 함) 구조로 분해될 수 있다. 예를 들어, 하나의 CTU는 정사각형 형태를 가지면서 각 변의 길이가 절반씩 감소하는 4개의 유닛으로 분할될 수 있다. 이러한 QT 구조의 분해는 재귀적으로 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, QT의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련될 수 있다. QT는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할될 수 있고, 이때 상기 리프 노드는 코딩 유닛(CU: Coding Unit)으로 지칭될 수 있다.
CU는 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미할 수 있다. CU는 루마(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 크로마(chroma) 성분에 대한 CB를 포함할 수 있다. 예를 들어, CU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16, 8x8 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, CU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.
도 3을 참조하면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth) (즉, 레벨 0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU는 CU에 해당된다.
CTU는 QT 형태로 분해될 수 있으며, 그 결과 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드들이 생성될 수 있다. 그리고, 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 레벨 1의 깊이를 가진다.
레벨 1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 레벨 2의 깊이를 가진다.
또한, 레벨 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 레벨 3의 깊이를 가진다.
인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다.
또한, 트리 구조를 갖는 CU는 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU는 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
LCU가 QT 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.
하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_cu_flag"로 표현될 수 있다. 상기 분할 플래그는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU는 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 상기 분할 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU는 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 코딩 과정이 수행될 수 있다.
앞서 도 3의 실시예에서는 CU의 분할 과정에 대해 예로 들어 설명하였으나, 변환을 수행하는 기본 단위인 변환 유닛(TU: Transform Unit)의 분할 과정에 대해서도 상술한 QT 구조를 적용할 수 있다.
TU는 코딩하려는 CU로부터 QT 구조로 계층적으로 분할될 수 있다. 예를 들어, CU는 변환 유닛(TU)에 대한 트리의 루트 노트(root node)에 해당될 수 있다.
TU는 QT 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. 예를 들어, TU의 크기는 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, TU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 변환 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_transform_flag"로 표현될 수 있다.
상기 분할 변환 플래그는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
상기에서 설명한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할할 수 있다.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할된다.
도 4(a)는 인트라 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시하고, 도 4(b)는 인터 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시한다.
도 4(a)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2Nx2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2Nx2N 또는 NxN)으로 분할될 수 있다.
여기서, 2Nx2N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU 내에 하나의 PU만이 존재하는 것을 의미한다.
반면, N×N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU는 4개의 PU로 분할되고, 각 PU 단위 별로 서로 다른 예측 블록이 생성된다. 다만, 이러한 PU의 분할은 CU의 루마 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2Nx2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2Nx2N, NxN, 2NxN, Nx2N, nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD)으로 분할될 수 있다.
인트라 예측과 유사하게, NxN 형태의 PU 분할은 CU의 루마 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
인터 예측에서는 가로 방향으로 분할되는 2NxN 형태 및 세로 방향으로 분할되는 Nx2N 형태의 PU 분할을 지원한다.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD 형태의 PU 분할을 지원한다. 여기서, 'n'은 2N의 1/4 값을 의미한다. 다만, AMP는 PU가 속한 CU가 최소 크기의 CU인 경우 사용될 수 없다.
하나의 CTU 내의 입력 영상을 효율적으로 부호화하기 위해 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU), 변환 유닛(TU)의 최적의 분할 구조는 아래와 같은 수행 과정을 거쳐 최소 율-왜곡(Rate-Distortion) 값을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 64x64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64x64 크기의 CU에서 8x8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
1) 64x64 크기의 CU에 대해 인터/인트라 예측, 변환/양자화, 역양자화/역변환 및 엔트로피 인코딩 수행을 통해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
2) 64x64 CU를 32x32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32x32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
3) 32x32 CU를 16x16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16x16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
4) 16x16 CU를 8x8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8x8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16x16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8x8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16x16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16x16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32x32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16x16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32x32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32x32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64x64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32x32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64x64 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다.
인트라 예측 모드에서, PU 단위로 예측 모드가 선택되고, 선택된 예측 모드에 대해 실제 TU 단위로 예측과 재구성이 수행된다.
TU는 실제 예측과 재구성이 수행되는 기본 단위를 의미한다. TU는 루마(luma) 성분에 대한 변환 블록(TB: Transform Block)과 이에 대응하는 두 개의 크로마(chroma) 성분에 대한 TB를 포함한다.
앞서 도 3의 예시에서 하나의 CTU가 쿼드트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드트리 구조로 계층적으로 분할된다.
TU는 쿼드트리 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서는 TU의 크기는 32×32, 16×16, 8×8, 4×4 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 쿼드트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 TU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth) (즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CU는 TU에 해당한다.
CU는 쿼드트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 TU(a), TU(b), TU(j)는 CU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 TU(c), TU(h), TU(i)는 CU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 TU(d), TU(e), TU(f), TU(g)는 CU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
트리 구조를 갖는 TU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 TU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 TU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, TU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 TU 플래그(split_transform_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, QTBT(QuadTree BinaryTree, 이하 ‘QTBT’라 함) 블록 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
쿼드트리와 이진트리(QTBT: Quad-Tree Binary-Tree)
QTBT는 쿼드트리(quadtree) 구조와 이진트리(binarytree) 구조가 결합된 코딩 블록의 구조를 말한다. 구체적으로, QTBT 블록 분할 구조에서는 영상을 CTU 단위로 코딩하며, CTU는 쿼드트리(quadtree) 형태로 분할되고, 쿼드트리의 리프 노드(leaf node)는 추가적으로 이진트리(binarytree) 형태로 분할된다.
이하에서는, 도 5를 참조하여 QTBT 구조와 이를 지원하는 분할 플래그(split flag) 신택스에 대하여 설명한다.
상기 도 5를 참조하면, 현재 블록은 QTBT 구조로 분할될 수 있다. 즉, CTU는 먼저 쿼드트리 형태로 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 쿼드트리 형태로 더 이상 분할되지 않는 쿼드트리의 리프 노드(leaf node)는 이진 트리 형태로 계층적으로 분할될 수 있다.
인코더는 QTBT 구조에서 쿼드트리의 분할 여부 결정을 위하여 분할 플래그를 시그널링할 수 있다. 이때, 쿼드트리 분할은 MinQTLumaISlice, MinQTChromaISlice 또는 MinQTNonISlice 값에 의해 조정(또는 제한)될 수 있다. 여기서, MinQTLumaISlice는 I-슬라이스에서 루마(luma)성분의 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기를 나타내고, MinQTLumaChromaISlice는 I-슬라이스에서 크로마(chroma) 성분의 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기를 나타내고, MinQTNonISlice는 비 I-슬라이스(non I-slice)에서 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기를 나타낸다.
QTBT의 쿼드트리 구조에서는 I-슬라이스에서 루마 성분과 크로마 성분이 서로 독립적인 분할 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, QTBT 구조에서 I-슬라이스의 경우, 루마 성분과 크로마 성분의 분할 구조는 서로 다르게 결정될 수 있다. 이와 같은 분할 구조를 지원하기 위하여, MinQTLumaISlice와 MinQTChromaISlice는 서로 다른 값을 가질 수 있다.
다른 예로, QTBT 의 비 I-슬라이스에서 쿼드트리 구조는 루마 성분과 크로마 성분의 분할 구조가 동일하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 비 I-슬라이스의 경우, 루마 성분과 크로마 성분의 쿼드트리 분할 구조는 MinQTNonISlice 값에 의해 조정될 수 있다.
QTBT 구조에서 쿼드트리의 리프 노드는 이진트리 형태로 분할될 수 있다. 이때, 이진 트리 분할은 MaxBTDepth, MaxBTDepthISliceL 및 MaxBTDepthISliceC에 의해 조정(또는 제한)될 수 있다. 여기서, MaxBTDepth는 비 I-슬라이스에서 쿼드트리의 리프 노드를 기준으로 이진트리 분할의 최대 깊이(depth)를 나타내고, MaxBTDepthISliceL는 I-슬라이스에서 루마 성분의 이진트리 분할의 최대 깊이를 나타내고, MaxBTDepthISliceC는 I-슬라이스에서 크로마 성분의 이진트리 분할의 최대 깊이를 나타낸다.
또한, QTBT의 I-슬라이스에서 루마 성분과 크로마 성분이 서로 다른 구조를 가질 수 있기 때문에, I-슬라이스에서 MaxBTDepthISliceL와 MaxBTDepthISliceC는 서로 다른 값을 가질 수 있다.
또한, QTBT의 BT는 가로 또는 세로 방향으로 분할될 수 있다. 따라서, BT 분할 여부를 나타내는 BT 분할 플래그(예를 들어, BinarySplitFlag) 뿐만 아니라 BT 분할될 때 어떤 방향으로 분할할 것인지에 대한 분할 방향 정보(예를 들어, BTSplitMode)를 시그널링할 필요가 있다.
일실시예로, QTBT 구조는 BT 분할 플래그 (BinarySplitFlag)가 0이 아닌 경우, 분할 방향 정보(BTSplitMode)를 시그널링할 수 있다. 예를 들어, BTSplitMode가 0인 경우 가로로 분할하고 BTSplitMode가 1인 경우 세로로 분할할 수 있다.
한편, QTBT의 분할 구조의 경우, 쿼드트리 구조와 이진트리 구조를 함께 사용할 수 있으며, 이 경우 다음과 같은 규칙이 적용될 수 있다.
첫째, MaxBTSize는 MaxQTSize보다 작거나 같다. 여기서, MaxBTSize는 이진트리 분할의 최대 크기를 나타내고, MaxQTSize 는 쿼드트리 분할의 최대 크기를 나타낸다.
둘째, QT의 리프 노드(Leaf node)가 BT의 루트(root)가 된다.
셋째, 한 번 BT로 분할되면 다시 QT로 분할 될 수 없다
넷째, BT는 수직 분할(Vertical Split) 및 수평 분할(Horizontal Split)을 정의한다.
다섯째, MaxQTDepth, MaxBTDepth를 미리 정의한다. 여기서, MaxQTDepth 는 쿼드트리 분할의 최대 깊이(depth)를 나타내고, MaxBTDepth는 이진트리 분할의 최대 깊이(depth)를 나타낸다.
여섯째, MaxBTSize, MinQTSize 는 슬라이스 타입(slice type)에 따라 달라질 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 루마 성분과 크로마 성분에 대한 QTBT의 분할 구조를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 현재 슬라이스가 I-슬라이스인 경우를 가정한다. 도 6(a)는 루마 성분에 대한 QTBT의 분할 구조를 나타내고, 도 6(b)는 크로마 성분에 대한 QTBT의 분할 구조를 나타낸다. 쿼드트리 구조로 분할된 쿼드트리의 리프 노드는 이진트리 형태로 분할될 수 있다. 전술한 바와 같이, I-슬라이스에서 루마 성분과 크로마 성분은 서로 다른 분할 구조를 가질 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 단방향 인터 예측과 양방향 인터 예측을 설명하기 위한 도면이다.
인터 예측은 하나의 블록에 대해 시간축 상에서 과거의 픽쳐 혹은 미래의 픽쳐 하나만을 참조 픽처로 사용하는 단방향 예측(Uni-directional prediction)과 과거와 미래 픽쳐들을 동시에 참조하는 양방향 예측(Bi-directional prediction)으로 나눌 수 있다.
도 7(a)는 단방향 예측(Uni-directional prediction)을 나타내고, 도 7(b)는 양방향 예측(Bi-directional prediction)을 나타낸다.
상기 도 7(a)를 살펴보면, 현재 픽쳐가 T0 시간에 존재하고 인터 예측을 위해 (T-2) 시간에 있는 픽쳐를 참조하는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 상기 도 7(b)를 살펴보면, 현재 픽쳐가 T0 시간에 존재하고 인터 예측을 위해 (T-2) 시간에 있는 픽쳐와 T1 시간에 있는 픽쳐, 2개를 참조하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 단방향 예측(Uni-directional prediction)은 시간적으로 현재 픽쳐 이전에 표시(또는 출력)되는 1개의 참조 픽쳐를 이용하는 순방향 예측(forward direction prediction)과 시간적으로 현재 픽쳐 이후에 표시(또는 출력)되는 1개의 참조 픽쳐를 이용하는 역방향 예측(backward direction prediction)으로 구분될 수 있다.
인터 예측 과정(즉, 단방향 또는 양방향 예측)에서 현재 블록을 예측하는데 어떤 참조 영역(또는 참조 블록)이 이용되는지 특정하기 위하여 사용되는 움직임 파라미터(또는 정보)는 인터 예측 모드(inter prediction mode) (여기서, 인터 예측 모드는 참조 방향(즉, 단방향 또는 양방향)과 참조 리스트(즉, L0, L1 또는 양방향)을 지시할 수 있음), 참조 인덱스(reference index) (또는 참조 픽쳐 인덱스 또는 참조 리스트 인덱스), 움직임 벡터(motion vector) 정보를 포함한다. 상기 움직임 벡터 정보는 움직임 벡터, 움직임 벡터 예측값(MVP: motion vector prediction) 또는 움직임 벡터 차분값(MVD: motion vector difference)을 포함할 수 있다. 움직임 벡터 차분값은 상기 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측값 간의 차분값을 의미한다.
단방향 예측은 한 쪽 방향에 대한 움직임 파라미터가 사용된다. 즉, 참조 영역(또는 참조 블록)을 특정하기 위하여 1개의 움직임 파라미터가 필요할 수 있다.
양방향 예측은 양쪽 방향에 대한 움직임 파라미터가 사용된다. 양방향 예측 방식에서는 최대 2개의 참조 영역을 이용할 수 있는데, 이 2개의 참조 영역은 동일한 참조 픽쳐에 존재할 수도 있고, 서로 다른 픽쳐에 각각 존재할 수도 있다. 즉, 양방향 예측 방식에서는 최대 2개의 움직임 파라미터가 이용될 수 있는데, 2개의 움직임 벡터가 동일한 참조 픽쳐 인덱스를 가질 수도 있고 서로 다른 참조 픽쳐 인덱스를 가질 수도 있다. 이때, 참조 픽쳐들은 시간적으로 현재 픽쳐 이전에 모두 표시(또는 출력)되거나 이후에 모두 표시(또는 출력)될 수 있다.
인코더는 인터 예측 과정에서 현재 처리 블록과 가장 유사한 참조 영역을 참조 픽쳐들로부터 찾는 움직임 추정(Motion Estimation)을 수행한다. 그리고, 인코더는 참조 영역에 대한 움직임 파라미터를 디코더에게 제공할 수 있다.
인코더 또는 디코더는은 움직임 파라미터를 이용하여 현재 처리 블록의 참조 영역을 획득할 수 있다. 상기 참조 영역은 상기 참조 인덱스를 가진 참조 픽쳐 내에 존재한다. 또한, 상기 움직임 벡터에 의해서 특정된 참조 영역의 픽셀값 또는 보간(interpolation)된 값이 상기 현재 처리 블록의 예측값(predictor)으로 이용될 수 있다. 즉, 움직임 정보를 이용하여, 이전에 디코딩된 픽쳐로부터 현재 처리 블록의 영상을 예측하는 움직임 보상(motion compensation)이 수행된다.
움직임 벡터 정보와 관련한 전송량을 줄이기 위하여, 이전에 코딩된 블록들의 움직임 정보를 이용하여 움직임 벡터 예측값(mvp)을 획득하고, 이에 대한 차분값(mvd)만을 전송하는 방법을 이용할 수 있다. 즉, 디코더에서는 디코딩된 다른 블록들의 움직임 정보들을 이용하여 현재 처리 블록의 움직임 벡터 예측값을 구하고, 인코더로부터 전송된 차분값을 이용하여 현재 처리 블록에 대한 움직임 벡터값을 획득하게 된다. 움직임 벡터 예측값을 획득함에 있어서, 디코더는 이미 디코딩된 다른 블록들의 움직임 정보을 이용하여 다양한 움직임 벡터 후보 값들을 획득하고 그 중 하나를 움직임 벡터 예측값으로 획득할 수 있다.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 일반화된 양방향 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일반화된 양방향 예측(Generalized Bi-prediction)
본 발명은, 인터 코딩에 있어서 양방향 예측자를 획득하기 위한 일반화된 양방향 예측 방법을 제공한다.
상기 도 8을 따라, 현재 픽쳐를 기준으로 L0 참조 픽쳐 및 L1 참조 픽쳐가 있다고 가정하자. 여기서, L0 참조 블록으로부터 획득된 예측값을 L0 예측자(L0 predictor)라 하고, L1 참조 블록으로부터 획득된 예측값을 L1 예측자(L1 predictor)라 할 때, 본 발명은 상기 L0 예측자(L0 predictor)와 상기 L1 예측자(L1 predictor)에 적응적으로 가중치를 적용함으로써 최적의 예측값을 획득할 수 있다.
일실시예로, 아래 수학식 1과 같이 적응적 가중치를 이용하여 양방향 예측자를 획득할 수 있다.
Figure PCTKR2017010810-appb-M000001
여기서, P[x]는 현재 블록의 x 위치에서의 예측자(predictor)를 의미하고,
Figure PCTKR2017010810-appb-I000001
는 참조 픽쳐 Li 에서 움직임 벡터 (MV) vi 를 사용하여 얻은 움직임 보상된 예측 블록(motion-compensated prediction block)을 의미하며 (1-w)와 w 는 가중치 값을 의미한다. 이때 가중치 값의 집합 W는 다음 수학식 2 내지 4와 같은 실시예로 설정될 수 있다.
Figure PCTKR2017010810-appb-M000002
Figure PCTKR2017010810-appb-M000003
Figure PCTKR2017010810-appb-M000004
상기 수학식 2 내지 4의 가중치 값들에 대한 비트(bit) 할당은 각각 다음 표 1 내지 3과 같다.
상기 표 1 내지 표 3은 각각 상기 수학식 2 내지 4의 가중치 값들에 대한 인덱스 이진화 방법들(Index binarization schemes)을 나타낸다.
Figure PCTKR2017010810-appb-T000001
Figure PCTKR2017010810-appb-T000002
Figure PCTKR2017010810-appb-T000003
상기 표 1 내지 표 3에서 mvd_l1_zero_flag 는 슬라이스 헤더(slice header)에서 결정되고, mvd_l1_zero_flag = 1이면 L0의 MVD값은 0으로 결정하고 오직 L1의 MVD값만을 전송하고, mvd_l1_zero_flag = 0으면 L0와 L1의 MVD 값을 전송한다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 최적의 예측 방법을 결정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 실시예에서는 설명의 편의상 인코더를 기준으로 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 디코더에서 수행되는 범위 내에서는 디코더에 의해 수행될 수 있다.
인코더는 스킵 모드(skip mode) 또는 머지 모드(merge mode)에 따라 예측을 수행할 수 있다(S910).
상기 인코더는, L0 방향으로 단방향 예측을 수행하거나(S920), 또는 L1 방향으로 단방향 예측을 수행할 수 있다(S930).
그리고, 상기 인코더는, 가중치를 적용한 양방향 예측을 수행할 수 있다(S940). 여기서, 상기 가중치를 적용한 양방향 예측은 본 명세서에서 설명하는 가중치 결정 방법이나 양방향 예측 방법이 적용될 수 있다.
상기 S910 내지 S940 단계들은 그 순서에 한정되지 않으며, 상기 인코더는 스킵 모드(skip mode), 머지 모드(merge mode), L0 단방향 예측, L1 단방향 예측 또는 가중치 적용된 양방향 예측 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
상기 인코더는 위에서 언급한 예측 방법들에 의해 산출된 예측값들 중에서 최적의 예측값을 결정할 수 있다(S950). 여기서, 상기 최적의 예측값은 현재 블록의 화소값과 예측값과의 차이를 최소로 하는 값을 의미하거나, RD(Rate-Distortion) 비용을 최소로 하는 값을 의미할 수 있다.
이하에서는, 최적의 예측값을 획득하기 위해 가중치를 결정하는 방법 및 가중치 적용된 양방향 예측을 수행하는 방법에 대해서 살펴보도록 한다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 가중치 인덱스를 이용하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
상기 도 9에서 살펴본 바와 같이, 인코더는 스킵 모드(skip mode), 머지 모드(merge mode), L0 단방향 예측, L1 단방향 예측 또는 가중치 적용된 양방향 예측 중 적어도 하나를 수행하고, 그 중에서 최적의 예측값을 결정할 수 있다.
여기서, 상기 가중치 적용된 양방향 예측의 경우, 상기 표 1 내지 표 3 중 어느 하나에 기초하여 가중치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 표 3의 경우, 가중치 인덱스는 0 내지 6 으로 설정될 수 있고, 이때 상기 가중치는 상기 가중치 인덱스에 대응되는 값을 의미할 수 있다.
본 발명의 일실시예는 가중치 적용된 양방향 예측에 기초하여 최적의 예측값을 획득하는 방법을 제공한다.
상기 도 10을 살펴보면, 인코더는 먼저 가중치 인덱스를 0으로 설정할 수 있다(S1010).
상기 인코더는 상기 가중치 인덱스가 N 보다 작은지 여부를 확인할 수 있다(S1020). 예를 들어, 상기 표 3의 가중치 인덱스가 이용되는 경우, 상기 N 값은 7일 수 있다.
상기 가중치 인덱스가 7보다 작으면, 상기 인코더는 상기 가중치 인덱스에 대응되는 값을 가중치 값으로 결정할 수 있다(S1030).
그리고, 상기 인코더는 L0 예측자 및 L1 예측자에 상기 가중치 값을 적용할 수 있다(S1040). 이때, 상기 수학식 1이 이용될 수 있다.
상기 인코더는 상기 가중치 값에 1을 더하고, 상기 S1020 내지 S1040 단계를 다시 수행할 수 있다.
상기 인코더는 상기 루프 과정을 통해 획득된 예측값들 중에서 최적의 예측값을 획득할 수 있다(S1060). 이때, 상기 최적의 예측값은 가중치 적용된 L0 예측자 및 L1 예측자에 기초하여 계산될 수 있으며, 최종적으로 결정된 가중치 값은 현재 블록의 화소값과 예측값과의 차이를 최소로 하는 값을 의미하거나, RD(Rate-Distortion) 비용을 최소로 하는 값을 의미할 수 있다. 그리고, 상기 최종적으로 결정된 가중치 값에 대응되는 가중치 인덱스가 최적의 가중치 인덱스를 의미할 수 있다.
또한, 상기 표 3의 가중치 인덱스가 이용되는 경우, 상기 인코더는 상기 가중치 인덱스가 0~6의 값을 갖는 동안 S1020 내지 S1050 단계를 반복적으로 수행할 수 있다.
본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 표 1 및 표 2의 가중치가 인덱스가 이용되는 경우, 동일한 방법이 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 가중치 인덱스를 이용하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명의 일실시예는 가중치 인덱스를 이용하여 양방향 예측을 수행하는 방법을 제공하며, 디코더에서 가중치 인덱스를 정의하는 방법을 제공한다.
먼저, 디코더는 현재 예측 유닛에 대해 어떠한 예측 방법이 이용되는지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 예측 방법으로는 L0 단방향 예측, L1 단방향 예측 또는 양방향 예측(bi-prediction) 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
상기 도 11을 살펴보면, 디코더는 양방향 예측이 수행되는지 여부를 확인할 수 있다(S1110). 예를 들어, if( inter_pred_idc[ x0 ][ y0 ] = = PRED_BI ) 을 통해 양방향 예측이 수행되는지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, inter_pred_idc 는 L0 단방향 예측, L1 단방향 예측 또는 양방향 예측(bi-prediction)이 현재 예측 유닛에 이용되는지 여부를 의미할 수 있고, PRED_BI 는 양방향 예측을 의미할 수 있다.
상기 S1110 단계에 따라, 양방향 예측이 수행되는 경우, 상기 디코더는 가중치 인덱스를 추출할 수 있다(S1120). 여기서, 상기 가중치 인덱스는 gbi_idx[ x0 ][ y0 ] 로 표현될 수 있다. 예를 들어, 상기 가중치 인덱스는 상기 표 1 내지 표 3의 실시예에 따라 정의될 수 있다.
상기 디코더는 상기 가중치 인덱스를 추출하면, 상기 가중치 인덱스에 대응되는 가중치 값을 유도할 수 있다.
상기 디코더는 상기 가중치 값을 L0 예측자 및 L1 예측자에 적용하여 양방향 예측자를 획득할 수 있다. 이때, 상기 수학식 1이 이용될 수 있다.
상기 디코더는 상기 양방향 예측자를 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, QTBT 구조 하에서 가중치 인덱스를 그룹핑하는 필요성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은, 가중치 인덱스를 그룹핑하여 부호화 효율을 향상시키는 방법을 제공한다.
일반화된 양방향 예측(Generalized Bi-prediction, GBI)은 코딩 블록 단위로 가중치 인덱스를 결정하여 전송할 수 있다. 본 명세서에서는 상기 가중치 인덱스를 GBI index 라 부를 수 있다.
그러나, 코딩 블록이 작은 경우 상기 가중치 인덱스는 상대적으로 큰 부가 정보(side information)에 해당하여 코딩 효율이 저해될 수 있다. 예를 들어, 도 12(a)를 살펴보면, 영역 A 의 경우 16x16 QT 블록에서 4개의 4x16 BT 블록들로 추가적으로 분할된 것을 확인할 수 있다. 상기 영역 A에서와 같이 작은 영역에서 상기 BT 블록들의 가중치 인덱스는 서로 유사하며 동일한 가중치 인덱스를 가질 확률이 높다. 이러한 경우 4개의 BT 블록마다 가중치 인덱스를 전송하는 것은 코딩 효율을 저해하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 QTBT 구조를 고려하여 가중치 인덱스를 보다 효과적으로 전송하기 위해 코딩 블록을 그룹핑하여 단일 가중치 인덱스(single weighting index)를 공유하는 방법에 대해 제공한다.
다른 실시예로, 본 발명은 블록 내 픽셀 개수에 기초하여 일반화된 양방향 예측을 수행하는 방법을 제공한다.
본 발명은 슬라이스 헤더에서 블록 내 픽셀 개수에 대한 임계값을 정의할 수 있다. 본 명세서에서, 이를 임계 픽셀 개수(threshold pixel number)라 부를 수 있으며, 경우에 따라 제 1 임계값과 같이 일반적인 용어로 부를 수도 있다. 예를 들어, 인코더 또는 디코더는 코딩 블록의 픽셀 개수와 상기 임계 픽셀 개수를 비교할 수 있다. 즉, 인코더 또는 디코더는 코딩 블록의 픽셀 개수가 상기 임계 픽셀 개수와 같거나 작은지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 상기 코딩 블록은 CTU, CU, PU, TU 또는 블록 중 어느 하나에 대응될 수 있으며, 경우에 따라 적절하게 해석될 수 있다.
상기 비교 결과, 상기 코딩 블록의 픽셀 개수가 상기 임계 픽셀 개수와 같거나 그보다 작으면, 상기 인코더 또는 디코더는 상기 코딩 블록에 대해 별도의 가중치 인덱스를 전송하지 않을 수 있다. 즉, 상기 코딩 블록의 가중치 인덱스는 이웃 블록의 가중치 인덱스와 동일하게 설정되거나, 또는 이웃 블록의 가중치 인덱스로부터 유도될 수 있다. 또는, 가중치 인덱스 없이, 상기 코딩 블록의 가중치 값을 상기 이웃 블록의 가중치 값 또는 가중치 인덱스로부터 바로 유도하거나 획득할 수 있다. 또는, 상기 인코더 또는 디코더는 미리 결정된 가중치 인덱스를 이용할 수도 있다.
반면, 상기 비교 결과, 상기 코딩 블록의 픽셀 개수가 상기 임계 픽셀 개수보다 크면, 인코더는 상기 코딩 블록에 대해 가중치 인덱스를 설정하고 이를 디코더에 전송할 수 있다.
도 12(b)를 살펴보면, 굵은 선으로 표시된 블록에 대해서만 가중치 인덱스를 전송하고, 상기 굵은 선으로 표시된 블록 내의 서브 블록들은 하나의 가중치 인덱스를 공유할 수 있다. 예를 들어, 상기 하나의 가중치 인덱스는 이웃 블록으로부터 유도되거나 이미 결정된 값일 수 있다.
일실시예로, 상기 임계 픽셀 개수를 256 이라고 가정하면, 아래 표 4와 같이 볼드체로 표시된 블록들은 가중치 인덱스를 공유할 수 있다. 즉, 블록 내 픽셀 개수가 256과 같거나 256보다 작은 경우, 가중치 인덱스를 공유할 수 있다.
Figure PCTKR2017010810-appb-T000004
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 블록 내 픽셀 개수 또는 이웃 블록의 예측 정보 중 적어도 하나에 기초하여 양방향 예측을 수행하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은, 블록 내 픽셀 개수 또는 이웃 블록의 예측 정보 중 적어도 하나에 기초하여 가중치 인덱스를 결정하는 방법을 제공한다.
먼저, 인코더 또는 디코더는 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은지 여부를 확인할 수 있다(S1310).
상기 S1310 단계 확인 결과, 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 상기 임계 픽셀 개수보다 작거나 같다면, 상기 인코더 또는 디코더는 가중치 인덱스를 갖는 (또는 이용하는) 이웃 블록이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다(S1320).
상기 S1320 단계 확인 결과, 가중치 인덱스를 갖는 이웃 블록이 존재하는 경우, 상기 인코더 또는 디코더는 상기 이웃 블록의 가중치 인덱스에 기초하여 현재 블록의 가중치 값을 결정할 수 있다(S1330). 예를 들어, 상기 인코더 또는 디코더는 상기 이웃 블록의 가중치 인덱스를 상기 현재 블록의 가중치 인덱스로 설정하고, 상기 현재 블록의 가중치 인덱스에 대응되는 가중치 값을 획득 또는 유도할 수 있다. 또는, 상기 이웃 블록의 가중치 인덱스에 대응되는 가중치 값을 상기 현재 블록의 가중치 값으로 설정 또는 유도할 수 있다.
상기 인코더 또는 디코더는 상기 현재 블록의 가중치 값을 L0 예측자 또는 L1 예측자 중 적어도 하나에 적용하고(S1340), 상기 가중치 적용된 L0 예측자 또는 L1 예측자 중 적어도 하나를 이용하여 최적의 예측값을 획득할 수 있다(S1350).
한편, 상기 S1310 단계 확인 결과, 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 상기 임계 픽셀 개수보다 크면, 상기 인코더 또는 디코더는 상기 도 10의 예측 과정을 통해 최적의 예측값을 획득할 수 있다(S1360).
그리고, 상기 S1320 단계 확인 결과, 가중치 인덱스를 갖는 이웃 블록이 존재하지 않는 경우, 상기 인코더 또는 디코더는 상기 도 10의 예측 과정을 통해 최적의 예측값을 획득할 수 있다(S1360).
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 임계 픽셀 개수를 정의하기 위한 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명은, 임계 픽셀 개수를 정의하기 위한 신택스 구조를 제공한다. 여기서, 상기 임계 픽셀 개수는 블록 내 픽셀 개수에 대한 임계값을 의미할 수 있다. 상기 임계 픽셀 개수는 블록에 대해 가중치 인덱스를 설정(또는 전송)할지 여부를 결정하기 위해 이용되거나, 가중치 인덱스를 공유할지 여부를 결정하기 위해 이용될 수 있다.
일실시예로, 상기 임계 픽셀 개수는 슬라이스 헤더에서 정의될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 임계 픽셀 개수는 시퀀스 파라미터 셋, 픽쳐 파라미터 셋, 슬라이스 헤더, 코딩 유닛, 예측 유닛, 또는 변환 유닛 중 적어도 하나에서 정의될 수 있다.
다른 예로, 상기 임계 픽셀 개수는 신택스 요소로 전송되지 않고, 인코더 및/또는 디코더에서 이미 알고 있는 정보이거나, 인코더 및/또는 디코더에서 유도되는 정보일 수 있다.
도 14를 살펴보면, 슬라이스 세그먼트 헤더(또는 슬라이스 헤더)에서 슬라이스 타입(slice type)을 확인할 수 있다. slice_type = P 또는 B 인 경우, 디코더는 다시 slice_type = B 인지 여부를 확인할 수 있다(S1410). 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 S1410 단계는 독립적으로 확인될 수도 있다.
slice_type = B 이면, 상기 디코더는 임계 픽셀 개수를 확인(또는 획득, 추출, 파싱)할 수 있다(S1420). 상기 임계 픽셀 개수는 pix_num_threshold 로 표현될 수 있다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 블록 내 픽셀 개수 또는 이웃 블록의 예측 정보 중 적어도 하나에 기초하여 양방향 예측을 수행하는 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명의 일실시예는 블록 내 픽셀 개수 또는 이웃 블록의 예측 정보 중 적어도 하나에 기초하여 양방향 예측을 수행하는 방법을 제공하며, 디코더에서 가중치 인덱스를 정의하는 방법을 제공한다.
먼저, 디코더는 현재 예측 유닛에 대해 어떠한 예측 방법이 이용되는지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 예측 방법으로는 L0 단방향 예측, L1 단방향 예측 또는 양방향 예측(bi-prediction) 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
상기 도 15를 살펴보면, 디코더는 양방향 예측이 수행되는지 여부를 확인할 수 있다(S1510). 예를 들어, if( inter_pred_idc[ x0 ][ y0 ] = = PRED_BI ) 을 통해 양방향 예측이 수행되는지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, inter_pred_idc 는 L0 단방향 예측, L1 단방향 예측 또는 양방향 예측(bi-prediction)이 현재 예측 유닛에 이용되는지 여부를 의미할 수 있고, PRED_BI 는 양방향 예측을 의미할 수 있다.
상기 S1510 단계에 따라, 양방향 예측이 수행되는 경우, 상기 디코더는 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은지 여부를 확인할 수 있다(S1520). 예를 들어, if (cur_pix_num =< pix_num_threshold) 를 통해 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, cur_pix_num 은 현재 블록의 픽셀 개수를 나타내고, pix_num_threshold 는 임계 픽셀 개수를 나타낸다.
상기 S1520 단계 확인 결과, 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은 경우, 상기 디코더는 가중치 인덱스를 갖는 이웃 블록이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다(S1530). 예를 들어, if (neighbourBlockHasGBiIdx()) 를 통해 가중치 인덱스를 갖는 이웃 블록이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, neighbourBlockHasGBiIdx() 는 가중치 인덱스를 갖는 이웃 블록이 존재하는지 여부를 나타내는 함수 또는 값을 의미할 수 있다.
상기 S1530 단계 확인 결과, 가중치 인덱스를 갖는 이웃 블록이 존재하는 경우, 상기 디코더는 상기 이웃 블록의 가중치 인덱스에 기초하여 현재 블록의 가중치 값을 결정할 수 있다(S1540). 예를 들어, 상기 디코더는 상기 이웃 블록의 가중치 인덱스를 상기 현재 블록의 가중치 인덱스로 설정할 수 있다.
다른 예로, 상기 디코더는 상기 현재 블록의 가중치 인덱스에 대응되는 가중치 값을 획득 또는 유도할 수 있다. 또는, 상기 이웃 블록의 가중치 인덱스에 대응되는 가중치 값을 상기 현재 블록의 가중치 값으로 설정 또는 유도할 수 있다.
한편, 상기 S1520 단계 확인 결과, 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 상기 임계 픽셀 개수보다 크면, 상기 디코더는 가중치 인덱스를 획득(추출 또는 파싱)할 수 있다(S1550).
그리고, 상기 S1530 단계 확인 결과, 가중치 인덱스를 갖는 이웃 블록이 존재하지 않는 경우, 상기 디코더는 가중치 인덱스를 획득(추출 또는 파싱)할 수 있다(S1550).
상기 가중치 인덱스를 획득하면, 상기 디코더는 상기 가중치 인덱스에 대응되는 가중치 값을 유도할 수 있다.
상기 디코더는 상기 가중치 값을 L0 예측자 및 L1 예측자에 적용하여 양방향 예측자를 획득할 수 있다. 이때, 상기 양방향 예측자는 최적의 예측값에 대응될 수 있다.
상기 디코더는 상기 양방향 예측자를 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 임계 QT 블록 크기가 16x16 일때 가중치 인덱스를 공유하는 경우를 나타낸다.
본 발명은, QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예는, 임계 QT 블록 크기를 정의하고 이에 기초하여 가중치 인덱스를 그룹핑할지 여부를 결정할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 블록 크기 정보에 기초하여 가중치 인덱스를 그룹핑할지 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 블록 크기 정보라 함은 현재 블록의 크기, QT 블록 크기, BT 블록 크기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. QT 블록은 QT 분할된 서브 블록을 의미하고, BT 블록은 BT 분할된 서브 블록을 의미한다.
인코더는 임계 QT 블록 크기를 전송하고 현재 블록의 크기와 임계 QT 블록 크기를 비교할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코더는 상기 현재 블록의 크기가 상기 임계 QT 블록 크기보다 작은지(또는 작거나 같은지) 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 상기 임계 QT 블록 크기는 QT 블록의 최소 크기를 의미할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 임계 QT 블록 크기는 상기 인코더 및/또는 디코더에서 이미 결정된 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 임계 QT 블록 크기는 높이 정보(height information) 또는 너비 정보(width information) 중 적어도 하나에 의해 정의될 수 있다.
상기 현재 블록의 크기가 상기 임계 QT 블록 크기보다 작은(또는 작거나 같은) 경우, 상기 인코더는 상기 현재 블록이 BT 분할되는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록이 BT 분할되는 경우, 상기 인코더는 BT 블록들에 대해 동일한 가중치 인덱스를 설정할 수 있다. 즉, 상기 BT 블록들은 동일한 가중치 인덱스를 공유한다.
일실시예로, 상기 임계 QT 블록 크기가 16x16 이고, QT 분할된 서브 블록의 크기가 16x16 또는 8x8 인 경우, 인코더는 상기 현재 블록이 BT 분할되는지 여부를 확인할 수 있다. 그리고, 상기 현재 블록이 BT 분할되는 경우, 상기 인코더는 BT 블록들에 대해 동일한 가중치 인덱스를 설정할 수 있다. 이 경우, 하나의 QT 블록 안의 BT 블록들이 동일한 가중치 인덱스를 갖게 된다. 여기서, 가중치 인덱스는 모든 후보 가중치 인덱스들 중 하나가 선택되거나, 이미 결정된 값일 수 있다.
아래 표 5를 살펴보면, 16x16 QT 블록 내의 BT 블록들 (4x4, 4x8, 4x16,8x4, 8x8, 8x16, 16x4,16x8)은 동일한 가중치 인덱스를 가질 수 있다. 또한, 8x8 QT 블록 내의 BT 블록들 (4x4, 4x8, 8x4)은 동일한 가중치 인덱스를 가질 수 있다.
Figure PCTKR2017010810-appb-T000005
일실시예로, 임계 QT 블록 크기가 16x16 이라고 가정하고, 상기 도 16(a)에서 영역 A의 경우, 영역 A 내 BT 블록들은 동일한 가중치 인덱스를 가질 수 있다.
마찬가지로, 상기 도 16(b)에서 영역 B의 경우, 영역 B 내 BT 블록들은 동일한 가중치 인덱스를 가질 수 있다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 방법을 제공한다.
먼저, 인코더는 현재 블록의 크기가 임계 QT 블록 크기보다 작은지(또는 작거나 같은지) 여부를 확인할 수 있다(S1710). 여기서, 상기 임계 QT 블록 크기는 QT 블록의 최소 크기를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 임계 QT 블록 크기는 높이 정보(height information) 또는 너비 정보(width information) 중 적어도 하나에 의해 정의될 수 있다.
상기 S1710 단계 확인 결과, 상기 현재 블록의 크기가 상기 임계 QT 블록 크기보다 작은(또는 작거나 같은) 경우, 상기 인코더는 상기 현재 블록이 BT 분할되는지 여부를 확인할 수 있다(S1720).
본 실시예에서는, 상기 S1710 단계와 상기 S1720 단계를 구분하여 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 상기 두 단계는 하나의 조건으로 만족되는지 확인될 수 있다.
상기 S1720 단계 확인 결과, 상기 현재 블록이 BT 분할되는 경우, 상기 인코더는 BT 블록들에 대해 동일한 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나를 설정할 수 있다(S1730). 즉, 상기 BT 블록들은 동일한 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나를 공유한다.
상기 인코더는 상기 현재 블록의 가중치 값을 L0 예측자 또는 L1 예측자 중 적어도 하나에 적용하고(S1740), 상기 가중치 적용된 L0 예측자 또는 L1 예측자 중 적어도 하나를 이용하여 최적의 예측값을 획득할 수 있다(S1750).
한편, 상기 S1710 단계 확인 결과, 상기 현재 블록의 크기가 상기 임계 QT 블록 크기보다 크면, 상기 인코더는 상기 도 10의 예측 과정을 통해 최적의 예측값을 획득할 수 있다(S1760).
그리고, 상기 S1720 단계 확인 결과, 상기 현재 블록이 BT 분할되지 않는 경우, 상기 인코더는 상기 도 10의 예측 과정을 통해 최적의 예측값을 획득할 수 있다(S1760).
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 임계 QT 블록 크기를 정의하기 위한 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명은, 임계 QT 블록 크기를 정의하기 위한 신택스 구조를 제공한다. 여기서, 상기 임계 QT 블록 크기는 QT 블록의 최소 크기를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 임계 QT 블록 크기는 높이 정보(height information) 또는 너비 정보(width information) 중 적어도 하나에 의해 정의될 수 있다.
상기 임계 QT 블록 크기는 블록에 대해 가중치 인덱스를 설정(또는 전송)할지 여부를 결정하기 위해 이용되거나, 가중치 인덱스를 공유할지 여부를 결정하기 위해 이용될 수 있다.
일실시예로, 상기 임계 QT 블록 크기는 슬라이스 헤더에서 정의될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 임계 QT 블록 크기는 시퀀스 파라미터 셋, 픽쳐 파라미터 셋, 슬라이스 헤더, 코딩 유닛, 예측 유닛, 또는 변환 유닛 중 적어도 하나에서 정의될 수 있다.
다른 예로, 상기 임계 QT 블록 크기는 신택스 요소로 전송되지 않고, 인코더 및/또는 디코더에서 이미 알고 있는 정보이거나, 인코더 및/또는 디코더에서 유도되는 정보일 수 있다.
도 18을 살펴보면, 슬라이스 세그먼트 헤더(또는 슬라이스 헤더)에서 슬라이스 타입(slice type)을 확인할 수 있다. slice_type = P 또는 B 인 경우, 디코더는 다시 slice_type = B 인지 여부를 확인할 수 있다(S1810). 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 S1810 단계는 독립적으로 확인될 수도 있다.
slice_type = B 이면, 상기 디코더는 임계 QT 블록 크기를 확인(또는 획득, 추출, 파싱)할 수 있다(S1820). 상기 임계 QT 블록 크기는 QT_size_threshold 로 표현될 수 있다.
도 19는 본 발명이 적용되는 실시예로서, QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명은, QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 방법을 제공하며, 디코더에서 가중치 인덱스를 정의하는 방법을 제공한다.
먼저, 디코더는 현재 예측 유닛에 대해 어떠한 예측 방법이 이용되는지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 예측 방법으로는 L0 단방향 예측, L1 단방향 예측 또는 양방향 예측(bi-prediction) 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
상기 도 19를 살펴보면, 디코더는 양방향 예측이 수행되는지 여부를 확인할 수 있다(S1910). 예를 들어, if( inter_pred_idc[ x0 ][ y0 ] = = PRED_BI ) 을 통해 양방향 예측이 수행되는지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, inter_pred_idc 는 L0 단방향 예측, L1 단방향 예측 또는 양방향 예측(bi-prediction)이 현재 예측 유닛에 이용되는지 여부를 의미할 수 있고, PRED_BI 는 양방향 예측을 의미할 수 있다.
상기 S1910 단계에 따라, 양방향 예측이 수행되는 경우, 상기 디코더는 현재 블록의 크기가 임계 QT 블록 크기보다 작은지(또는 작거나 같은지) 여부 또는 상기 현재 블록이 BT 분할되는지 여부 중 적어도 하나를 확인할 수 있다(S1920). 본 실시예에서는, 위 2가지 조건이 모두 만족되는지 여부를 확인하는 경우를 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, if (cur_blk_QT_size =< QT_threshold && BT_split_flag == true ) 을 통해 위 2가지 조건이 모두 만족되는지 여부를 확인할 수 있다.
상기 2가지 조건이 모두 만족되는 경우, 상기 디코더는 BT 블록들에 대해 동일한 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나를 설정할 수 있다. 즉, 상기 BT 블록들은 동일한 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나를 공유한다.
다른 예로, 상기 2가지 조건이 모두 만족되는 경우, 상기 디코더는 현재 블록이 첫번째 BT 블록인지 여부를 확인할 수 있다(S1930). 예를 들어, if (isFirstBtBlkOfThisQtBlk) 를 통해 현재 블록이 첫번째 BT 블록인지 여부를 확인할 수 있다.
현재 블록이 첫번째 BT 블록인 경우, 상기 디코더는 가중치 인덱스를 획득(또는 추출)할 수 있다(S1940). 이때, 상기 현재 블록 내 BT 블록들은 상기 가중치 인덱스를 공유할 수 있다. 즉, 상기 가중치 인덱스에 대응되는 동일한 가중치 값이 이용된다.
반면, 현재 블록이 첫번째 BT 블록이 아닌 경우, 상기 현재 블록의 가중치 인덱스는 상기 첫번째 BT 블록으로부터 유도될 수 있다(S1950).
한편, 상기 S1920 단계 확인 결과, 상기 2가지 조건이 모두 만족되지 않는 경우, 상기 디코더는 가중치 인덱스를 획득(추출 또는 파싱)할 수 있다(S1960).
상기 가중치 인덱스를 획득하면, 상기 디코더는 상기 가중치 인덱스에 대응되는 가중치 값을 유도할 수 있다.
상기 디코더는 상기 가중치 값을 L0 예측자 및 L1 예측자에 적용하여 양방향 예측자를 획득할 수 있다. 이때, 상기 양방향 예측자는 최적의 예측값에 대응될 수 있다.
상기 디코더는 상기 양방향 예측자를 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 상기 도 13의 실시예와 상기 도 17의 실시예를 조합하는 방법이 제공된다.
예를 들어, 상기 도 13의 실시예에서 임계 픽셀 개수를 256, 상기 도 17의 실시예에서 임계 QT 블록 크기를 32x32 라고 가정하면, 다음 표 6에서와 같이, 볼드체로 표시된 크기의 BT 들은 동일한 가중치 인덱스 또는 가중치 값을 갖는다.
Figure PCTKR2017010810-appb-T000006
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 블록 내 픽셀 개수에 기초하여 기결정된 가중치 인덱스를 이용하여 양방향 예측을 수행하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은, 블록 내 픽셀 개수에 기초하여 기결정된 가중치 인덱스를 이용하여 양방향 예측을 수행하는 방법을 제공한다.
먼저, 인코더 또는 디코더는 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은지 여부를 확인할 수 있다(S2010).
상기 S2010 단계 확인 결과, 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 상기 임계 픽셀 개수보다 작거나 같다면, 상기 인코더 또는 디코더는 기결정된 가중치 인덱스에 기초하여 현재 블록의 가중치 값을 결정할 수 있다(S2020). 예를 들어, 상기 인코더 또는 디코더는 기결정된 가중치 인덱스를 상기 현재 블록의 가중치 인덱스로 설정하고, 상기 현재 블록의 가중치 인덱스에 대응되는 가중치 값을 획득 또는 유도할 수 있다. 또는, 상기 기결정된 가중치 인덱스에 대응되는 가중치 값을 상기 현재 블록의 가중치 값으로 설정 또는 유도할 수 있다.
상기 인코더 또는 디코더는 상기 현재 블록의 가중치 값을 L0 예측자 또는 L1 예측자 중 적어도 하나에 적용하고(S2030), 상기 가중치 적용된 L0 예측자 또는 L1 예측자 중 적어도 하나를 이용하여 최적의 예측값을 획득할 수 있다(S2040).
한편, 상기 S2010 단계 확인 결과, 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 상기 임계 픽셀 개수보다 크면, 상기 인코더 또는 디코더는 상기 도 10의 예측 과정을 통해 최적의 예측값을 획득할 수 있다(S2050).
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 블록 내 픽셀 개수에 기초하여 기결정된 가중치 인덱스를 이용하여 양방향 예측을 수행하는 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명의 일실시예는 블록 내 픽셀 개수에 기초하여 양방향 예측을 수행하는 방법을 제공하며, 디코더에서 가중치 인덱스를 정의하는 방법을 제공한다.
먼저, 디코더는 현재 예측 유닛에 대해 어떠한 예측 방법이 이용되는지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 예측 방법으로는 L0 단방향 예측, L1 단방향 예측 또는 양방향 예측(bi-prediction) 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
상기 도 21을 살펴보면, 디코더는 양방향 예측이 수행되는지 여부를 확인할 수 있다(S2110). 예를 들어, if( inter_pred_idc[ x0 ][ y0 ] = = PRED_BI ) 을 통해 양방향 예측이 수행되는지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, inter_pred_idc 는 L0 단방향 예측, L1 단방향 예측 또는 양방향 예측(bi-prediction)이 현재 예측 유닛에 이용되는지 여부를 의미할 수 있고, PRED_BI 는 양방향 예측을 의미할 수 있다.
상기 S2110 단계에 따라, 양방향 예측이 수행되는 경우, 상기 디코더는 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은지 여부를 확인할 수 있다(S2120). 예를 들어, if (cur_pix_num =< pix_num_threshold) 를 통해 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, cur_pix_num 은 현재 블록의 픽셀 개수를 나타내고, pix_num_threshold 는 임계 픽셀 개수를 나타낸다.
상기 S2120 단계 확인 결과, 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은 경우, 상기 디코더는 기결정된 가중치 인덱스에 기초하여 현재 블록의 가중치 값을 결정할 수 있다(S2130). 예를 들어, 상기 디코더는 상기 기결정된 가중치 인덱스를 상기 현재 블록의 가중치 인덱스로 설정할 수 있다.
다른 예로, 상기 디코더는 상기 현재 블록의 가중치 인덱스에 대응되는 가중치 값을 획득 또는 유도할 수 있다. 또는, 상기 기결정된 가중치 인덱스에 대응되는 가중치 값을 상기 현재 블록의 가중치 값으로 설정 또는 유도할 수 있다.
한편, 상기 S2120 단계 확인 결과, 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 상기 임계 픽셀 개수보다 크면, 상기 디코더는 가중치 인덱스를 획득(추출 또는 파싱)할 수 있다.
상기 가중치 인덱스를 획득하면, 상기 디코더는 상기 가중치 인덱스에 대응되는 가중치 값을 유도할 수 있다.
상기 디코더는 상기 가중치 값을 L0 예측자 및 L1 예측자에 적용하여 양방향 예측자를 획득할 수 있다. 이때, 상기 양방향 예측자는 최적의 예측값에 대응될 수 있다.
상기 디코더는 상기 양방향 예측자를 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다.
도 22는 본 발명이 적용되는 실시예로서, QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 기결정된 가중치 인덱스를 이용하여 양방향 예측을 수행하는 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명은, QT 블록 크기 또는 BT 분할 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 양방향 예측을 수행하는 방법을 제공하며, 디코더에서 가중치 인덱스를 정의하는 방법을 제공한다.
먼저, 디코더는 현재 예측 유닛에 대해 어떠한 예측 방법이 이용되는지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 예측 방법으로는 L0 단방향 예측, L1 단방향 예측 또는 양방향 예측(bi-prediction) 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
상기 도 22를 살펴보면, 디코더는 양방향 예측이 수행되는지 여부를 확인할 수 있다(S2210). 예를 들어, if( inter_pred_idc[ x0 ][ y0 ] = = PRED_BI ) 을 통해 양방향 예측이 수행되는지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, inter_pred_idc 는 L0 단방향 예측, L1 단방향 예측 또는 양방향 예측(bi-prediction)이 현재 예측 유닛에 이용되는지 여부를 의미할 수 있고, PRED_BI 는 양방향 예측을 의미할 수 있다.
상기 S2210 단계에 따라, 양방향 예측이 수행되는 경우, 상기 디코더는 현재 블록의 크기가 임계 QT 블록 크기보다 작은지(또는 작거나 같은지) 여부 또는 상기 현재 블록이 BT 분할되는지 여부 중 적어도 하나를 확인할 수 있다(S2220). 본 실시예에서는, 위 2가지 조건이 모두 만족되는지 여부를 확인하는 경우를 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, if (cur_blk_QT_size =< QT_threshold && BT_split_flag == true ) 을 통해 위 2가지 조건이 모두 만족되는지 여부를 확인할 수 있다.
상기 2가지 조건이 모두 만족되는 경우, 상기 디코더는 기결정된 가중치 인덱스를 이용하여 현재 블록의 가중치 인덱스를 설정할 수 있다(S2230). 예를 들어, BT 블록들은 상기 기결정된 가중치 인덱스를 이용하여 가중치 값을 획득 또는 유도할 수 있다.
한편, 상기 S2220 단계 확인 결과, 상기 2가지 조건이 모두 만족되지 않는 경우, 상기 디코더는 가중치 인덱스를 획득(추출 또는 파싱)할 수 있다(S2240).
상기 가중치 인덱스를 획득하면, 상기 디코더는 상기 가중치 인덱스에 대응되는 가중치 값을 유도할 수 있다.
상기 디코더는 상기 가중치 값을 L0 예측자 및 L1 예측자에 적용하여 양방향 예측자를 획득할 수 있다. 이때, 상기 양방향 예측자는 최적의 예측값에 대응될 수 있다.
상기 디코더는 상기 양방향 예측자를 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 1 및 도 2에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 및 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트 스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (14)

  1. 가중치 인덱스를 이용하여 현재 블록에 대해 양방향 예측을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은지 여부를 확인하는 단계;
    상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은 경우, 이웃 블록의 가중치 인덱스에 기초하여 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값을 결정하는 단계;
    상기 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 양방향 예측값을 획득하는 단계; 및
    상기 양방향 예측값을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계
    를 포함하되,
    상기 임계 픽셀 개수는 블록 간 가중치 인덱스를 공유하기 위해 필요한 블록 내 최대 픽셀 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은 경우, 가중치 인덱스를 갖는 이웃 블록이 존재하는지 여부를 확인하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 이웃 블록이 존재하는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값은 상기 이웃 블록의 가중치 인덱스에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 이웃 블록이 존재하지 않는 경우, 슬라이스 헤더로부터 상기 현재 블록의 가중치 인덱스를 획득하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 임계 픽셀 개수는 슬라이스 헤더로부터 획득되거나, 기결정된 값인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 가중치 인덱스를 이용하여 현재 블록에 대해 양방향 예측을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 현재 블록의 크기가 임계 QT(quadtree) 블록 크기보다 작은지 여부를 확인하는 단계, 여기서 상기 임계 QT 블록 크기는 QT 블록의 최소 크기를 나타냄;
    상기 현재 블록의 크기가 상기 임계 QT 블록 크기보다 작은 경우, 상기 현재 블록이 BT(binarytree) 분할되는지 여부를 확인하는 단계;
    상기 현재 블록이 BT 분할되는 경우, BT 블록들에 대해 동일한 값을 갖는 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나를 설정하는 단계;
    상기 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 양방향 예측값을 획득하는 단계; 및
    상기 양방향 예측값을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 설정 단계는,
    상기 현재 블록이 첫번째 BT 블록인지 여부를 확인하는 단계
    를 포함하고,
    상기 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나에 상기 확인 결과에 기초하여 서로 다른 방법으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 현재 블록이 첫번째 BT 블록인 경우, 상기 가중치 인덱스는 예측 유닛으로부터 획득되고,
    상기 현재 블록이 첫번째 BT 블록이 아닌 경우, 상기 가중치 인덱스는 상기 첫번째 BT 블록으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 임계 QT 블록 크기는 슬라이스 헤더로부터 획득되거나, 기결정된 값인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 가중치 인덱스를 이용하여 현재 블록에 대해 양방향 예측을 수행하는 장치에 있어서,
    상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은지 여부를 확인하고, 상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은 경우, 이웃 블록의 가중치 인덱스에 기초하여 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값을 결정하고, 상기 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 양방향 예측값을 획득하는 인터 예측부; 및
    상기 양방향 예측값을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 복원부
    를 포함하되,
    상기 임계 픽셀 개수는 블록 간 가중치 인덱스를 공유하기 위해 필요한 블록 내 최대 픽셀 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 인터 예측부는,
    상기 현재 블록의 픽셀 개수가 임계 픽셀 개수보다 작거나 같은 경우, 가중치 인덱스를 갖는 이웃 블록이 존재하는지 여부를 확인하고,
    상기 이웃 블록이 존재하는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 인덱스 또는 가중치 값은 상기 이웃 블록의 가중치 인덱스에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 장치는,
    상기 이웃 블록이 존재하지 않는 경우, 슬라이스 헤더로부터 상기 현재 블록의 가중치 인덱스를 획득하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 가중치 인덱스를 이용하여 현재 블록에 대해 양방향 예측을 수행하는 장치에 있어서,
    상기 현재 블록의 크기가 임계 QT(quadtree) 블록 크기보다 작은지 여부를 확인하고, 상기 현재 블록의 크기가 상기 임계 QT 블록 크기보다 작은 경우, 상기 현재 블록이 BT(binarytree) 분할되는지 여부를 확인하고, 상기 현재 블록이 BT 분할되는 경우, BT 블록들에 대해 동일한 값을 갖는 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나를 설정하고, 상기 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 양방향 예측값을 획득하는 인터 예측부; 및
    상기 양방향 예측값을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 복원부
    를 포함하되,
    상기 임계 QT 블록 크기는 QT 블록의 최소 크기를 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 인터 예측부는,
    상기 현재 블록이 첫번째 BT 블록인지 여부를 확인하고,
    상기 가중치 인덱스 또는 가중치 값 중 적어도 하나에 상기 확인 결과에 기초하여 서로 다른 방법으로 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 현재 블록이 첫번째 BT 블록인 경우, 상기 가중치 인덱스는 예측 유닛으로부터 획득되고,
    상기 현재 블록이 첫번째 BT 블록이 아닌 경우, 상기 가중치 인덱스는 상기 첫번째 BT 블록으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 장치.
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