WO2021015512A1 - Ibc를 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents

Ibc를 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 Download PDF

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Definitions

  • the present disclosure relates to an image encoding/decoding method, an apparatus, and a method of transmitting a bitstream, and more particularly, a method and apparatus for encoding/decoding an image using filtering, and an image encoding method/apparatus of the present disclosure. It relates to a method of transmitting the generated bitstream.
  • a high-efficiency image compression technique is required for effectively transmitting, storing, and reproducing information of high-resolution and high-quality images.
  • An object of the present disclosure is to provide an image encoding/decoding method and apparatus with improved encoding/decoding efficiency.
  • an object of the present disclosure is to provide a method and apparatus for encoding/decoding an image using an IBC (Intra Block Copy) mode.
  • IBC Intra Block Copy
  • an object of the present disclosure is to provide a method for transmitting a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure.
  • an object of the present disclosure is to provide a recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure.
  • an object of the present disclosure is to provide a recording medium storing a bitstream that is received and decoded by an image decoding apparatus according to the present disclosure and used for image restoration.
  • application of the IBC mode is limited to blocks exceeding Virtual Pipeline Data Units (VPDUs), and thus video encoding/decoding efficiency may be increased.
  • VPDUs Virtual Pipeline Data Units
  • determining whether to parse first information indicating whether a skip mode is applied to a current block, and an IBC (Intra Block Copy) mode is applied to the current block Determining whether to parse the second information indicating whether or not, based on the first information and the second information, determining whether to apply the IBC mode to the current block, and the IBC mode And deriving a prediction block of the current block based on whether or not the current block is applied, and whether to parse the first information may be determined based on at least one of a width and a height of the current block.
  • the first information when the width and height of the current block are less than or equal to a first value, the first information may be parsed.
  • the first value may be 64.
  • whether to parse the first information may be further determined based on third information indicating whether the IBC mode can be applied to the current block.
  • the first information when the third information indicates that the IBC mode can be applied to the current block, the first information may be parsed.
  • the third information may be signaled at a higher level of the current block.
  • whether to parse the first information may be further determined based on a type of a slice including the current block.
  • the slice including the current block is an I slice, it may be determined that the first information is parsed.
  • whether to parse the second information may be determined based on at least one of the first information and a width and a height of the current block.
  • An image decoding apparatus is an image decoding apparatus including a memory and at least one processor, wherein the at least one processor includes first information indicating whether a skip mode is applied to a current block. Determine whether to parse, determine whether to parse second information indicating whether the IBC (Intra Block Copy) mode is applied to the current block, based on the first information and the second information, Determining whether to apply the IBC mode to the current block, and deriving a prediction block of the current block based on whether the IBC mode is applied, wherein whether to parse the first information is determined by the current It may be determined based on at least one of the width and height of the block.
  • the at least one processor includes first information indicating whether a skip mode is applied to a current block. Determine whether to parse, determine whether to parse second information indicating whether the IBC (Intra Block Copy) mode is applied to the current block, based on the first information and the second information, Determining whether to apply the IBC mode to the current block, and deriving
  • An image encoding method includes determining whether to encode first information indicating whether a skip mode is applied to a current block, and an Intra Block Copy (IBC) mode for the current block. Determining whether to encode second information indicating whether or not is applied, and generating a bitstream for the current block based on whether to encode the first information and the second information, , Whether to encode the first information may be determined based on at least one of a width and a height of the current block.
  • IBC Intra Block Copy
  • the first information when the width and height of the current block are less than or equal to a first value, the first information may be encoded.
  • the first value may be 64.
  • whether to encode the first information may be further determined based on whether the IBC mode can be applied to the current block.
  • a computer-readable recording medium may store a bitstream generated by the image encoding method or image encoding apparatus of the present disclosure.
  • an image encoding/decoding method and apparatus with improved encoding/decoding efficiency may be provided.
  • a method and apparatus for encoding/decoding an intra-predicted image using an Intra Block Copy (IBC) mode may be provided.
  • IBC Intra Block Copy
  • a method for transmitting a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a recording medium may be provided that stores a bitstream that is received and decoded by the image decoding apparatus according to the present disclosure and used for image restoration.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a video coding system to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram showing a block division type according to a multi-type tree structure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a signaling mechanism of partitioning information of a quadtree with nested multi-type tree structure according to the present disclosure.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a video/video encoding method based on inter prediction.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of an inter prediction unit 180 according to the present disclosure.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a video/video decoding method based on inter prediction.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an exemplary configuration of an inter prediction unit 260 according to the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating neighboring blocks that can be used as spatial merge candidates.
  • FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a method of constructing a merge candidate list according to an example of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a method of constructing a motion vector predictor candidate list according to an example of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a syntax structure for transmitting MVD from an image encoding device to an image decoding device according to an example of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an IBC-based video/video encoding method.
  • 15 is a diagram illustrating a configuration of a prediction unit that performs an IBC-based video/video encoding method according to the present disclosure.
  • 16 is a flowchart illustrating an IBC-based video/video decoding method.
  • 17 is a diagram illustrating a configuration of a prediction unit that performs an IBC-based video/video decoding method according to the present disclosure.
  • FIG. 18 is a diagram for describing a bitstream structure according to an embodiment of the present disclosure.
  • 19 is a diagram for describing an image decoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • 20 is a diagram for describing an image encoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • 21 to 24 are diagrams for explaining a bitstream structure according to some embodiments of the present disclosure.
  • 25 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure can be applied.
  • a component when a component is said to be “connected”, “coupled” or “connected” with another component, it is not only a direct connection relationship, but an indirect connection relationship in which another component exists in the middle. It can also include.
  • a certain component when a certain component “includes” or “have” another component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated. .
  • first and second are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and do not limit the order or importance of the components unless otherwise stated. Accordingly, within the scope of the present disclosure, a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment, and similarly, a second component in one embodiment is a first component in another embodiment. It can also be called.
  • components that are distinguished from each other are intended to clearly describe each feature, and do not necessarily mean that the components are separated. That is, a plurality of components may be integrated to be formed in one hardware or software unit, or one component may be distributed in a plurality of hardware or software units. Therefore, even if not stated otherwise, such integrated or distributed embodiments are also included in the scope of the present disclosure.
  • the components described in various embodiments do not necessarily mean essential components, and some may be optional components. Accordingly, an embodiment consisting of a subset of components described in an embodiment is also included in the scope of the present disclosure. In addition, embodiments including other elements in addition to the elements described in the various embodiments are included in the scope of the present disclosure.
  • the present disclosure relates to encoding and decoding of an image, and terms used in the present disclosure may have a common meaning commonly used in the technical field to which the present disclosure belongs unless newly defined in the present disclosure.
  • a “picture” generally refers to a unit representing one image in a specific time period
  • a slice/tile is a coding unit constituting a part of a picture
  • one picture is one It may be composed of more than one slice/tile.
  • a slice/tile may include one or more coding tree units (CTU).
  • pixel or "pel” may mean a minimum unit constituting one picture (or image).
  • sample may be used as a term corresponding to a pixel.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, may represent only a pixel/pixel value of a luma component, or may represent only a pixel/pixel value of a chroma component.
  • unit may represent a basic unit of image processing.
  • the unit may include at least one of a specific area of a picture and information related to the corresponding area.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as “sample array”, “block”, or “area” depending on the case.
  • the MxN block may include samples (or sample arrays) consisting of M columns and N rows, or a set (or array) of transform coefficients.
  • current block may mean one of “current coding block”, “current coding unit”, “coding object block”, “decoding object block”, or “processing object block”.
  • current block may mean “current prediction block” or “prediction target block”.
  • transformation inverse transformation
  • quantization inverse quantization
  • current block may mean “current transform block” or “transform target block”.
  • filtering is performed, “current block” may mean “block to be filtered”.
  • current block may mean “a luma block of the current block” unless explicitly stated as a chroma block.
  • the "chroma block of the current block” may be expressed by including an explicit description of a chroma block, such as “chroma block” or "current chroma block”.
  • FIG. 1 shows a video coding system according to this disclosure.
  • a video coding system may include an encoding device 10 and a decoding device 20.
  • the encoding device 10 may transmit the encoded video and/or image information or data in a file or streaming format to the decoding device 20 through a digital storage medium or a network.
  • the encoding apparatus 10 may include a video source generator 11, an encoder 12, and a transmission unit 13.
  • the decoding apparatus 20 may include a receiving unit 21, a decoding unit 22, and a rendering unit 23.
  • the encoder 12 may be referred to as a video/image encoder, and the decoder 22 may be referred to as a video/image decoder.
  • the transmission unit 13 may be included in the encoding unit 12.
  • the receiving unit 21 may be included in the decoding unit 22.
  • the rendering unit 23 may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source generator 11 may acquire a video/image through a process of capturing, synthesizing, or generating a video/image.
  • the video source generator 11 may include a video/image capturing device and/or a video/image generating device.
  • the video/image capture device may include, for example, one or more cameras, a video/image archive including previously captured video/images, and the like.
  • the video/image generating device may include, for example, a computer, a tablet and a smartphone, and may (electronically) generate a video/image.
  • a virtual video/image may be generated through a computer or the like, and in this case, a video/image capturing process may be substituted as a process of generating related data.
  • the encoder 12 may encode an input video/image.
  • the encoder 12 may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and encoding efficiency.
  • the encoder 12 may output encoded data (coded video/image information) in a bitstream format.
  • the transmission unit 13 may transmit the encoded video/image information or data output in the form of a bitstream to the receiving unit 21 of the decoding apparatus 20 through a digital storage medium or a network in a file or streaming form.
  • Digital storage media may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • the transmission unit 13 may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast/communication network.
  • the receiving unit 21 may extract/receive the bitstream from the storage medium or network and transmit it to the decoding unit 22.
  • the decoder 22 may decode the video/image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoder 12.
  • the rendering unit 23 may render the decoded video/image.
  • the rendered video/image may be displayed through the display unit.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • the image encoding apparatus 100 includes an image segmentation unit 110, a subtraction unit 115, a transform unit 120, a quantization unit 130, an inverse quantization unit 140, and an inverse transform unit ( 150), an addition unit 155, a filtering unit 160, a memory 170, an inter prediction unit 180, an intra prediction unit 185, and an entropy encoding unit 190.
  • the inter prediction unit 180 and the intra prediction unit 185 may be collectively referred to as a “prediction unit”.
  • the transform unit 120, the quantization unit 130, the inverse quantization unit 140, and the inverse transform unit 150 may be included in a residual processing unit.
  • the residual processing unit may further include a subtraction unit 115.
  • All or at least some of the plurality of constituent units constituting the image encoding apparatus 100 may be implemented as one hardware component (eg, an encoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB), and may be implemented by a digital storage medium.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image dividing unit 110 may divide an input image (or picture, frame) input to the image encoding apparatus 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be referred to as a coding unit (CU).
  • the coding unit is a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU) recursively according to a QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) structure ( It can be obtained by dividing recursively.
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure, a binary tree structure, and/or a ternary tree structure.
  • a quad tree structure may be applied first, and a binary tree structure and/or a ternary tree structure may be applied later.
  • the coding procedure according to the present disclosure may be performed based on the final coding unit that is no longer divided.
  • the largest coding unit may be directly used as the final coding unit, or a coding unit of a lower depth obtained by dividing the largest coding unit may be used as the final cornet unit.
  • the coding procedure may include a procedure such as prediction, transformation, and/or restoration described later.
  • the processing unit of the coding procedure may be a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • Each of the prediction unit and the transform unit may be divided or partitioned from the final coding unit.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transform unit may be a unit for inducing a transform coefficient and/or a unit for inducing a residual signal from the transform coefficient.
  • the prediction unit (inter prediction unit 180 or intra prediction unit 185) performs prediction on a block to be processed (current block), and generates a predicted block including prediction samples for the current block. Can be generated.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of the current block or CU.
  • the prediction unit may generate various information on prediction of the current block and transmit it to the entropy encoding unit 190.
  • the information on prediction may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the intra prediction unit 185 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in a neighborhood of the current block or may be located away from each other according to an intra prediction mode and/or an intra prediction technique.
  • the intra prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the non-directional mode may include, for example, a DC mode and a planar mode (Planar mode).
  • the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes, depending on the degree of detail of the prediction direction. However, this is an example, and more or less directional prediction modes may be used depending on the setting.
  • the intra prediction unit 185 may determine a prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 180 may derive a predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on correlation between motion information between neighboring blocks and current blocks.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block existing in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different from each other.
  • the temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated CU (colCU), or the like.
  • a reference picture including the temporal neighboring block may be referred to as a collocated picture (colPic).
  • the inter prediction unit 180 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks, and provides information indicating which candidate is used to derive a motion vector and/or a reference picture index of the current block. Can be generated. Inter prediction may be performed based on various prediction modes.
  • the inter prediction unit 180 may use motion information of a neighboring block as motion information of a current block.
  • a residual signal may not be transmitted.
  • motion vector prediction (MVP) mode motion vectors of neighboring blocks are used as motion vector predictors, and indicators for motion vector difference and motion vector predictors ( indicator) to signal the motion vector of the current block.
  • the motion vector difference may mean a difference between a motion vector of a current block and a motion vector predictor.
  • the prediction unit may generate a prediction signal based on various prediction methods and/or prediction techniques to be described later. For example, the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction for prediction of the current block, and may simultaneously apply intra prediction and inter prediction. A prediction method in which intra prediction and inter prediction are applied simultaneously for prediction of a current block may be called combined inter and intra prediction (CIIP). Also, the prediction unit may perform intra block copy (IBC) for prediction of the current block. The intra block copy may be used for content image/movie coding such as games, such as, for example, screen content coding (SCC). IBC is a method of predicting a current block by using a reference block in a current picture at a distance from the current block by a predetermined distance.
  • CIIP combined inter and intra prediction
  • IBC intra block copy
  • the intra block copy may be used for content image/movie coding such as games, such as, for example, screen content coding (SCC).
  • IBC is a method of predicting a current block by using a reference
  • the position of the reference block in the current picture may be encoded as a vector (block vector) corresponding to the predetermined distance.
  • IBC basically performs prediction in the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that it derives a reference block in the current picture. That is, the IBC may use at least one of the inter prediction techniques described in this disclosure.
  • the prediction signal generated through the prediction unit may be used to generate a reconstructed signal or may be used to generate a residual signal.
  • the subtraction unit 115 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit from the input image signal (original block, original sample array), and subtracts a residual signal (remaining block, residual sample array). ) Can be created.
  • the generated residual signal may be transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transformation technique uses at least one of DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), KLT (Karhunen-Loeve Transform), GBT (Graph-Based Transform), or CNT (Conditionally Non-linear Transform).
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT Kerhunen-Loeve Transform
  • GBT Graph-Based Transform
  • CNT Conditionally Non-linear Transform
  • GBT refers to the transformation obtained from this graph when the relationship information between pixels is expressed in a graph.
  • CNT refers to a transformation obtained based on generating a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the conversion process may be applied to a block of pixels having the same size of a square, or may be applied to a block of a variable size other than a square.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit the quantization to the entropy encoding unit 190.
  • the entropy encoding unit 190 may encode a quantized signal (information on quantized transform coefficients) and output it as a bitstream.
  • the information on the quantized transform coefficients may be called residual information.
  • the quantization unit 130 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a block into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and the quantized transform coefficients in the form of the one-dimensional vector It is also possible to generate information about transform coefficients.
  • the entropy encoding unit 190 may perform various encoding methods such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • the entropy encoding unit 190 may encode together or separately information necessary for video/image restoration (eg, values of syntax elements) in addition to quantized transform coefficients.
  • the encoded information (eg, encoded video/video information) may be transmitted or stored in a bitstream format in units of network abstraction layer (NAL) units.
  • the video/video information may further include information on various parameter sets, such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/video information may further include general constraint information.
  • the signaling information, transmitted information, and/or syntax elements mentioned in the present disclosure may be encoded through the above-described encoding procedure and included in the bitstream.
  • the bitstream may be transmitted through a network or may be stored in a digital storage medium.
  • the network may include a broadcasting network and/or a communication network
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • a transmission unit (not shown) for transmitting the signal output from the entropy encoding unit 190 and/or a storage unit (not shown) for storing may be provided as an inner/outer element of the image encoding apparatus 100, or transmission The unit may be provided as a component of the entropy encoding unit 190.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 130 may be used to generate a residual signal.
  • a residual signal residual block or residual samples
  • inverse quantization and inverse transform residual transforms
  • the addition unit 155 adds the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 to obtain a reconstructed signal (a reconstructed picture, a reconstructed block, and a reconstructed sample array). Can be generated.
  • a reconstructed signal (a reconstructed picture, a reconstructed block, and a reconstructed sample array).
  • the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the addition unit 155 may be referred to as a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, and may be used for inter prediction of the next picture through filtering as described later.
  • the filtering unit 160 may apply filtering to the reconstructed signal to improve subjective/objective image quality.
  • the filtering unit 160 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 170, specifically, the DPB of the memory 170. Can be saved on.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 160 may generate a variety of filtering information and transmit it to the entropy encoding unit 190 as described later in the description of each filtering method.
  • the filtering information may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 170 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the image encoding apparatus 100 may avoid prediction mismatch between the image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus, and may improve encoding efficiency.
  • the DPB in the memory 170 may store a reconstructed picture modified to be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the memory 170 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or encoded) and/or motion information of blocks in a picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 180 to be used as motion information of spatial neighboring blocks or motion information of temporal neighboring blocks.
  • the memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may transmit the reconstructed samples to the intra prediction unit 185.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • the image decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an addition unit 235, a filtering unit 240, and a memory 250. ), an inter prediction unit 260 and an intra prediction unit 265 may be included.
  • the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be collectively referred to as a “prediction unit”.
  • the inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230 may be included in the residual processing unit.
  • All or at least some of the plurality of constituent units constituting the image decoding apparatus 200 may be implemented as one hardware component (eg, a decoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a DPB and may be implemented by a digital storage medium.
  • the image decoding apparatus 200 receiving a bitstream including video/image information may reconstruct an image by performing a process corresponding to the process performed by the image encoding apparatus 100 of FIG. 2.
  • the image decoding apparatus 200 may perform decoding using a processing unit applied in the image encoding apparatus.
  • the processing unit of decoding may be, for example, a coding unit.
  • the coding unit may be a coding tree unit or may be obtained by dividing the largest coding unit.
  • the reconstructed image signal decoded and output through the image decoding apparatus 200 may be reproduced through a reproduction device (not shown).
  • the image decoding apparatus 200 may receive a signal output from the image encoding apparatus of FIG. 2 in the form of a bitstream.
  • the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream to derive information (eg, video/video information) necessary for image restoration (or picture restoration).
  • the video/video information may further include information on various parameter sets, such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/video information may further include general constraint information.
  • the image decoding apparatus may additionally use information on the parameter set and/or the general restriction information to decode an image.
  • the signaling information, received information and/or syntax elements mentioned in the present disclosure may be obtained from the bitstream by being decoded through the decoding procedure.
  • the entropy decoding unit 210 decodes information in the bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, and a value of a syntax element required for image restoration, a quantized value of a transform coefficient related to a residual. Can be printed.
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and includes information on the syntax element to be decoded, information on decoding information of a neighboring block and a block to be decoded, or information on a symbol/bin decoded in a previous step.
  • the context model is determined by using and, according to the determined context model, the probability of occurrence of bins is predicted to perform arithmetic decoding of bins to generate symbols corresponding to the values of each syntax element. I can.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model using information of the decoded symbol/bin for the context model of the next symbol/bin after the context model is determined.
  • the entropy decoding unit 210 Among the information decoded by the entropy decoding unit 210, information on prediction is provided to the prediction unit (inter prediction unit 260 and intra prediction unit 265), and the register on which entropy decoding is performed by the entropy decoding unit 210 Dual values, that is, quantized transform coefficients and related parameter information may be input to the inverse quantization unit 220. In addition, information about filtering among information decoded by the entropy decoding unit 210 may be provided to the filtering unit 240.
  • a receiving unit for receiving a signal output from the image encoding device may be additionally provided as an inner/outer element of the image decoding device 200, or the receiving unit is provided as a component of the entropy decoding unit 210 It could be.
  • the video decoding apparatus may include an information decoder (video/video/picture information decoder) and/or a sample decoder (video/video/picture sample decoder).
  • the information decoder may include an entropy decoding unit 210, and the sample decoder includes an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an addition unit 235, a filtering unit 240, a memory 250, It may include at least one of the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265.
  • the inverse quantization unit 220 may inverse quantize the quantized transform coefficients and output transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 220 may rearrange the quantized transform coefficients into a two-dimensional block shape. In this case, the rearrangement may be performed based on a coefficient scan order performed by the image encoding apparatus.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients by using a quantization parameter (eg, quantization step size information) and obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter eg, quantization step size information
  • the inverse transform unit 230 may inversely transform transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the prediction information output from the entropy decoding unit 210, and determine a specific intra/inter prediction mode (prediction technique). I can.
  • the prediction unit can generate the prediction signal based on various prediction methods (techniques) described later.
  • the intra prediction unit 265 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the description of the intra prediction unit 185 may be equally applied to the intra prediction unit 265.
  • the inter prediction unit 260 may derive a predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on correlation between motion information between neighboring blocks and current blocks.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block existing in the reference picture.
  • the inter prediction unit 260 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks, and derive a motion vector and/or a reference picture index of the current block based on the received candidate selection information.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes (techniques), and the information about the prediction may include information indicating a mode (technique) of inter prediction for the current block.
  • the addition unit 235 is reconstructed by adding the obtained residual signal to the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit (including the inter prediction unit 260 and/or the intra prediction unit 265). Signals (restored pictures, reconstructed blocks, reconstructed sample arrays) can be generated. When there is no residual for a block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the description of the addition unit 155 may be equally applied to the addition unit 235.
  • the addition unit 235 may be referred to as a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, and may be used for inter prediction of the next picture through filtering as described later.
  • the filtering unit 240 may apply filtering to the reconstructed signal to improve subjective/objective image quality.
  • the filtering unit 240 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 250, specifically the DPB of the memory 250. Can be saved on.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the (modified) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 250 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 260.
  • the memory 250 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or decoded) and/or motion information of blocks in a picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 260 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 250 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may be transmitted to the intra prediction unit 265.
  • embodiments described in the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the image encoding apparatus 100 are respectively the filtering unit 240 of the image decoding apparatus 200, The same or corresponding to the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be applied.
  • the coding unit is obtained by recursively dividing a coding tree unit (CTU) or a maximum coding unit (LCU) according to a QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) structure.
  • CTU coding tree unit
  • LCU maximum coding unit
  • QT/BT/TT Quad-tree/binary-tree/ternary-tree
  • the CTU may be first divided into a quadtree structure. Thereafter, leaf nodes of a quadtree structure may be further divided by a multitype tree structure.
  • the division according to the quadtree means division in which the current CU (or CTU) is divided into four. By partitioning according to the quadtree, the current CU can be divided into four CUs having the same width and the same height.
  • the current CU corresponds to a leaf node of the quadtree structure.
  • the CU corresponding to the leaf node of the quadtree structure is no longer divided and may be used as the above-described final coding unit.
  • a CU corresponding to a leaf node of a quadtree structure may be further divided by a multitype tree structure.
  • the division according to the multi-type tree structure may include two divisions according to a binary tree structure and two divisions according to a ternary tree structure.
  • the two divisions according to the binary tree structure may include vertical binary splitting (SPLIT_BT_VER) and horizontal binary splitting (SPLIT_BT_HOR).
  • the vertical binary division (SPLIT_BT_VER) means division in which the current CU is divided into two in the vertical direction. As shown in FIG. 4, two CUs having a height equal to the height of the current CU and a width of half the width of the current CU may be generated by vertical binary division.
  • the horizontal binary division means division in which the current CU is divided into two in the horizontal direction. As shown in FIG. 4, two CUs having a height of half the height of the current CU and a width equal to the width of the current CU may be generated by horizontal binary division.
  • the two divisions according to the ternary tree structure may include vertical ternary splitting (SPLIT_TT_VER) and horizontal ternary splitting (hotizontal ternary splitting, SPLIT_TT_HOR).
  • Vertical ternary division (SPLIT_TT_VER) divides the current CU in a vertical direction at a ratio of 1:2:1. As shown in FIG. 4, by vertical ternary division, two CUs having a height equal to the height of the current CU and a width of 1/4 of the width of the current CU, and a current CU having a height equal to the height of the current CU A CU with a width of half the width of can be created.
  • the horizontal ternary division divides the current CU in the horizontal direction at a ratio of 1:2:1. As shown in FIG. 4, by horizontal ternary division, two CUs having a height of 1/4 of the height of the current CU and having the same width as the width of the current CU and a height of half the height of the current CU One CU can be created with a width equal to the width of the CU.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a signaling mechanism of partitioning information of a quadtree with nested multi-type tree structure according to the present disclosure.
  • the CTU is treated as the root node of a quadtree, and is first partitioned into a quadtree structure.
  • Information eg, qt_split_flag
  • qt_split_flag a first value (eg, “1”)
  • the current CU may be quadtree split.
  • qt_split_flag is a second value (eg, "0")
  • the current CU is not divided into a quadtree, but becomes a leaf node (QT_leaf_node) of the quadtree.
  • the leaf nodes of each quadtree can then be further partitioned into a multitype tree structure. That is, a leaf node of a quad tree may be a node (MTT_node) of a multi-type tree.
  • a first flag eg, mtt_split_cu_flag
  • a second flag (ex.mtt_split_cu_verticla_flag) may be signaled to indicate the splitting direction.
  • the division direction may be a vertical direction
  • the second flag is 0, the division direction may be a horizontal direction.
  • a third flag (eg, mtt_split_cu_binary_flag) may be signaled to indicate whether the division type is a binary division type or a ternary division type.
  • the division type may be a binary division type
  • the third flag when the third flag is 0, the division type may be a ternary division type.
  • Nodes of a multitype tree obtained by binary division or ternary division may be further partitioned into a multitype tree structure.
  • nodes of a multitype tree cannot be partitioned into a quadtree structure.
  • the first flag is 0, the corresponding node of the multitype tree is no longer divided and becomes a leaf node (MTT_leaf_node) of the multitype tree.
  • the CU corresponding to the leaf node of the multi-type tree may be used as the above-described final coding unit.
  • a multi-type tree splitting mode (MttSplitMode) of the CU may be derived as shown in Table 1.
  • One CTU may include a coding block of luma samples (hereinafter, referred to as a “luma block”) and two coding blocks of chroma samples corresponding thereto (hereinafter referred to as a “chroma block”).
  • the above-described coding tree scheme may be applied equally to the luma block and the chroma block of the current CU, or may be applied separately.
  • a luma block and a chroma block in one CTU may be divided into the same block tree structure, and the tree structure in this case may be represented as a single tree (SINGLE_TREE).
  • a luma block and a chroma block in one CTU may be divided into individual block tree structures, and the tree structure in this case may be represented as a dual tree (DUAL_TREE). That is, when the CTU is divided into a dual tree, a block tree structure for a luma block and a block tree structure for a chroma block may exist separately.
  • the block tree structure for the luma block may be referred to as a dual tree luma (DUAL_TREE_LUMA)
  • the block tree structure for the chroma block may be referred to as a dual tree chroma (DUAL_TREE_CHROMA).
  • luma blocks and chroma blocks in one CTU may be limited to have the same coding tree structure.
  • luma blocks and chroma blocks may have separate block tree structures from each other. If an individual block tree structure is applied, a luma coding tree block (CTB) may be divided into CUs based on a specific coding tree structure, and the chroma CTB may be divided into chroma CUs based on a different coding tree structure.
  • CTB luma coding tree block
  • a CU in an I slice/tile group to which an individual block tree structure is applied is composed of a coding block of a luma component or coding blocks of two chroma components
  • a CU of a P or B slice/tile group has three color components (luma component And it may mean that it may be composed of blocks of two chroma components).
  • the structure in which the CU is divided is not limited thereto.
  • the BT structure and the TT structure may be interpreted as a concept included in the Multiple Partitioning Tree (MPT) structure, and the CU may be interpreted as being divided through the QT structure and the MPT structure.
  • MPT Multiple Partitioning Tree
  • a syntax element eg, MPT_split_type
  • MPT_split_mode a syntax element including information on which direction of splitting between horizontal and horizontal.
  • the CU may be divided in a different way from the QT structure, BT structure, or TT structure. That is, according to the QT structure, the CU of the lower depth is divided into 1/4 size of the CU of the upper depth, or the CU of the lower depth is divided into 1/2 of the CU of the upper depth according to the BT structure, or according to the TT structure. Unlike CUs of lower depth are divided into 1/4 or 1/2 of CUs of higher depth, CUs of lower depth are 1/5, 1/3, 3/8, 3 of CUs of higher depth depending on the case. It may be divided into /5, 2/3, or 5/8 size, and the method of dividing the CU is not limited thereto.
  • the prediction unit of the video encoding apparatus/video decoding apparatus may derive a prediction sample by performing inter prediction in block units.
  • Inter prediction may represent prediction derived by a method dependent on data elements (e.g. sample values, motion information, etc.) of a picture(s) other than the current picture.
  • motion information of the current block may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on correlation between motion information between neighboring blocks and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction type (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block existing in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be called a collocated reference block, a collocated CU (colCU), a collocated block, and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block is a collocated picture. It may be called by a name such as picture, colPic), or colPicture.
  • a motion information candidate list may be constructed based on neighboring blocks of the current block, and a flag indicating which candidate is selected (used) to derive a motion vector and/or a reference picture index of the current block Alternatively, index information may be signaled.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes.
  • motion information of a current block may be the same as motion information of a selected neighboring block.
  • a residual signal may not be transmitted.
  • MVP motion vector prediction
  • a motion vector of a selected neighboring block is used as a motion vector predictor, and a motion vector difference may be signaled.
  • the motion vector of the current block may be derived by using the sum of the motion vector predictor and the motion vector difference.
  • the MVP mode may have the same meaning as AMVP (Advanced Motion Vector Prediction).
  • the motion information may include L0 motion information and/or L1 motion information according to an inter prediction type (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.).
  • the motion vector in the L0 direction may be referred to as an L0 motion vector or MVL0
  • the motion vector in the L1 direction may be referred to as an L1 motion vector or MVL1.
  • the prediction based on the L0 motion vector may be referred to as L0 prediction
  • the prediction based on the L1 motion vector may be referred to as the L1 prediction
  • the prediction based on both the L0 motion vector and the L1 motion vector may be referred to as a pair (Bi) prediction.
  • I can.
  • the motion vector L0 may represent a motion vector associated with the reference picture list L0 (L0), and the motion vector L1 may represent a motion vector associated with the reference picture list L1 (L1).
  • the reference picture list L0 may include pictures prior to the current picture in output order as reference pictures, and the reference picture list L1 may include pictures after the current picture in output order.
  • the previous pictures may be referred to as forward (reference) pictures, and the subsequent pictures may be referred to as reverse (reference) pictures.
  • the reference picture list L0 may further include pictures later in output order than the current picture as reference pictures. In this case, the previous pictures in the reference picture list L0 may be indexed first, and the subsequent pictures may be indexed next.
  • the reference picture list L1 may further include pictures preceding the current picture in an output order as reference pictures.
  • the subsequent pictures may be indexed first, and the previous pictures may be indexed next.
  • the output order may correspond to a picture order count (POC) order.
  • POC picture order count
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a video/video encoding method based on inter prediction.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of an inter prediction unit 180 according to the present disclosure.
  • the encoding method of FIG. 6 may be performed by the video encoding apparatus of FIG. 2. Specifically, step S610 may be performed by the inter prediction unit 180, and step S620 may be performed by the residual processing unit. Specifically, step S620 may be performed by the subtraction unit 115. Step S630 may be performed by the entropy encoding unit 190.
  • the prediction information of step S630 may be derived by the inter prediction unit 180, and the residual information of step S630 may be derived by the residual processing unit.
  • the residual information is information on the residual samples.
  • the residual information may include information on quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the residual samples may be derived as transform coefficients through the transform unit 120 of the image encoding apparatus, and the transform coefficients may be derived as quantized transform coefficients through the quantization unit 130.
  • Information about the quantized transform coefficients may be encoded by the entropy encoding unit 190 through a residual coding procedure.
  • the image encoding apparatus may perform inter prediction on the current block (S610).
  • the image encoding apparatus may derive the inter prediction mode and motion information of the current block and generate prediction samples of the current block.
  • the procedure of determining the inter prediction mode, deriving motion information, and generating prediction samples may be performed simultaneously, or one procedure may be performed before the other procedure.
  • the inter prediction unit 180 of the image encoding apparatus may include a prediction mode determination unit 181, a motion information derivation unit 182, and a prediction sample derivation unit 183. have.
  • a prediction mode determination unit 181 determines a prediction mode for the current block
  • a motion information derivation unit 182 derives motion information of the current block
  • a prediction sample derivation unit 183 predicts the current block Samples can be derived.
  • the inter prediction unit 180 of the video encoding apparatus searches for a block similar to the current block within a predetermined area (search area) of reference pictures through motion estimation, and a difference between the current block and the current block. It is possible to derive a reference block that is less than the minimum or a certain criterion. Based on this, a reference picture index indicating a reference picture in which the reference block is located may be derived, and a motion vector may be derived based on a position difference between the reference block and the current block.
  • the image encoding apparatus may determine a mode applied to the current block from among various prediction modes.
  • the image encoding apparatus may compare rate-distortion (RD) costs for the various prediction modes and determine an optimal prediction mode for the current block.
  • RD rate-distortion
  • the method of determining the prediction mode for the current block by the image encoding apparatus is not limited to the above example, and various methods may be used.
  • the video encoding apparatus may derive merge candidates from neighboring blocks of the current block and construct a merge candidate list using the derived merge candidates.
  • the image encoding apparatus may derive a reference block in which a difference between the current block and the current block among reference blocks indicated by merge candidates included in the merge candidate list is a minimum or less than a predetermined reference.
  • a merge candidate associated with the derived reference block is selected, and merge index information indicating the selected merge candidate may be generated and signaled to the image decoding apparatus.
  • Motion information of the current block may be derived using motion information of the selected merge candidate.
  • the video encoding apparatus when the MVP mode is applied to the current block, the video encoding apparatus derives motion vector predictor (mvp) candidates from neighboring blocks of the current block, and constructs an mvp candidate list using the derived mvp candidates.
  • the image encoding apparatus may use a motion vector of an mvp candidate selected from among mvp candidates included in the mvp candidate list as the mvp of the current block.
  • a motion vector indicating a reference block derived by motion estimation described above may be used as a motion vector of the current block, and the difference between the motion vector of the current block among the mvp candidates is the smallest.
  • An mvp candidate having a motion vector may be the selected mvp candidate.
  • a motion vector difference (MVD) which is a difference obtained by subtracting the mvp from the motion vector of the current block may be derived.
  • index information indicating the selected mvp candidate and information about the MVD may be signaled to the video decoding apparatus.
  • the value of the reference picture index may be composed of reference picture index information and may be separately signaled to the video decoding apparatus.
  • the image encoding apparatus may derive residual samples based on the prediction samples (S620).
  • the image encoding apparatus may derive the residual samples by comparing the original samples of the current block with the prediction samples. For example, the residual sample may be derived by subtracting a corresponding prediction sample from an original sample.
  • the image encoding apparatus may encode image information including prediction information and residual information (S630).
  • the image encoding apparatus may output the encoded image information in the form of a bitstream.
  • the prediction information is information related to the prediction procedure and may include information on prediction mode information (eg, skip flag, merge flag or mode index) and motion information.
  • the skip flag is information indicating whether the skip mode is applied to the current block
  • the merge flag is information indicating whether the merge mode is applied to the current block.
  • the prediction mode information may be information indicating one of a plurality of prediction modes, such as a mode index. When the skip flag and the merge flag are each 0, it may be determined that the MVP mode is applied to the current block.
  • the information on the motion information may include candidate selection information (eg, merge index, mvp flag or mvp index) that is information for deriving a motion vector.
  • the merge index may be signaled when a merge mode is applied to the current block, and may be information for selecting one of merge candidates included in the merge candidate list.
  • the mvp flag or mvp index may be signaled when the MVP mode is applied to the current block, and may be information for selecting one of mvp candidates included in the mvp candidate list.
  • the information on the motion information may include information on the MVD and/or reference picture index information described above.
  • the information on the motion information may include information indicating whether L0 prediction, L1 prediction, or pair (Bi) prediction is applied.
  • the residual information is information on the residual samples.
  • the residual information may include information on quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the output bitstream may be stored in a (digital) storage medium and transmitted to an image decoding device, or may be transmitted to an image decoding device through a network.
  • the image encoding apparatus may generate a reconstructed picture (a picture including reconstructed samples and a reconstructed block) based on the reference samples and the residual samples. This is because the video encoding apparatus derives the same prediction result as that performed by the video decoding apparatus, and coding efficiency can be improved through this. Accordingly, the apparatus for encoding an image may store a reconstructed picture (or reconstructed samples, and a reconstructed block) in a memory and use it as a reference picture for inter prediction. As described above, an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a video/video decoding method based on inter prediction.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an exemplary configuration of an inter prediction unit 260 according to the present disclosure.
  • the image decoding apparatus may perform an operation corresponding to an operation performed by the image encoding apparatus.
  • the video decoding apparatus may perform prediction on the current block and derive prediction samples based on the received prediction information.
  • the decoding method of FIG. 8 may be performed by the video decoding apparatus of FIG. 3.
  • Steps S810 to S830 may be performed by the inter prediction unit 260, and the prediction information of step S810 and the residual information of step S840 may be obtained from the bitstream by the entropy decoding unit 210.
  • the residual processing unit of the image decoding apparatus may derive residual samples for the current block based on the residual information (S840).
  • the inverse quantization unit 220 of the residual processing unit derives transform coefficients by performing inverse quantization based on the quantized transform coefficients derived based on the residual information
  • the inverse transform unit of the residual processing unit ( 230) may derive residual samples for the current block by performing inverse transform on the transform coefficients.
  • Step S850 may be performed by the addition unit 235 or the restoration unit.
  • the image decoding apparatus may determine a prediction mode for the current block based on the received prediction information (S810).
  • the video decoding apparatus may determine which inter prediction mode is applied to the current block based on prediction mode information in the prediction information.
  • the skip mode is applied to the current block based on the skip flag.
  • one of various inter prediction mode candidates may be selected based on the mode index.
  • the inter prediction mode candidates may include a skip mode, a merge mode and/or an MVP mode, or may include various inter prediction modes to be described later.
  • the video decoding apparatus may derive motion information of the current block based on the determined inter prediction mode (S820). For example, when a skip mode or a merge mode is applied to the current block, the video decoding apparatus may configure a merge candidate list to be described later, and select one merge candidate from among merge candidates included in the merge candidate list. The selection may be performed based on the aforementioned candidate selection information (merge index). Motion information of the current block may be derived using motion information of the selected merge candidate. For example, motion information of the selected merge candidate may be used as motion information of the current block.
  • the video decoding apparatus may configure an mvp candidate list and use a motion vector of an mvp candidate selected from among mvp candidates included in the mvp candidate list as the mvp of the current block. have.
  • the selection may be performed based on the aforementioned candidate selection information (mvp flag or mvp index).
  • the MVD of the current block may be derived based on the information on the MVD
  • a motion vector of the current block may be derived based on the mvp of the current block and the MVD.
  • a reference picture index of the current block may be derived based on the reference picture index information.
  • a picture indicated by the reference picture index in the reference picture list for the current block may be derived as a reference picture referenced for inter prediction of the current block.
  • the image decoding apparatus may generate prediction samples for the current block based on the motion information of the current block (S830).
  • the reference picture may be derived based on the reference picture index of the current block, and prediction samples of the current block may be derived using samples of a reference block indicated on the reference picture by the motion vector of the current block.
  • a prediction sample filtering procedure may be further performed on all or part of the prediction samples of the current block.
  • the inter prediction unit 260 of the image decoding apparatus may include a prediction mode determination unit 261, a motion information derivation unit 262, and a prediction sample derivation unit 263. have.
  • the inter prediction unit 260 of the video decoding apparatus determines a prediction mode for the current block based on the prediction mode information received from the prediction mode determination unit 261, and motion information received from the motion information derivation unit 262
  • the motion information (motion vector and/or reference picture index, etc.) of the current block may be derived based on the information about, and prediction samples of the current block may be derived by the prediction sample deriving unit 263.
  • the image decoding apparatus may generate residual samples for the current block based on the received residual information (S840).
  • the image decoding apparatus may generate reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the residual samples, and generate a reconstructed picture based on the prediction samples (S850). Thereafter, as described above, an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • the inter prediction procedure may include determining an inter prediction mode, deriving motion information according to the determined prediction mode, and performing prediction based on the derived motion information (generating a prediction sample).
  • the inter prediction procedure may be performed in an image encoding apparatus and an image decoding apparatus.
  • inter prediction may be performed using motion information of a current block.
  • the video encoding apparatus may derive optimal motion information for the current block through a motion estimation procedure. For example, the image encoding apparatus may search for a similar reference block with high correlation using the original block in the original picture for the current block in units of fractional pixels within a predetermined search range within the reference picture, and derive motion information through this. can do.
  • the similarity of blocks can be calculated based on the sum of absolute differences (SAD) between the current block and the reference block.
  • SAD sum of absolute differences
  • motion information may be derived based on the reference block having the smallest SAD in the search area.
  • the derived motion information may be signaled to the video decoding apparatus according to various methods based on the inter prediction mode.
  • motion information of the current block is not directly transmitted, and motion information of the current block is derived using motion information of neighboring blocks. Accordingly, motion information of the current prediction block may be indicated by transmitting flag information indicating that the merge mode has been used and candidate selection information indicating which neighboring blocks are used as merge candidates (eg, merge index).
  • candidate selection information indicating which neighboring blocks are used as merge candidates (eg, merge index).
  • the current block since the current block is a unit for performing prediction, the current block is used in the same meaning as the current prediction block, and the neighboring block may be used in the same meaning as the neighboring prediction block.
  • the video encoding apparatus may search for a merge candidate block used to induce motion information of a current block. For example, up to five merge candidate blocks may be used, but the number of merge candidate blocks is not limited thereto. The maximum number of merge candidate blocks may be transmitted in a slice header or a tile group header, but is not limited thereto.
  • the image encoding apparatus may generate a merge candidate list, and among them, a merge candidate block having the smallest RD cost may be selected as a final merge candidate block.
  • the present disclosure provides various embodiments of a merge candidate block constituting the merge candidate list.
  • the merge candidate list may use, for example, five merge candidate blocks.
  • four spatial merge candidates and one temporal merge candidate can be used.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating neighboring blocks that can be used as spatial merge candidates.
  • FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a method of constructing a merge candidate list according to an example of the present disclosure.
  • the image encoding apparatus/image decoding apparatus may insert spatial merge candidates derived by searching for spatial neighboring blocks of the current block into the merge candidate list (S1110).
  • the spatial neighboring blocks are a block A0, a neighboring left block A1, a neighboring block B0, and a peripheral block B0 of the current block, as shown in FIG. B1), may include blocks B2 around the upper left corner.
  • additional neighboring blocks such as a right peripheral block, a lower peripheral block, and a right lower peripheral block may be further used as the spatial neighboring blocks.
  • the image encoding apparatus/image decoding apparatus may detect available blocks by searching for the spatial neighboring blocks based on priority, and derive motion information of the detected blocks as the spatial merge candidates. For example, the video encoding apparatus/video decoding apparatus may construct a merge candidate list by searching the five blocks shown in FIG. 10 in order of A1, B1, B0, A0, B2 and sequentially indexing the available candidates. have.
  • the image encoding apparatus/image decoding apparatus may insert a temporal merge candidate derived by searching for a temporal neighboring block of the current block into the merge candidate list (S1120).
  • the temporal neighboring block may be located on a reference picture that is a picture different from the current picture in which the current block is located.
  • the reference picture in which the temporal neighboring block is located may be referred to as a collocated picture or a col picture.
  • the temporal neighboring block may be searched in an order of a lower right corner neighboring block and a lower right center block of a co-located block with respect to the current block on the col picture. Meanwhile, when motion data compression is applied to reduce the memory load, specific motion information for the col picture may be stored as representative motion information for each predetermined storage unit.
  • the predetermined storage unit may be predetermined as, for example, a 16x16 sample unit or an 8x8 sample unit, or size information on the predetermined storage unit may be signaled from an image encoding device to an image decoding device.
  • motion information of the temporal neighboring block may be replaced with representative motion information of the predetermined storage unit in which the temporal neighboring block is located.
  • the temporal merge candidate may be derived based on motion information of a covered prediction block.
  • the predetermined storage unit is a 2nx2n sample unit
  • the modified positions ((xTnb>>n) ⁇ n), (yTnb>>) Motion information of the prediction block located at n) ⁇ n)
  • the predetermined storage unit is a 16x16 sample unit
  • the modified positions ((xTnb>>4) ⁇ 4), (yTnb
  • the motion information of the prediction block located at >>4) ⁇ 4) may be used for the temporal merge candidate.
  • the predetermined storage unit is an 8x8 sample unit
  • the coordinates of the temporal neighboring block are (xTnb, yTnb)
  • the modified positions ((xTnb>>3) ⁇ 3), (yTnb> Motion information of the prediction block located at >3) ⁇ 3)) may be used for the temporal merge candidate.
  • the image encoding apparatus/image decoding apparatus may check whether the number of current merge candidates is smaller than the number of maximum merge candidates (S1130).
  • the number of the maximum merge candidates may be defined in advance or may be signaled from the image encoding apparatus to the image decoding apparatus.
  • the image encoding apparatus may generate information on the number of the maximum merge candidates, encode, and transmit the information to the image decoding apparatus in the form of a bitstream.
  • a subsequent candidate addition process (S1140) may not proceed.
  • step S1130 if the number of the current merge candidates is smaller than the number of the maximum merge candidates, the video encoding apparatus/video decoding apparatus may derive an additional merge candidate according to a predetermined method and then insert it into the merge candidate list. Yes (S1140).
  • the image encoding apparatus/video decoding apparatus may terminate the construction of the merge candidate list.
  • the image encoding apparatus may select an optimal merge candidate among merge candidates constituting the merge candidate list based on RD cost, and signals candidate selection information (ex. merge index) indicating the selected merge candidate to the image decoding apparatus. can do.
  • the video decoding apparatus may select the optimal merge candidate based on the merge candidate list and the candidate selection information.
  • motion information of the selected merge candidate may be used as motion information of the current block, and prediction samples of the current block may be derived based on the motion information of the current block.
  • the image encoding apparatus may derive residual samples of the current block based on the prediction samples, and may signal residual information about the residual samples to the image decoding apparatus.
  • the image decoding apparatus may generate reconstructed samples based on the residual samples derived based on the residual information and the prediction samples, and generate a reconstructed picture based on the residual samples.
  • motion information of the current block may be derived in the same manner as previously applied to the merge mode.
  • the skip mode is applied, the residual signal for the corresponding block is omitted, and thus prediction samples can be directly used as reconstructed samples.
  • a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block eg, a neighboring block shown in FIG. 10
  • a motion vector corresponding to a temporal neighboring block or Col block
  • a motion vector predictor (mvp) candidate list may be generated. That is, a motion vector of the reconstructed spatial neighboring block and/or a motion vector corresponding to the temporal neighboring block may be used as a motion vector predictor candidate of the current block.
  • an mvp candidate list for deriving L0 motion information and an mvp candidate list for deriving L1 motion information may be separately generated and used.
  • Prediction information (or information on prediction) for the current block is candidate selection information indicating an optimal motion vector predictor candidate selected from among motion vector predictor candidates included in the mvp candidate list (ex. MVP flag or MVP index) It may include.
  • the prediction unit may select a motion vector predictor of the current block from among the motion vector predictor candidates included in the mvp candidate list using the candidate selection information.
  • the predictor of the video encoding apparatus may obtain a motion vector difference (MVD) between the motion vector of the current block and the motion vector predictor, encode the motion vector, and output it in the form of a bitstream. That is, MVD may be obtained by subtracting the motion vector predictor from the motion vector of the current block.
  • MVD motion vector difference
  • the prediction unit of the image decoding apparatus may obtain a motion vector difference included in the prediction information, and derive the motion vector of the current block by adding the motion vector difference and the motion vector predictor.
  • the prediction unit of the video decoding apparatus may obtain or derive a reference picture index indicating a reference picture from the prediction information.
  • FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a method of constructing a motion vector predictor candidate list according to an example of the present disclosure.
  • a spatial candidate block of the current block may be searched and an available candidate block may be inserted into the mvp candidate list (S1210). Thereafter, it is determined whether there are less than two mvp candidates included in the mvp candidate list (S1220), and if there are two, the construction of the mvp candidate list may be completed.
  • step S1220 when there are less than two available spatial candidate blocks, a temporal candidate block of the current block may be searched and an available candidate block may be inserted into the mvp candidate list (S1230).
  • the construction of the mvp candidate list may be completed by inserting a zero motion vector into the mvp candidate list (S1240).
  • a reference picture index may be explicitly signaled.
  • a reference picture index (refidxL0) for L0 prediction and a reference picture index (refidxL1) for L1 prediction may be classified and signaled.
  • refidxL0 when the MVP mode is applied and BI prediction is applied, both information on refidxL0 and information on refidxL1 may be signaled.
  • information on MVD derived from the video encoding apparatus may be signaled to the video decoding apparatus.
  • the information on the MVD may include, for example, information indicating the absolute value of the MVD and the x and y components of the sign. In this case, information indicating whether the absolute MVD value is greater than 0 and greater than 1, and the rest of the MVD may be signaled in stages. For example, information indicating whether the absolute MVD value is greater than 1 may be signaled only when a value of flag information indicating whether the absolute MVD value is greater than 0 is 1.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a syntax structure for transmitting MVD from an image encoding device to an image decoding device according to an example of the present disclosure.
  • abs_mvd_greater0_flag[0] indicates whether the absolute value of the x component of MVD is greater than 0
  • abs_mvd_greater0_flag[1] indicates whether the absolute value of the y component of MVD is greater than 0.
  • abs_mvd_greater1_flag[0] indicates whether the absolute value of the x component of MVD is greater than 1
  • abs_mvd_greater1_flag[1] indicates whether the absolute value of the y component of MVD is greater than 1.
  • abs_mvd_greater1_flag can be transmitted only when abs_mvd_greater0_flag is 1.
  • abs_mvd_minus2 represents a value obtained by subtracting 2 from the absolute value of MVD
  • mvd_sign_flag represents whether the sign of the MVD is positive or negative.
  • MVD[compIdx] abs_mvd_greater0_flag[compIdx] *(abs_mvd_minus2[compIdx] + 2) * (1-2 * mvd_sign_flag[compIdx])
  • MVD (MVDL0) for L0 prediction and MVD (MVDL1) for L1 prediction may be differentiated and signaled, and the information on MVD may include information on MVDL0 and/or information on MVDL1.
  • the MVP mode is applied to the current block and BI prediction is applied, both the information on the MVDL0 and the information on the MVDL1 may be signaled.
  • the IBC prediction may be performed by a prediction unit of an image encoding apparatus/image decoding apparatus.
  • the IBC prediction can be simply called IBC.
  • the IBC may be used for content image/movie coding such as games, such as, for example, screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • the IBC basically performs prediction in the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that it derives a reference block in the current picture. That is, the IBC may use at least one of the inter prediction techniques described in this disclosure. For example, in IBC, at least one of the aforementioned methods of deriving motion information (motion vector) may be used. At least one of the inter prediction techniques may be partially modified and used in consideration of the IBC prediction.
  • the IBC may refer to the current picture, and thus may be referred to as CPR (current picture referencing).
  • the video encoding apparatus may derive an optimal block vector (or motion vector) for a current block (ex. CU) by performing block matching (BM).
  • the derived block vector (or motion vector) may be signaled to an image decoding apparatus through a bitstream using a method similar to signaling of motion information (motion vector) in the above-described inter prediction.
  • the video decoding apparatus may derive a reference block for the current block in the current picture through the signaled block vector (motion vector), and through this, a prediction signal (predicted block or prediction samples) for the current block.
  • the block vector (or motion vector) may represent a displacement from a current block to a reference block located in an already reconstructed area in the current picture.
  • the block vector (or motion vector) may be called a displacement vector.
  • the motion vector may correspond to the block vector or the displacement vector.
  • the motion vector of the current block may include a motion vector for a luma component (a luma motion vector) or a motion vector for a chroma component (a chroma motion vector).
  • the luma motion vector for the IBC coded CU may be in integer sample units (ie, integer precision).
  • the chroma motion vector can also be clipped in units of integer samples.
  • the IBC may use at least one of inter prediction techniques, and for example, the luma motion vector may be encoded/decoded using the merge mode or the MVP mode described above.
  • the merge candidate list for the luma IBC block may be configured similarly to the merge candidate list in the inter mode described with reference to FIG. 11.
  • a temporal neighboring block may not be used as a merge candidate.
  • the mvp candidate list for the luma IBC block may be configured similarly to the mvp candidate list in the inter mode described with reference to FIG. 12. However, in the case of a luma IBC block, a temporal candidate block may not be used as an mvp candidate.
  • the IBC derives a reference block from an already reconstructed area in the current picture.
  • a predefined area among the reconstructed areas in the current picture may be referenced.
  • the predefined area may include a current CTU including a current block.
  • An image encoding apparatus performing IBC may search for the predefined area to determine a reference block having the smallest RD cost, and derive a motion vector (block vector) based on the positions of the reference block and the current block.
  • IBC performance information Whether to apply IBC to the current block may be signaled as IBC performance information at the CU level.
  • Information on a signaling method (IBC MVP mode or IBC skip/merge mode) of the motion vector of the current block may be signaled.
  • the IBC performance information may be used to determine the prediction mode of the current block. Accordingly, the IBC performance information may be included in the information on the prediction mode of the current block.
  • a merge candidate index is signaled to be used for prediction of the current luma block among block vectors included in the merge candidate list.
  • the merge candidate list may include neighboring blocks encoded with IBC.
  • the merge candidate list may include a spatial merge candidate and may be configured not to include a temporal merge candidate.
  • the merge candidate list may additionally include a history-based motion vector predictor (HMVP) candidate and/or a pairwise candidate.
  • HMVP history-based motion vector predictor
  • the block vector difference value may be encoded in the same manner as the motion vector difference value of the aforementioned inter mode.
  • the block vector prediction method may construct and use an mvp candidate list including two candidates as predictors, similar to the MVP mode of the inter mode.
  • One of the two candidates may be derived from a left neighboring block, and the other one may be derived from an upper neighboring block.
  • a candidate can be derived from the neighboring block only when the left or upper neighboring block is encoded by IBC. If the left or upper neighboring block is not available, for example, if it is not encoded by IBC, a default block vector may be included in the mvp candidate list as a predictor.
  • the mvp candidate list may include an HMVP candidate and/or a zero motion vector as a default block vector.
  • the HMVP candidate may be referred to as a history-based MVP candidate, and the MVP candidate, merge candidate, or block vector candidate used before encoding/decoding of the current block may be stored in the HMVP list as the HMVP candidate. Thereafter, when the merge candidate list or mvp candidate list of the current block does not include the maximum number of candidates, the candidates stored in the HMVP list may be added to the merge candidate list or mvp candidate list of the current block as HMVP candidates.
  • the pairwise candidate refers to a candidate derived by selecting two candidates according to a predetermined order among candidates already included in the merge candidate list of the current block and averaging the selected two candidates.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an IBC-based video/video encoding method.
  • 15 is a diagram illustrating a configuration of a prediction unit that performs an IBC-based video/video encoding method according to the present disclosure.
  • the encoding method of FIG. 14 may be performed by the video encoding apparatus of FIG. 2. Specifically, step S1410 may be performed by the prediction unit, and step S1420 may be performed by the residual processing unit. Specifically, step S1420 may be performed by the subtraction unit 115. Step S1430 may be performed by the entropy encoding unit 190.
  • the prediction information of step S1430 may be derived by the prediction unit, and the residual information of step S1430 may be derived by the residual processing unit.
  • the residual information is information on the residual samples.
  • the residual information may include information on quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the residual samples may be derived as transform coefficients through the transform unit 120 of the image encoding apparatus, and the transform coefficients may be derived as quantized transform coefficients through the quantization unit 130.
  • Information about the quantized transform coefficients may be encoded by the entropy encoding unit 190 through a residual coding procedure.
  • the image encoding apparatus may perform IBC prediction (IBC-based prediction) on the current block (S1410).
  • the image encoding apparatus may derive a prediction mode and a motion vector (block vector) of the current block, and generate prediction samples of the current block.
  • the prediction mode may include at least one of the aforementioned inter prediction modes.
  • a procedure for determining a prediction mode, deriving a motion vector, and generating prediction samples may be performed simultaneously, or one procedure may be performed prior to another procedure.
  • a prediction unit of an image encoding apparatus that performs an IBC-based video/image encoding method may include a prediction mode determination unit, a motion vector derivation unit, and a prediction sample derivation unit.
  • a prediction mode determination unit may determine a prediction mode for the current block, a motion vector derivation unit may derive a motion vector of the current block, and a prediction sample derivation unit may derive prediction samples of the current block.
  • the prediction unit of the video encoding apparatus searches for a block similar to the current block within the reconstructed area (or a certain area (search area) of the reconstructed area) of the current picture, and the difference from the current block is minimal or Reference blocks below a certain standard can be derived.
  • the image encoding apparatus may derive a motion vector based on a difference in displacement between the reference block and the current block.
  • the image encoding apparatus may determine a mode applied to the current block from among various prediction modes.
  • the video encoding apparatus may compare rate-distortion costs for the various prediction modes and determine an optimal prediction mode for the current block.
  • the method of determining the prediction mode for the current block by the image encoding apparatus is not limited to the above example, and various methods may be used.
  • the video encoding apparatus may derive merge candidates from neighboring blocks of the current block and construct a merge candidate list using the derived merge candidates.
  • the image encoding apparatus may derive a reference block in which a difference between the current block and the current block among reference blocks indicated by merge candidates included in the merge candidate list is a minimum or less than a predetermined reference.
  • a merge candidate associated with the derived reference block is selected, and merge index information indicating the selected merge candidate may be generated and signaled to the image decoding apparatus.
  • the motion vector of the current block may be derived by using the motion vector of the selected merge candidate.
  • the video encoding apparatus when the MVP mode is applied to the current block, the video encoding apparatus derives motion vector predictor (mvp) candidates from neighboring blocks of the current block, and constructs an mvp candidate list using the derived mvp candidates.
  • the image encoding apparatus may use a motion vector of an mvp candidate selected from among mvp candidates included in the mvp candidate list as the mvp of the current block.
  • a motion vector indicating a reference block derived by motion estimation described above may be used as a motion vector of the current block, and the difference between the motion vector of the current block among the mvp candidates is the smallest.
  • An mvp candidate having a motion vector may be the selected mvp candidate.
  • a motion vector difference (MVD) which is a difference obtained by subtracting the mvp from the motion vector of the current block may be derived.
  • index information indicating the selected mvp candidate and information about the MVD may be signaled to the video decoding apparatus.
  • the image encoding apparatus may derive residual samples based on the prediction samples (S1420).
  • the image encoding apparatus may derive the residual samples by comparing the original samples of the current block with the prediction samples. For example, the residual sample may be derived by subtracting a corresponding prediction sample from an original sample.
  • the image encoding apparatus may encode image information including prediction information and residual information (S1430).
  • the image encoding apparatus may output the encoded image information in the form of a bitstream.
  • the prediction information is information related to the prediction procedure and may include prediction mode information (eg, skip flag, merge flag or mode index, etc.) and information on a motion vector.
  • the prediction mode information e.g, skip flag, merge flag or mode index, etc.
  • the skip flag is information indicating whether the skip mode is applied to the current block
  • the merge flag is information indicating whether the merge mode is applied to the current block.
  • the prediction mode information may be information indicating one of a plurality of prediction modes, such as a mode index. When the skip flag and the merge flag are each 0, it may be determined that the MVP mode is applied to the current block.
  • the information on the motion vector may include candidate selection information (eg, merge index, mvp flag or mvp index) that is information for deriving a motion vector.
  • candidate selection information eg, merge index, mvp flag or mvp index
  • the merge index may be signaled when a merge mode is applied to the current block, and may be information for selecting one of merge candidates included in the merge candidate list.
  • the mvp flag or mvp index may be signaled when the MVP mode is applied to the current block, and may be information for selecting one of mvp candidates included in the mvp candidate list.
  • the information on the motion vector may include information on the above-described MVD.
  • the information on the motion vector may include information indicating whether L0 prediction, L1 prediction, or bi prediction is applied.
  • the residual information is information on the residual samples.
  • the residual information may include information on quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the output bitstream may be stored in a (digital) storage medium and transmitted to an image decoding device, or may be transmitted to an image decoding device through a network.
  • the image encoding apparatus may generate a reconstructed picture (a picture including reconstructed samples and a reconstructed block) based on the reference samples and the residual samples. This is because the video encoding apparatus derives the same prediction result as that performed by the video decoding apparatus, and coding efficiency can be improved through this. Accordingly, the apparatus for encoding an image may store a reconstructed picture (or reconstructed samples, and a reconstructed block) in a memory and use it as a reference picture for inter prediction. As described above, an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • 16 is a flowchart illustrating an IBC-based video/video decoding method.
  • 17 is a diagram illustrating a configuration of a prediction unit that performs an IBC-based video/video decoding method according to the present disclosure.
  • the image decoding apparatus may perform an operation corresponding to an operation performed by the image encoding apparatus.
  • the image decoding apparatus may perform IBC prediction on the current block and derive prediction samples based on the received prediction information.
  • the decoding method of FIG. 16 may be performed by the video decoding apparatus of FIG. 3.
  • Steps S1610 to S1630 may be performed by the prediction unit, and the prediction information of step S1610 and the residual information of step S1640 may be obtained from the bitstream by the entropy decoding unit 210.
  • the residual processing unit of the image decoding apparatus may derive residual samples for the current block based on the residual information (S1640).
  • the inverse quantization unit 220 of the residual processing unit derives transform coefficients by performing inverse quantization based on the quantized transform coefficients derived based on the residual information
  • the inverse transform unit of the residual processing unit ( 230) may derive residual samples for the current block by performing inverse transform on the transform coefficients.
  • Step S1650 may be performed by the addition unit 235 or the restoration unit.
  • the image decoding apparatus may determine a prediction mode for the current block based on the received prediction information (S1610).
  • the video decoding apparatus may determine which prediction mode is applied to the current block based on prediction mode information in the prediction information.
  • the prediction mode candidates may include a skip mode, a merge mode and/or an MVP mode, or may include the aforementioned various inter prediction modes.
  • the image decoding apparatus may derive a motion vector of the current block based on the determined prediction mode (S1620). For example, when a skip mode or a merge mode is applied to the current block, the video decoding apparatus may configure the above-described merge candidate list and select one merge candidate from among merge candidates included in the merge candidate list. The selection may be performed based on the aforementioned candidate selection information (merge index).
  • the motion vector of the current block may be derived by using the motion vector of the selected merge candidate. For example, the motion vector of the selected merge candidate may be used as the motion vector of the current block.
  • the video decoding apparatus may configure an mvp candidate list and use a motion vector of an mvp candidate selected from among mvp candidates included in the mvp candidate list as the mvp of the current block. have.
  • the selection may be performed based on the aforementioned candidate selection information (mvp flag or mvp index).
  • the MVD of the current block may be derived based on the information on the MVD, and a motion vector of the current block may be derived based on the mvp of the current block and the MVD.
  • the image decoding apparatus may generate prediction samples for the current block based on the motion vector of the current block (S1630). Predictive samples of the current block may be derived using samples of a reference block indicated by the motion vector of the current block on the current picture. In some cases, a prediction sample filtering procedure may be further performed on all or part of the prediction samples of the current block.
  • a prediction unit of an image decoding apparatus may include a prediction mode determination unit, a motion vector derivation unit, and a prediction sample derivation unit.
  • the prediction unit of the video decoding apparatus determines a prediction mode for the current block based on the prediction mode information received from the prediction mode determination unit, and moves the current block based on the information on the motion vector received from the motion vector derivation unit.
  • a vector may be derived, and a prediction sample deriving unit may derive prediction samples of the current block.
  • the image decoding apparatus may generate residual samples for the current block based on the received residual information (S1640).
  • the image decoding apparatus may generate reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the residual samples, and generate a reconstructed picture based on the prediction samples. (S1650). Thereafter, as described above, an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • one unit may include a luma block (a luma coding block (CB)) and a chroma block (chroma CB).
  • the luma block and the corresponding chroma block may have the same motion information (eg, a motion vector) or different motion information.
  • the motion information of the chroma block is derived based on the motion information of the luma block, so that the luma block and the corresponding chroma block may have the same motion information.
  • FIG. 18 is a diagram for describing a bitstream structure according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 shows a syntax structure of an encoding unit.
  • at least one of a syntax element cu_skip_flag, pred_mode_flag, and/or pred_mode_ibc_flag may be signaled according to a preset condition.
  • the first value may mean 0 and the second value may mean 1, but the scope of the present disclosure is not limited to understanding, and the first value is 1 and the second value is 0. It may also be included in the scope of the present disclosure.
  • the syntax element cu_skip_flag may be a syntax element indicating whether the skip mode is applied to the current coding unit. For example, when cu_skip_flag has a first value, the skip mode may not be applied to the current block. Meanwhile, when cu_skip_flag is not signaled, the value may be determined as the first value. Specifically, whether cu_skip_flag is signaled may be determined according to whether the current block satisfies the condition of Equation 2.
  • treeType may indicate the tree structure of the current block
  • cbWidth and cbHeight may indicate the width and height of the current block, respectively.
  • syntax element sps_ibc_enabled_flag may be a syntax element indicating whether the IBC mode is applicable to the current block, and may be a syntax element signaled at the SPS level.
  • sps_ibc_enabled_flag has a first value
  • IBC mode may not be applied to blocks included in a picture in a corresponding sequence.
  • sps_ibc_enabled_flag has a second value
  • the IBC mode may be applied to blocks included in a picture in a corresponding sequence.
  • the syntax element pred_mode_flag may be a syntax element indicating the prediction mode of the current block. For example, when pred_mode_flag has a first value, the current block may be encoded/decoded in an inter prediction mode. When pred_mode_flag has a second value, the current block may be encoded/decoded in an intra prediction mode. Specifically, whether to signal pred_mode_flag may be determined according to whether the current block satisfies Equation (3).
  • slice_type may be a syntax element indicating the type of a slice to which the current block belongs.
  • the syntax element pred_mode_ibc_flag may be a syntax element indicating whether the IBC mode is applied to the current block. For example, when pred_mode_ibc_flag has a first value, the IBC mode may not be applied to the current block. When pred_mode_ibc_flag has the second value, the IBC mode may be applied to the current block. Meanwhile, when pred_mode_ibc_flag is not signaled, the value of pred_mode_ibc_flag may be determined according to at least one of the following embodiments. Specifically, whether to signal pred_mode_ibc_flag may be determined according to whether the current block satisfies Equation 4 and/or Equation 5.
  • pred_mode_ibc_flag when it is determined that pred_mode_ibc_flag is not signaled, the value of pred_mode_ibc_flag may be implicitly determined based on one of the following embodiments. For example, when cu_skip_flag has a second value and the current block is a 4x4 block, pred_mode_ibc_flag may be determined as the second value. As another example, when the size of the current block is 128x128, pred_mode_ibc_flag may be determined as the first value. As another example, when the tree structure of the current block is a dual tree chroma, pred_mode_ibc_flag may be determined as a first value.
  • pred_mode_ibc_flag when the current block is included in the I slice, pred_mode_ibc_flag may be determined to be the same value as sps_ibc_enabled_flag of the current block.
  • pred_mode_ibc_flag when the current block is included in the P or B slice, pred_mode_ibc_flag may be determined as the first value.
  • whether to apply IBC to the current block may be determined based on the syntax elements cu_skip_flag and pred_mode_ibc_flag. For example, when a current block is included in an I slice and sps_ibc_enabled_flag has a second value, when cu_skip_flag has a second value, the current block may be encoded/decoded in the IBC skip mode. Further, even if cu_skip_flag has a first value, when pred_mode_ibc_flag has a second value, the current block may be encoded/decoded in one of an IBC merge mode or an IBC MVP mode.
  • Equation 4 when the current block has a size of one of 64x128, 128x64, and 128x128, pred_mode_ibc_flag may not be signaled.
  • Equation 2 which is a signaling condition of cu_skip_flag, does not determine whether the width or height of the current block is 64 or more, cu_skip_flag may be signaled even when the current block has sizes of 64x128, 128x64, and 128x128.
  • the current block has a size of one of 64x128, 128x64, and 128x128, there may be a problem that the IBC mode is applied to the current block.
  • Virtual Pipeline Data Units may be defined for pipeline processing for one picture.
  • the VPDU may mean an operation unit that can be simultaneously processed by an image encoding/decoding apparatus through a pipeline stage.
  • the VPDU size may be defined as the size of the maximum transform block.
  • the size of the VPDU may be 64x64.
  • the IBC buffer cannot be applied to a block larger than the VPDU, when the size of the current block exceeds 64x64, a problem in that the video encoding/decoding apparatus cannot generate a reference sample may occur. However, if the current block is a dual tree and is included in the I slice, since the current block is implicitly divided into 64x64 blocks, such a problem may not occur. However, when the current block is a single tree and is included in the I slice, the above-described problem may occur. In order to solve this problem, when the current block exceeds a preset block size (eg, 64x64), signaling of cu_skip_flag may be limited.
  • a preset block size eg, 64x64
  • 19 is a diagram for describing an image decoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • determining whether to parse first information indicating whether a skip mode is applied to a current block (S1910), Determining whether to parse the second information indicating whether the IBC (Intra Block Copy) mode is applied (S1920), based on the first information and the second information (S1920), the IBC mode for the current block It may include determining whether to apply (S1930) and/or deriving a prediction block of the current block (S1940) based on whether to apply the IBC mode.
  • whether to parse the first information may be determined based on at least one of the width and height of the current block. Specifically, when the width and height of the current block are less than or equal to the first value, it may be determined that the first information is parsed.
  • 20 is a diagram for describing an image encoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • determining whether to encode first information indicating whether a skip mode is applied to a current block (S2010), Determining whether to encode second information indicating whether the IBC mode is applied to the current block (S2020) and generating a bitstream for the current block based on whether to encode the first information and the second information It may include (S2030).
  • whether to encode the first information may be determined based on at least one of a width and a height of the current block. Specifically, when the width and height of the current block are less than or equal to the first value, it may be determined that the first information is encoded.
  • the first information and the second information may mean cu_skip_flag and pred_mode_ibc_flag.
  • the current block when sps_ibc_enabled_flag has a second value, the current block is included in the I slice, and at least one of the width or height of the current block exceeds the first value, cu_skip_flag may not be signaled.
  • the current block when sps_ibc_enabled_flag has a second value, the current block is included in the I slice, and the width and height of the current block are less than or equal to the first value, cu_skip_flag may be signaled.
  • the first value may be a positive integer satisfying 2 ⁇ n.
  • the first value may be 64.
  • 21 to 24 are diagrams for explaining a bitstream structure according to some embodiments of the present disclosure.
  • whether cu_skip_flag is signaled may be determined based on Equation 6 below.
  • whether cu_skip_flag is signaled may be determined based on Equation 7 below.
  • FIG. 24 may represent the syntax structure of FIG. 23 in a different way.
  • the value of pred_mode_ibc_flag may be implicitly determined as the first value.
  • the value of pred_mode_ibc_flag is implicitly the first value of the current block only when included in the I slice Can be determined.
  • VPDU Virtual Pipeline Data Units
  • exemplary methods of the present disclosure are expressed as a series of operations for clarity of explanation, but this is not intended to limit the order in which steps are performed, and each step may be performed simultaneously or in a different order if necessary.
  • the illustrative steps may include additional steps, other steps may be included excluding some steps, or may include additional other steps excluding some steps.
  • an image encoding apparatus or an image decoding apparatus performing a predetermined operation may perform an operation (step) of confirming an execution condition or situation of the operation (step). For example, when it is described that a predetermined operation is performed when a predetermined condition is satisfied, the video encoding apparatus or the video decoding apparatus performs an operation to check whether the predetermined condition is satisfied, and then performs the predetermined operation. I can.
  • various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • one or more ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • general purpose It may be implemented by a processor (general processor), a controller, a microcontroller, a microprocessor, or the like.
  • the image decoding device and the image encoding device to which the embodiment of the present disclosure is applied include a multimedia broadcasting transmission/reception device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, and a real-time communication device such as video communication.
  • Mobile streaming devices storage media, camcorders, video-on-demand (VoD) service providers, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providers, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical use. It may be included in a video device or the like, and may be used to process a video signal or a data signal.
  • an OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet-connected TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, and a digital video recorder (DVR).
  • DVR digital video recorder
  • 25 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure can be applied.
  • the content streaming system to which the embodiment of the present disclosure is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage device, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server serves to generate a bitstream by compressing content input from multimedia input devices such as smartphones, cameras, camcorders, etc. into digital data, and transmits it to the streaming server.
  • multimedia input devices such as smartphones, cameras, camcorders, etc. directly generate bitstreams
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an image encoding method and/or an image encoding apparatus to which an embodiment of the present disclosure is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in a process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server may transmit multimedia data to a user device based on a user request through a web server, and the web server may serve as an intermediary informing the user of a service.
  • the web server transmits the request to the streaming server, and the streaming server may transmit multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, and in this case, the control server may play a role of controlling a command/response between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media storage and/or encoding server. For example, when content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, a slate PC, and Tablet PC, ultrabook, wearable device, for example, smartwatch, smart glass, head mounted display (HMD)), digital TV, desktop There may be computers, digital signage, etc.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • HMD head mounted display
  • TV desktop
  • desktop There may be computers, digital signage, etc.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, and in this case, data received from each server may be distributedly processed.
  • the scope of the present disclosure is software or machine-executable instructions (e.g., operating systems, applications, firmware, programs, etc.) that cause an operation according to the method of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or It includes a non-transitory computer-readable medium (non-transitory computer-readable medium) which stores instructions and the like and is executable on a device or computer.
  • software or machine-executable instructions e.g., operating systems, applications, firmware, programs, etc.
  • An embodiment according to the present disclosure may be used to encode/decode an image.

Landscapes

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

Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 개시에 따른 영상 복호화 방법은 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 현재 블록에 대해 스킵 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 1 정보를 파싱할지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록에 대해 IBC(Intra Block Copy) 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 2 정보를 파싱할지 여부를 결정하는 단계, 상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보에 기반하여, 상기 현재 블록에 대해 IBC 모드를 적용할지 여부를 결정하는 단계 및 상기 IBC 모드의 적용 여부에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 유도하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 정보를 파싱할지 여부는 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.

Description

IBC를 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 필터링을 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법, 장치 및 본 개시의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하게 된다. 전송되는 정보량 또는 비트량의 증가는 전송 비용과 저장 비용의 증가를 초래한다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위한 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 개시는 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는, IBC(Intra Block Copy) 모드를 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 따르면, VPDU(Virtual Pipeline Data Units)를 초과하는 블록에 대해서는 IBC 모드의 적용이 제한되어, 영상 부호화/복호화 효율이 증대될 수 있다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록에 대해 스킵 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 1 정보를 파싱할지 여부를 결정하는 단계, 현재 블록에 대해 IBC(Intra Block Copy) 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 2 정보를 파싱할지 여부를 결정하는 단계, 상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보에 기반하여, 상기 현재 블록에 대해 IBC 모드를 적용할지 여부를 결정하는 단계 및 상기 IBC 모드의 적용 여부에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 유도하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 정보를 파싱할지 여부는 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 너비 및 높이가 제 1 값 이하인 경우, 상기 제 1 정보가 파싱될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제 1 값은 64일 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제 1 정보를 파싱할지 여부는, 상기 현재 블록에 대해 IBC 모드의 적용이 가능한지 여부를 지시하는 제 3 정보에 더 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제 3 정보가 상기 현재 블록에 대해 IBC 모드의 적용이 가능함을 지시하는 경우, 상기 제 1 정보가 파싱될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제 3 정보는 현재 블록의 상위 레벨에서 시그널링 될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제 1 정보를 파싱할지 여부는, 상기 현재 블록이 포함되는 슬라이스의 종류에 더 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록이 포함되는 슬라이스가 I 슬라이스인 경우, 상기 제 1 정보가 파싱되는 것으로 결정될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제 2 정보를 파싱할지 여부는, 상기 제 1 정보, 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따른 영상 복호화 장치는, 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 현재 블록에 대해 스킵 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 1 정보를 파싱할지 여부를 결정하고, 상기 현재 블록에 대해 IBC(Intra Block Copy) 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 2 정보를 파싱할지 여부를 결정하고, 상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보에 기반하여, 상기 현재 블록에 대해 IBC 모드를 적용할지 여부를 결정하고, 상기 IBC 모드의 적용 여부에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 유도하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 정보를 파싱할지 여부는 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록에 대해 스킵 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 1 정보를 부호화할지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록에 대해 IBC(Intra Block Copy) 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 2 정보를 부호화할지 여부를 결정하는 단계 및 상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보를 부호화할지 여부에 기반하여, 상기 현재 블록에 대한 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 정보를 부호화할지 여부는 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 너비 및 높이가 제 1 값 이하인 경우, 상기 제 1 정보가 부호화될 수 있다.
본 개시의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제 1 값은 64일 수 있다.
본 개시의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제 1 정보를 부호화할지 여부는, 상기 현재 블록에 대해 IBC 모드의 적용이 가능한지 여부에 더 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 개시의 영상 부호화 방법 또는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, IBC(Intra Block Copy) 모드를 이용하여 인트라 예측된 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 비디오 코딩 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 멀티타입 트리 구조에 따른 블록의 분할 타입을 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시에 따른 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시한 도면이다.
도 6은 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시에 따른 인터 예측부(180)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 개시에 따른 인터 예측부(260)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 10은 공간적 머지 후보로 이용될 수 있는 주변 블록들을 예시한 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 예에 따른 움직임 벡터 예측자 후보 리스트 구성 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 예에 따라 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 MVD를 전송하기 위한 신택스 구조를 도시한 도면이다.
도 14는 IBC 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 15는 본 개시에 따른 IBC 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 수행하는 예측부의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 16은 IBC 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 17은 본 개시에 따른 IBC 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 수행하는 예측부의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 비트스트림 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21 내지 도 24는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 비트스트림 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들을 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 새롭게 정의되지 않는 한 본 개시가 속한 기술 분야에서 통용되는 통상의 의미를 가질 수 있다.
본 개시에서 "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)은 픽처의 일부를 구성하는 부호화 단위로서, 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 또한, 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)를 포함할 수 있다.
본 개시에서 "픽셀(pixel)" 또는 "펠(pel)"은 하나의 픽처(또는 영상)를 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 "샘플(sample)"이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
본 개시에서 "유닛(unit)"은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 "샘플 어레이", "블록(block)" 또는 "영역(area)" 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 "현재 코딩 블록", "현재 코딩 유닛", "부호화 대상 블록", "복호화 대상 블록" 또는 "처리 대상 블록" 중 하나를 의미할 수 있다. 예측이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 예측 블록" 또는 "예측 대상 블록"을 의미할 수 있다. 변환(역변환)/양자화(역양자화)가 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 변환 블록" 또는 "변환 대상 블록"을 의미할 수 있다. 필터링이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "필터링 대상 블록"을 의미할 수 있다.
또한, 본 개시에서 "현재 블록"은 크로마 블록이라는 명시적인 기재가 없는 한 "현재 블록의 루마 블록"을 의미할 수 있다. "현재 블록의 크로마 블록"은 명시적으로 "크로마 블록" 또는 "현재 크로마 블록"과 같이 크로마 블록이라는 명시적인 기재를 포함하여 표현될 수 있다.
본 개시에서 "/"와","는 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A/B"와 "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석될 수 있다. 또한, "A/B/C"와 "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 "또는"은 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B"는, 1) "A" 만을 의미하거나 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 또는, 본 개시에서 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 본 개시에 따른 비디오 코딩 시스템을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 시스템은 부호화 장치(10) 및 복호화 장치(20)를 포함할 수 있다. 부호화 장치(10)는 부호화된 비디오(video) 및/또는 영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예예 따른 부호화 장치(10)는 비디오 소스 생성부(11), 부호화부(12), 전송부(13)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화 장치(20)는 수신부(21), 복호화부(22) 및 렌더링부(23)를 포함할 수 있다. 상기 부호화부(12)는 비디오/영상 부호화부라고 불릴 수 있고, 상기 복호화부(22)는 비디오/영상 복호화부라고 불릴 수 있다. 전송부(13)는 부호화부(12)에 포함될 수 있다. 수신부(21)는 복호화부(22)에 포함될 수 있다. 렌더링부(23)는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
부호화부(12)는 입력 비디오/영상을 부호화할 수 있다. 부호화부(12)는 압축 및 부호화 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 부호화부(12)는 부호화된 데이터(부호화된 비디오/영상 정보)를 비트스트림(bitstream) 형태로 출력할 수 있다.
전송부(13)는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)의 수신부(21)로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부(21)는 상기 저장매체 또는 네트워크로부터 상기 비트스트림을 추출/수신하여 복호화부(22)로 전달할 수 있다.
복호화부(22)는 부호화부(12)의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 복호화할 수 있다.
렌더링부(23)는 복호화된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
영상 부호화 장치 개요
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함할 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치(100)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
영상 분할부(110)는 영상 부호화 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)을 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 유닛의 분할을 위해, 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 개시에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득한 하위 뎁스의 코딩 유닛이 최종 코닛 유닛으로 사용될 수도 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환 및/또는 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 코딩 절차의 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다. 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상기 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
예측부(인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185))는 처리 대상 블록(현재 블록)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 현재 블록의 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 인트라 예측 모드 및/또는 인트라 예측 기법에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라, 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference) 및 움직임 벡터 예측자에 대한 지시자(indicator)를 부호화함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 시그널링할 수 있다. 움직임 벡터 차분은 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 차이를 의미할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법 및/또는 예측 기법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용하는 예측 방법은 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 현재 블록으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치의 현재 픽처 내 기복원된 참조 블록을 이용하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. IBC가 적용되는 경우, 현재 픽처 내 참조 블록의 위치는 상기 소정의 거리에 해당하는 벡터(블록 벡터)로서 부호화될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나, 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서, 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉 IBC는 본 개시에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
예측부를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 감산부(115)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)로부터 예측부에서 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)을 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기반하여 획득되는 변환을 의미한다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호를 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 영상 부호화 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구비될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다.
가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) 내 DPB는 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 수정된 복원 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달될 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
영상 복호화 장치 개요
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)는 레지듀얼 처리부에 포함될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림을 수신한 영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치(100)에서 수행된 프로세스에 대응하는 프로세스를 수행하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치(200)는 영상 부호화 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛이거나 또는 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득될 수 있다. 그리고, 영상 복호화 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치(미도시)를 통해 재생될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있다. 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(예컨대, 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상을 디코딩하기 위해 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 추가적으로 이용할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩됨으로써 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 블록 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)을 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 영상 복호화 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 추가적으로 구비될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
한편, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치는 비디오/영상/픽처 복호화 장치라고 불릴 수 있다. 상기 영상 복호화 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및/또는 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)를 포함할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 영상 부호화 장치에서 수행된 계수 스캔 순서에 기반하여 수행될 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)을 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드(예측 기법)를 결정할 수 있다.
예측부가 후술하는 다양한 예측 방법(기법)을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있음은 영상 부호화 장치(100)의 예측부에 대한 설명에서 언급된 바와 동일하다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인트라 예측부(185)에 대한 설명은 인트라 예측부(265)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드(기법)를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드(기법)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(260) 및/또는 인트라 예측부(265) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 가산부(235)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 영상 부호화 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 영상 복호화 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
CTU의 분할 개요
전술한 바와 같이, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU) 또는 최대 코딩 유닛(LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로 분할함으로써 획득될 수 있다. 예컨대, CTU는 먼저 쿼드트리 구조로 분할될 수 있다. 이후 쿼드트리 구조의 리프 노드들은 멀티타입 트리 구조에 의하여 더 분할될 수 있다.
쿼드트리에 따른 분할은 현재 CU(또는 CTU)를 4등분하는 분할을 의미한다. 쿼드트리에 따른 분할에 의해, 현재 CU는 동일한 너비와 동일한 높이를 갖는 4개의 CU로 분할될 수 있다. 현재 CU가 더 이상 쿼드트리 구조로 분할되지 않는 경우, 현재 CU는 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당한다. 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당하는 CU는 더 이상 분할되지 않고 전술한 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 또는, 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당하는 CU는 멀티타입 트리 구조에 의하여 더 분할될 수 있다.
도 4는 멀티타입 트리 구조에 따른 블록의 분할 타입을 도시한 도면이다. 멀티타입 트리 구조에 따른 분할은 바이너리 트리 구조에 따른 2개의 분할과 터너리 트리 구조에 따른 2개의 분할을 포함할 수 있다.
바이너리 트리 구조에 따른 2개의 분할은 수직 바이너리 분할(vertical binary splitting, SPLIT_BT_VER)과 수평 바이너리 분할(hotizontal binary splitting, SPLIT_BT_HOR)을 포함할 수 있다. 수직 바이너리 분할(SPLIT_BT_VER)은 현재 CU를 수직 방향으로 2등분하는 분할을 의미한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수직 바이너리 분할에 의해 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 절반의 너비를 갖는 2개의 CU가 생성될 수 있다. 수평 바이너리 분할(SPLIT_BT_HOR)은 현재 CU를 수평 방향으로 2등분하는 분할을 의미한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수평 바이너리 분할에 의해 현재 CU의 높이의 절반의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 2개의 CU가 생성될 수 있다.
터너리 트리 구조에 따른 2개의 분할은 수직 터너리 분할(vertical ternary splitting, SPLIT_TT_VER)과 수평 터너리 분할(hotizontal ternary splitting, SPLIT_TT_HOR)을 포함할 수 있다. 수직 터너리 분할(SPLIT_TT_VER)은 현재 CU를 수직 방향으로 1:2:1의 비율로 분할한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수직 터너리 분할에 의해 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 1/4의 너비를 갖는 2개의 CU와 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 절반의 너비를 갖는 CU가 생성될 수 있다. 수평 터너리 분할(SPLIT_TT_HOR)은 현재 CU를 수평 방향으로 1:2:1의 비율로 분할한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수평 터너리 분할에 의해 현재 CU의 높이의 1/4의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 2개의 CU와 현재 CU의 높이의 절반의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 1개의 CU가 생성될 수 있다.
도 5는 본 개시에 따른 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시한 도면이다.
여기서, CTU는 쿼드트리의 루트(root) 노드로 취급되며, 쿼드트리 구조로 처음으로 파티셔닝된다. 현재 CU(CTU 또는 쿼드트리의 노드(QT_node))에 대해 쿼드트리 분할을 수행할 지 여부를 지시하는 정보(예컨대, qt_split_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, qt_split_flag가 제1 값(예컨대, "1")이면, 현재 CU는 쿼드트리 분할될 수 있다. 또한, qt_split_flag가 제2 값(예컨대, "0")이면, 현재 CU는 쿼드트리 분할되지 않고, 쿼드트리의 리프 노드(QT_leaf_node)가 된다. 각 쿼드트리의 리프 노드는 이후 멀티타입 트리 구조로 더 파티셔닝될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드는 멀티타입 트리의 노드(MTT_node)가 될 수 있다. 멀티타입 트리 구조에서, 현재 노드가 추가적으로 파티셔닝되는지를 지시하기 위하여 제1 플래그(a first flag, ex. mtt_split_cu_flag)가 시그널링될 수 있다. 만약 해당 노드가 추가적으로 파티셔닝되는 경우(예컨대, 제1 플래그가 1인 경우), 분할 방향(splitting direction)을 지시하기 위하여 제2 플래그(a second flag, ex. mtt_split_cu_verticla_flag)가 시그널링될 수 있다. 예컨대, 제2 플래그가 1인 경우, 분할 방향은 수직 방향이고, 제2 플래그가 0인 경우, 분할 방향은 수평 방향일 수 있다. 그 후 분할 타입이 바이너리 분할 타입인지 터너리 분할 타입인지 여부를 지시하기 위하여 제3 플래그(a third flag, ex. mtt_split_cu_binary_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 제3 플래그가 1인 경우, 분할 타입은 바이너리 분할 타입이고, 제3 플래그가 0인 경우, 분할 타입은 터너리 분할 타입일 수 있다. 바이너리 분할 또는 터너리 분할에 의해 획득된 멀티타입 트리의 노드는 멀티타입 트리 구조로 더 파티셔닝될 수 있다. 그러나, 멀티타입 트리의 노드는 쿼드트리 구조로 파티셔닝될 수는 없다. 상기 제1 플래그가 0인 경우, 멀티타입 트리의 해당 노드는 더 이상 분할되지 않고, 멀티타입 트리의 리프 노드(MTT_leaf_node)가 된다. 멀티타입 트리의 리프 노드에 해당하는 CU는 전술한 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다.
전술한 mtt_split_cu_vertical_flag 및 mtt_split_cu_binary_flag를 기반으로, CU의 멀티타입 트리 분할 모드(multi-type tree splitting mode, MttSplitMode)가 표 1과 같이 도출될 수 있다.
[표 1]
Figure PCTKR2020009522-appb-I000001
하나의 CTU는 루마 샘플들의 코딩 블록(이하, "루마 블록"이라 함)과 이에 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 블록(이하, "크로마 블록"이라 함)들을 포함할 수 있다. 전술한 코딩 트리 스킴은 현재 CU의 루마 블록 및 크로마 블록에 대해 동일하게 적용될 수도 있고, 개별적(separate)으로 적용될 수도 있다. 구체적으로, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록이 동일 블록 트리 구조로 분할될 수 있으며, 이 경우의 트리 구조는 싱글 트리(SINGLE_TREE)라고 나타낼 수 있다. 또는, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록은 개별적 블록 트리 구조로 분할될 수 있으며, 이 경우의 트리 구조는 듀얼 트리(DUAL_TREE)라고 나타낼 수 있다. 즉, CTU가 듀얼 트리로 분할되는 경우, 루마 블록에 대한 블록 트리 구조와 크로마 블록에 대한 블록 트리 구조가 별개로 존재할 수 있다. 이 때, 루마 블록에 대한 블록 트리 구조는 듀얼 트리 루마(DUAL_TREE_LUMA)라고 불릴 수 있고, 크로마 블록에 대한 블록 트리 구조는 듀얼 트리 크로마(DUAL_TREE_CHROMA)라고 불릴 수 있다. P 및 B 슬라이스/타일 그룹들에 대하여, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록들은 동일한 코딩 트리 구조를 갖도록 제한될 수 있다. 그러나, I 슬라이스/타일 그룹들에 대하여, 루마 블록 및 크로마 블록들은 서로 개별적 블록 트리 구조를 가질 수 있다. 만약 개별적 블록 트리 구조가 적용되는 경우, 루마 CTB(Coding Tree Block)는 특정 코딩 트리 구조를 기반으로 CU들로 분할되고, 크로마 CTB는 다른 코딩 트리 구조를 기반으로 크로마 CU들로 분할될 수 있다. 즉, 개별적 블록 트리 구조가 적용되는 I 슬라이스/타일 그룹 내 CU는 루마 성분의 코딩 블록 또는 두 크로마 성분들의 코딩 블록들로 구성되고, P 또는 B 슬라이스/타일 그룹의 CU는 세가지 컬러 성분(루마 성분 및 두개의 크로마 성분)의 블록들로 구성될 수 있음을 의미할 수 있다.
상기에서 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조에 대하여 설명하였으나, CU가 분할되는 구조는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, BT 구조 및 TT 구조는 다수 분할 트리 (Multiple Partitioning Tree, MPT) 구조에 포함되는 개념으로 해석될 수 있고, CU는 QT 구조 및 MPT 구조를 통해 분할된다고 해석할 수 있다. QT 구조 및 MPT 구조를 통해 CU가 분할되는 일 예에서, QT 구조의 리프 노드가 몇 개의 블록으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_type) 및 QT 구조의 리프 노드가 수직과 수평 중 어느 방향으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_mode)가 시그널링됨으로써 분할 구조가 결정될 수 있다.
또 다른 예에서, CU는 QT 구조, BT 구조 또는 TT 구조와 다른 방법으로 분할될 수 있다. 즉, QT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 크기로 분할되거나, BT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/2 크기로 분할되거나, TT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 또는 1/2 크기로 분할되는 것과 달리, 하위 뎁스의 CU는 경우에 따라 상위 뎁스의 CU의 1/5, 1/3, 3/8, 3/5, 2/3 또는 5/8 크기로 분할될 수 있으며, CU가 분할되는 방법은 이에 한정되지 않는다.
인터 예측의 개요
이하, 본 개시에 따른 인터 예측에 대해 설명한다.
본 개시에 따른 영상 부호화 장치/영상 복호화 장치의 예측부는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들(e.g. 샘플값들, 또는 움직임 정보 등)에 의존적인 방법으로 도출되는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록(예측 블록 또는 예측 샘플 어레이)을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측이 적용되는 경우, 상기 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU), 콜블록(colBlock) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic), 콜픽처(colPicture) 등의 이름으로 불릴 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 선택(사용)되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다.
인터 예측은 다양한 예측 모드를 기반으로 수행될 수 있다. 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우, 현재 블록의 움직임 정보는 선택된 주변 블록의 움직임 정보와 동일할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 선택된 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)은 시그널링될 수 있다. 이 경우 상기 움직임 벡터 예측자 및 움직임 벡터 차분의 합을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 본 개시에서 MVP 모드는 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등)에 따라 L0 움직임 정보 및/또는 L1 움직임 정보를 포함할 수 있다. L0 방향의 움직임 벡터는 L0 움직임 벡터 또는 MVL0라고 불릴 수 있고, L1 방향의 움직임 벡터는 L1 움직임 벡터 또는 MVL1이라고 불릴 수 있다. L0 움직임 벡터에 기반한 예측은 L0 예측이라고 불릴 수 있고, L1 움직임 벡터에 기반한 예측을 L1 예측이라고 불릴 수 있고, 상기 L0 움직임 벡터 및 상기 L1 움직임 벡터 둘 다에 기반한 예측을 쌍(Bi) 예측이라고 불릴 수 있다. 여기서 L0 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L0 (L0)에 연관된 움직임 벡터를 나타낼 수 있고, L1 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L1 (L1)에 연관된 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. 참조 픽처 리스트 L0는 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 참조 픽처들로 포함할 수 있고, 참조 픽처 리스트 L1은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 포함할 수 있다. 상기 이전 픽처들은 순방향 (참조) 픽처라고 불릴 수 있고, 상기 이후 픽처들은 역방향 (참조) 픽처라고 불릴 수 있다. 상기 참조 픽처 리스트 L0은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 참조 픽처들로 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 참조 픽처 리스트 L0 내에서 상기 이전 픽처들이 먼저 인덱싱되고 상기 이후 픽처들은 그 다음에 인덱싱될 수 있다. 상기 참조 픽처 리스트 L1은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 참조 픽처들로 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 참조 픽처 리스트 L1 내에서 상기 이후 픽처들이 먼저 인덱싱되고 상기 이전 픽처들은 그 다음에 인덱싱 될 수 있다. 여기서 출력 순서는 POC(picture order count) 순서(order)에 대응될 수 있다.
도 6은 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시에 따른 인터 예측부(180)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6의 인코딩 방법은 도 2의 영상 부호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 단계 S610은 인터 예측부(180)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S620은 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 단계 S620은 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S630은 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S630의 예측 정보는 인터 예측부(180)에 의하여 도출되고, 단계 S630의 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 영상 부호화 장치의 변환부(120)를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(130)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩될 수 있다.
영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다(S610). 영상 부호화 장치는 현재 블록의 인터 예측 모드 및 움직임 정보를 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측 모드 결정, 움직임 정보 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치의 인터 예측부(180)는 예측 모드 결정부(181), 움직임 정보 도출부(182), 예측 샘플 도출부(183)를 포함할 수 있다. 예측 모드 결정부(181)에서 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(182)에서 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하고, 예측 샘플 도출부(183)에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치의 인터 예측부(180)는 움직임 추정(motion estimation)을 통하여 참조 픽처들의 일정 영역(서치 영역) 내에서 상기 현재 블록과 유사한 블록을 서치하고, 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이를 기반으로 상기 참조 블록이 위치하는 참조 픽처를 가리키는 참조 픽처 인덱스를 도출하고, 상기 참조 블록과 상기 현재 블록의 위치 차이를 기반으로 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 영상 부호화 장치는 다양한 예측 모드들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드를 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 다양한 예측 모드들에 대한 율-왜곡 비용(Rate-Distortion (RD) cost)을 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 예측 모드를 결정할 수 있다. 그러나, 영상 부호화 장치가 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하는 방법은 상기 예로 한정되지 않으며, 다양한 방법들이 이용될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 영상 부호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 블록들로부터 머지 후보들을 유도하고, 유도된 머지 후보들을 이용하여 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 가리키는 참조 블록들 중 상기 현재 블록과 중 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 도출된 참조 블록과 연관된 머지 후보가 선택되며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스 정보가 생성되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다.
다른 예로, 상기 현재 블록에 MVP 모드가 적용되는 경우, 영상 부호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 블록들로부터 mvp (motion vector predictor) 후보들을 유도하고, 유도된 mvp 후보들을 이용하여 mvp 후보 리스트를 구성할 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치는 상기 mvp 후보 리스트에 포함된 mvp 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 전술한 움직임 추정에 의하여 도출된 참조 블록을 가리키는 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 움직임 벡터로 이용될 수 있으며, 상기 mvp 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 벡터와의 차이가 가장 작은 움직임 벡터를 갖는 mvp 후보가 상기 선택된 mvp 후보가 될 수 있다. 상기 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 mvp를 뺀 차분인 MVD(motion vector difference)가 도출될 수 있다. 이 경우 상기 선택된 mvp 후보를 가리키는 인덱스 정보 및 상기 MVD에 관한 정보가 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 또한, MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 참조 픽처 인덱스의 값은 참조 픽처 인덱스 정보로 구성되어 별도로 상기 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
영상 부호화 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S620). 영상 부호화 장치는 상기 현재 블록의 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들의 비교를 통하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 예컨대, 상기 레지듀얼 샘플은 원본 샘플로부터 대응하는 예측 샘플을 감산함으로써 도출될 수 있다.
영상 부호화 장치는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S630). 영상 부호화 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로 예측 모드 정보(ex. skip flag, merge flag or mode index 등) 및 움직임 정보에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 예측 모드 정보 중 skip flag는 현재 블록에 대해 스킵 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 정보이며, merge flag는 현재 블록에 대해 머지 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 정보이다. 또는 예측 모드 정보는 mode index와 같이, 복수의 예측 모드들 중 하나를 지시하는 정보일 수도 있다. 상기 skip flag와 merge flag가 각각 0일 경우, 현재 블록에 대해 MVP 모드가 적용되는 것으로 결정될 수 있다. 상기 움직임 정보에 관한 정보는 움직임 벡터를 도출하기 위한 정보인 후보 선택 정보(ex. merge index, mvp flag or mvp index)를 포함할 수 있다. 상기 후보 선택 정보 중 merge index는 현재 블록에 대해 머지 모드가 적용되는 경우에 시그널링될 수 있으며, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 하나를 선택하기 위한 정보일 수 있다. 상기 후보 선택 정보 중 mvp flag 또는 mvp index는 현재 블록에 대해 MVP 모드가 적용되는 경우에 시그널링될 수 있으며, mvp 후보 리스트에 포함된 mvp 후보들 중 하나를 선택하기 위한 정보일 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 상술한 MVD에 관한 정보 및/또는 참조 픽처 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 L0 예측, L1 예측, 또는 쌍(Bi) 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
출력된 비트스트림은 (디지털) 저장매체에 저장되어 영상 복호화 장치로 전달될 수 있고, 또는 네트워크를 통하여 영상 복호화 장치로 전달될 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이 영상 부호화 장치는 상기 참조 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록을 포함하는 픽처)를 생성할 수 있다. 이는 영상 복호화 장치에서 수행되는 것과 동일한 예측 결과를 영상 부호화 장치에서 도출하기 위함이며, 이를 통하여 코딩 효율을 높일 수 있기 때문이다. 따라서, 영상 부호화 장치는 복원 픽처(또는 복원 샘플들, 복원 블록)를 메모리에 저장하고, 인터 예측을 위한 참조 픽처로 활용할 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
도 8은 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 개시에 따른 인터 예측부(260)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
영상 복호화 장치는 상기 영상 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 영상 복호화 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
도 8의 디코딩 방법은 도 3의 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 단계 S810 내지 S830은 인터 예측부(260)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S810의 예측 정보 및 단계 S840의 레지듀얼 정보는 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 영상 복호화 장치의 레지듀얼 처리부는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S840). 구체적으로 상기 레지듀얼 처리부의 역양자화부(220)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 레지듀얼 처리부의 역변환부(230)는 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 단계 S850은 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
구체적으로 영상 복호화 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다(S810). 영상 복호화 장치는 상기 예측 정보 내의 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 어떤 인터 예측 모드가 적용되는지 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 skip flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 스킵 모드가 적용되지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 상기 merge flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 머지 모드가 적용되지 또는 MVP 모드가 결정되는지 여부를 결정할 수 있다. 또는 상기 mode index를 기반으로 다양한 인터 예측 모드 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 상기 인터 예측 모드 후보들은 스킵 모드, 머지 모드 및/또는 MVP 모드를 포함할 수 있고, 또는 후술하는 다양한 인터 예측 모드들을 포함할 수 있다.
영상 복호화 장치는 상기 결정된 인터 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다(S820). 예를 들어, 영상 복호화 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있다. 상기 선택은 전술한 후보 선택 정보(merge index)를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다. 예컨대, 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다.
다른 예로, 영상 복호화 장치는 상기 현재 블록에 MVP 모드가 적용되는 경우, mvp 후보 리스트를 구성하고, 상기 mvp 후보 리스트에 포함된 mvp 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 상기 선택은 전술한 후보 선택 정보(mvp flag or mvp index)를 기반으로 수행될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 MVD를 도출할 수 있으며, 상기 현재 블록의 mvp와 상기 MVD를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 또한, 상기 참조 픽처 인덱스 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 상기 현재 블록에 관한 참조 픽처 리스트 내에서 상기 참조 픽처 인덱스가 가리키는 픽처가 상기 현재 블록의 인터 예측을 위하여 참조되는 참조 픽처로 도출될 수 있다.
영상 복호화 장치는 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S830). 이 경우 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 상기 참조 픽처를 도출하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 상기 참조 픽처 상에서 가리키는 참조 블록의 샘플들을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 경우에 따라 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 전부 또는 일부에 대한 예측 샘플 필터링 절차가 더 수행될 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치의 인터 예측부(260)는 예측 모드 결정부(261), 움직임 정보 도출부(262), 예측 샘플 도출부(263)를 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치의 인터 예측부(260)는 예측 모드 결정부(261)에서 수신된 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(262)에서 수신된 움직임 정보에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보(움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스 등)를 도출하고, 예측 샘플 도출부(263)에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
영상 복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S840). 영상 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S850). 이후 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 전술한 바와 같다.
전술한 바와 같이 인터 예측 절차는 인터 예측 모드 결정 단계, 결정된 예측 모드에 따른 움직임 정보 도출 단계, 도출된 움직임 정보에 기반한 예측 수행(예측 샘플 생성) 단계를 포함할 수 있다. 상기 인터 예측 절차는 전술한 바와 같이 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에서 수행될 수 있다.
이하에서, 예측 모드에 따른 움직임 정보 도출 단계에 대해 보다 상세히 설명한다.
전술한 바와 같이, 인터 예측은 현재 블록의 움직임 정보를 이용하여 수행될 수 있다. 영상 부호화 장치는 움직임 추정(motion estimation) 절차를 통하여 현재 블록에 대한 최적의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 원본 픽처 내 원본 블록을 이용하여 상관성이 높은 유사한 참조 블록을 참조 픽처 내의 정해진 탐색 범위 내에서 분수 픽셀 단위로 탐색할 수 있고, 이를 통하여 움직임 정보를 도출할 수 있다. 블록의 유사성은 현재 블록과 참조 블록 간 SAD(sum of absolute differences)를 기반으로 계산될 수 있다. 이 경우 탐색 영역 내 SAD가 가장 작은 참조 블록을 기반으로 움직임 정보를 도출할 수 있다. 도출된 움직임 정보는 인터 예측 모드 기반으로 여러 방법에 따라 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
현재 블록에 대해 머지 모드(merge mode)가 적용되는 경우, 현재 블록의 움직임 정보가 직접적으로 전송되지 않고, 주변 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보를 유도하게 된다. 따라서, 머지 모드를 이용하였음을 알려주는 플래그 정보 및 어떤 주변 블록을 머지 후보로서 이용하였는지를 알려주는 후보 선택 정보(예컨대, 머지 인덱스)를 전송함으로써 현재 예측 블록의 움직임 정보를 지시할 수 있다. 본 개시에서 현재 블록은 예측 수행의 단위이므로, 현재 블록은 현재 예측 블록과 같은 의미로 사용되고, 주변 블록은 주변 예측 블록과 같은 의미로 사용될 수 있다.
영상 부호화 장치는 머지 모드를 수행하기 위해서 현재 블록의 움직임 정보를 유도하기 위해 이용되는 머지 후보 블록(merge candidate block)을 서치할 수 있다. 예를 들어, 상기 머지 후보 블록은 최대 5개까지 이용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 머지 후보 블록의 최대 개수는 슬라이스 헤더 또는 타일 그룹 헤더에서 전송될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 머지 후보 블록들을 찾은 후, 영상 부호화 장치는 머지 후보 리스트를 생성할 수 있고, 이들 중 RD cost가 가장 작은 머지 후보 블록을 최종 머지 후보 블록으로 선택할 수 있다.
본 개시는 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보 블록에 대한 다양한 실시예를 제공한다. 상기 머지 후보 리스트는 예를 들어 5개의 머지 후보 블록을 이용할 수 있다. 예를 들어, 4개의 공간적 머지 후보(spatial merge candidate)와 1개의 시간적 머지 후보(temporal merge candidate)를 이용할 수 있다.
도 10은 공간적 머지 후보로 이용될 수 있는 주변 블록들을 예시한 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 현재 블록의 공간적 주변 블록들을 탐색하여 도출된 공간적 머지 후보들을 머지 후보 리스트에 삽입할 수 있다(S1110). 예를 들어, 상기 공간적 주변 블록들은 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 현재 블록의 좌하측 코너 주변 블록(A0), 좌측 주변 블록(A1), 우상측 코너 주변 블록(B0), 상측 주변 블록(B1), 좌상측 코너 주변 블록(B2)들을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 전술한 공간적 주변 블록들 이외에도 우측 주변 블록, 하측 주변 블록, 우하측 주변 블록 등 추가적인 주변 블록들이 더 상기 공간적 주변 블록들로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 상기 공간적 주변 블록들을 우선순위에 기반하여 탐색함으로써 가용한 블록들을 검출하고, 검출된 블록들의 움직임 정보를 상기 공간적 머지 후보들로 도출할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 도 10에 도시된 5개의 블록들을 A1, B1, B0, A0, B2의 순서대로 탐색하고 가용한 후보들을 순차적으로 인덱싱함으로써 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다.
영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 상기 현재 블록의 시간적 주변 블록을 탐색하여 도출된 시간적 머지 후보를 상기 머지 후보 리스트에 삽입할 수 있다(S1120). 상기 시간적 주변 블록은 상기 현재 블록이 위치하는 현재 픽처와 다른 픽처인 참조 픽처 상에 위치할 수 있다. 상기 시간적 주변 블록이 위치하는 참조 픽처는 collocated 픽처 또는 col 픽처라고 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록은 상기 col 픽처 상에서의 상기 현재 블록에 대한 동일 위치 블록(co-located block)의 우하측 코너 주변 블록 및 우하측 센터 블록의 순서로 탐색될 수 있다. 한편, 메모리 부하를 줄이기 위해 motion data compression이 적용되는 경우, 상기 col 픽처에 대해 일정 저장 단위마다 특정 움직임 정보를 대표 움직임 정보로 저장할 수 있다. 이 경우 상기 일정 저장 단위 내의 모든 블록에 대한 움직임 정보를 저장할 필요가 없으며 이를 통하여 motion data compression 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 일정 저장 단위는 예를 들어 16x16 샘플 단위, 또는 8x8 샘플 단위 등으로 미리 정해질 수도 있고, 또는 영상 부호화 장치에서 영상 복호화 장치로 상기 일정 저장 단위에 대한 사이즈 정보가 시그널링될 수도 있다. 상기 motion data compression이 적용되는 경우 상기 시간적 주변 블록의 움직임 정보는 상기 시간적 주변 블록이 위치하는 상기 일정 저장 단위의 대표 움직임 정보로 대체될 수 있다. 즉, 이 경우 구현 측면에서 보면, 상기 시간적 주변 블록의 좌표에 위치하는 예측 블록이 아닌, 상기 시간적 주변 블록의 좌표(좌상단 샘플 포지션)를 기반으로 일정 값만큼 산술적 오른쪽 쉬프트 후 산술적 왼쪽 쉬프트 한 위치를 커버하는 예측 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 시간적 머지 후보가 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 2nx2n 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>n)<<n), (yTnb>>n)<<n))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 16x16 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>4)<<4), (yTnb>>4)<<4))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다. 또는 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 8x8 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>3)<<3), (yTnb>>3)<<3))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다.
다시 도 11을 참조하면, 영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 현재 머지 후보들의 개수가 최대 머지 후보들의 개수보다 작은지 여부를 확인할 수 있다(S1130). 상기 최대 머지 후보들의 개수는 미리 정의되거나 영상 부호화 장치에서 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치는 상기 최대 머지 후보들의 개수에 관한 정보를 생성하고, 인코딩하여 비트스트림 형태로 상기 영상 복호화 장치로 전달할 수 있다. 상기 최대 머지 후보들의 개수가 다 채워지면 이후의 후보 추가 과정(S1140)은 진행하지 않을 수 있다.
단계 S1130의 확인 결과 상기 현재 머지 후보들의 개수가 상기 최대 머지 후보들의 개수보다 작은 경우, 영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 소정의 방식에 따라 추가 머지 후보를 유도한 후 상기 머지 후보 리스트에 삽입할 수 있다(S1140).
단계 S1130의 확인 결과 상기 현재 머지 후보들의 개수가 상기 최대 머지 후보들의 개수보다 작지 않은 경우, 영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 상기 머지 후보 리스트의 구성을 종료할 수 있다. 이 경우 영상 부호화 장치는 RD cost 기반으로 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보들 중 최적의 머지 후보를 선택할 수 있으며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 후보 선택 정보(ex. merge index)를 영상 복호화 장치로 시그널링할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 머지 후보 리스트 및 상기 후보 선택 정보를 기반으로 상기 최적의 머지 후보를 선택할 수 있다.
상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 사용될 수 있으며, 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있음은 전술한 바와 같다. 영상 부호화 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있으며, 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 영상 복호화 장치로 시그널링할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 레지듀얼 샘플들 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 전술한 바와 같다.
현재 블록에 대해 스킵 모드(skip mode)가 적용되는 경우, 앞에서 머지 모드가 적용되는 경우와 동일한 방법으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 다만, 스킵 모드가 적용되는 경우 해당 블록에 대한 레지듀얼 신호가 생략되며 따라서 예측 샘플들이 바로 복원 샘플들로 이용될 수 있다.
현재 블록에 대해 MVP 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록(예를 들어, 도 10에 도시된 주변 블록)의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록(또는 Col 블록)에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, mvp) 후보 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터가 현재 블록의 움직임 벡터 예측자 후보로 사용될 수 있다. 쌍예측이 적용되는 경우, L0 움직임 정보 도출을 위한 mvp 후보 리스트와 L1 움직임 정보 도출을 위한 mvp 후보 리스트가 개별적으로 생성되어 이용될 수 있다. 현재 블록에 대한 예측 정보(또는 예측에 관한 정보)는 상기 mvp 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 예측자 후보를 지시하는 후보 선택 정보(ex. MVP 플래그 또는 MVP 인덱스)를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부는 상기 후보 선택 정보를 이용하여, mvp 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보들 중에서, 현재 블록의 움직임 벡터 예측자를 선택할 수 있다. 영상 부호화 장치의 예측부는 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 움직임 벡터 예측자를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 영상 복호화 장치의 예측부는 상기 예측에 관한 정보에 포함된 움직임 벡터 차분을 획득하고, 상기 움직임 벡터 차분과 상기 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 상기 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 영상 복호화 장치의 예측부는 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 예에 따른 움직임 벡터 예측자 후보 리스트 구성 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
먼저, 현재 블록의 공간적 후보 블록을 탐색하여 가용한 후보 블록을 mvp 후보 리스트에 삽입할 수 있다(S1210). 이후, mvp 후보 리스트에 포함된 mvp 후보가 2개 미만인지 여부가 판단되고(S1220), 2개인 경우, mvp 후보 리스트의 구성을 완료할 수 있다.
단계 S1220에서, 가용한 공간적 후보 블록이 2개 미만인 경우, 현재 블록의 시간적 후보 블록을 탐색하여 가용한 후보 블록을 mvp 후보 리스트에 삽입할 수 있다(S1230). 시간적 후보 블록이 가용하지 않은 경우, 제로 움직임 벡터를 mvp 후보 리스트에 삽입(S1240)함으로써, mvp 후보 리스트의 구성을 완료할 수 있다.
한편, MVP 모드가 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 명시적으로 시그널링될 수 있다. 이경우 L0 예측을 위한 참조 픽처 인덱스(refidxL0)와 L1 예측을 위한 참조 픽처 인덱스(refidxL1)가 구분되어 시그널링될 수 있다. 예를 들어, MVP 모드가 적용되고 쌍예측(BI prediction)이 적용되는 경우, 상기 refidxL0에 관한 정보 및 refidxL1에 관한 정보가 둘 다 시그널링될 수 있다.
전술한 바와 같이, MVP 모드가 적용되는 경우, 영상 부호화 장치에서 도출된 MVD에 관한 정보가 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. MVD에 관한 정보는 예를 들어 MVD 절대값 및 부호에 대한 x, y 성분을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, MVD 절대값이 0보다 큰지, 및 1보다 큰지 여부, MVD 나머지를 나타내는 정보가 단계적으로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, MVD 절대값이 1보다 큰지 여부를 나타내는 정보는 MVD 절대값이 0보다 큰지 여부를 나타내는 flag 정보의 값이 1인 경우에 한하여 시그널링될 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 예에 따라 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 MVD를 전송하기 위한 신택스 구조를 도시한 도면이다.
도 13에서, abs_mvd_greater0_flag[0]은 MVD의 x성분의 절대값이 0보다 큰지 여부를 나타내고, abs_mvd_greater0_flag[1]은 MVD의 y성분의 절대값이 0보다 큰지 여부를 나타낸다. 유사하게, abs_mvd_greater1_flag[0]은 MVD의 x성분의 절대값이 1보다 큰지 여부를 나타내고, abs_mvd_greater1_flag[1]은 MVD의 y성분의 절대값이 1보다 큰지 여부를 나타낸다. 도 13에 도시된 바와 같이, abs_mvd_greater1_flag는 abs_mvd_greater0_flag이 1일 때에만 전송될 수 있다. 도 13에서, abs_mvd_minus2는 MVD의 절대값에서 2를 뺀 값을 나타내고, mvd_sign_flag는 MVD의 부호가 플러스인지 마이너스인지 여부를 나타낸다. 도 13에 도시된 신택스 구조를 이용하여 MVD는 아래의 수학식 1과 같이 도출될 수 있다.
[수학식 1]
MVD[compIdx] = abs_mvd_greater0_flag[compIdx] *(abs_mvd_minus2[compIdx] + 2) * (1 - 2 * mvd_sign_flag[compIdx])
한편, L0 예측을 위한 MVD (MVDL0)와 L1 예측을 위한 MVD(MVDL1)이 구분되어 시그널링될 수도 있으며, 상기 MVD에 관한 정보는 MVDL0에 관한 정보 및/또는 MVDL1에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어 현재 블록에 MVP 모드가 적용되고 BI 예측이 적용되는 경우, 상기 MVDL0에 관한 정보 및 MVDL1에 관한 정보가 둘 다 시그널링될 수 있다.
IBC(Intra Block Copy) 예측의 개요
이하, 본 개시에 따른 IBC 예측에 대해 설명한다.
IBC 예측은 영상 부호화 장치/영상 복호화 장치의 예측부에서 수행될 수 있다. IBC 예측은 간단히 IBC라고 불릴 수 있다. 상기 IBC는 예를 들어 SCC (screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. 상기 IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 개시에서 설명된 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, IBC에서는 전술한 움직임 정보(움직임 벡터) 도출 방법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 인터 예측 기법들 중 적어도 하나는 상기 IBC 예측을 고려하여 일부 수정되어 이용될 수도 있다. 상기 IBC는 현재 픽처를 참조할 수 있으며, 따라서 CPR (current picture referencing)이라고 불릴 수도 있다.
IBC를 위하여, 영상 부호화 장치는 블록 매칭 (BM)을 수행하여 현재 블록(ex. CU)에 대한 최적의 블록 벡터(또는 움직임 벡터)를 도출할 수 있다. 상기 도출된 블록 벡터(또는 움직임 벡터)는 전술한 인터 예측에서의 움직임 정보(움직임 벡터)의 시그널링과 유사한 방법을 이용하여 비트스트림을 통하여 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 시그널링된 블록 벡터(움직임 벡터)를 통하여 현재 픽처 내에서 상기 현재 블록에 대한 참조 블록을 도출할 수 있으며, 이를 통하여 상기 현재 블록에 대한 예측 신호(예측된 블록 or 예측 샘플들)를 도출할 수 있다. 여기서 상기 블록 벡터(또는 움직임 벡터)는 현재 블록으로부터 현재 픽처 내 이미 복원된 영역에 위치하는 참조 블록까지의 변위(displacement)를 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 블록 벡터(또는 움직임 벡터)는 변위 벡터라고 불릴 수도 있다. 이하, IBC에서 상기 움직임 벡터는 상기 블록 벡터 또는 상기 변위 벡터에 대응될 수 있다. 현재 블록의 움직임 벡터는 루마 성분에 대한 움직임 벡터(루마 움직임 벡터) 또는 크로마 성분에 대한 움직임 벡터(크로마 움직임 벡터)를 포함할 수 있다. 예를 들어, IBC 코딩된 CU에 대한 루마 움직임 벡터는 정수 샘플 단위(즉, integer precision)일 수 있다. 크로마 움직임 벡터 또한 정수 샘플 단위로 클리핑될(clipped) 수 있다. 전술한 바와 같이 IBC는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 루마 움직임 벡터는 전술한 머지 모드 또는 MVP 모드를 이용하여 부호화/복호화될 수 있다.
루마 IBC 블록에 대해 머지 모드가 적용되는 경우, 루마 IBC 블록에 대한 머지 후보 리스트는 도 11을 참조하여 설명한 인터 모드에서의 머지 후보 리스트와 유사하게 구성될 수 있다. 다만, 루마 IBC 블록의 경우, 머지 후보로서 시간적 주변 블록은 이용되지 않을 수 있다.
루마 IBC 블록에 대해 MVP 모드가 적용되는 경우, 루마 IBC 블록에 대한 mvp 후보 리스트는 도 12를 참조하여 설명한 인터 모드에서의 mvp 후보 리스트와 유사하게 구성될 수 있다. 다만, 루마 IBC 블록의 경우, mvp 후보로서 시간적 후보 블록은 이용되지 않을 수 있다.
IBC는 현재 픽처 내 이미 복원된 영역으로부터 참조 블록을 도출한다. 이 때, 메모리 소비와 영상 복호화 장치의 복잡도를 감소하기 위해, 현재 픽처 내 이미 복원된 영역 중 기정의된 영역(predefined area)만이 참조될 수 있다. 상기 기정의된 영역은 현재 블록이 포함된 현재 CTU를 포함할 수 있다. 이와 같이, 참조 가능한 복원 영역을 기정의된 영역으로 제한함으로써, IBC 모드는 로컬 온-칩 메모리(local on-chip memory)를 사용하여 하드웨어적으로 구현될 수 있다.
IBC를 수행하는 영상 부호화 장치는 상기 기정의된 영역을 탐색하여 가장 작은 RD cost를 갖는 참조 블록을 결정하고, 참조 블록과 현재 블록의 위치에 기반하여 움직임 벡터(블록 벡터)를 도출할 수 있다.
현재 블록에 대해 IBC를 적용할 지 여부는 CU 레벨에서, IBC 수행 정보로서 시그널링될 수 있다. 현재 블록의 움직임 벡터의 시그널링 방법(IBC MVP 모드 또는 IBC 스킵/머지 모드)에 관한 정보가 시그널링될 수 있다. IBC 수행 정보는 현재 블록의 예측 모드를 결정하는데 이용될 수 있다. 따라서, IBC 수행 정보는 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 포함될 수 있다.
IBC 스킵/머지 모드의 경우, 머지 후보 인덱스가 시그널링되어 머지 후보 리스트에 포함된 블록 벡터들 중 현재 루마 블록의 예측에 사용될 블록 벡
터를 지시하기 위해 사용될 수 있다. 이 때, 머지 후보 리스트는 IBC로 부호화된 주변 블록들을 포함할 수 있다. 머지 후보 리스트는 공간적 머지 후보를 포함할 수 있으며, 시간적 머지 후보는 포함하지 않도록 구성될 수 있다. 또한, 머지 후보 리스트는 추가적으로 HMVP(History-based motion vector predictor) 후보 및/또는 페어와이즈(pairwise) 후보를 포함할 수 있다.
IBC MVP 모드의 경우, 블록 벡터 차분값이 전술한 인터 모드의 움직임 벡터 차분값과 동일한 방법으로 부호화될 수 있다. 블록 벡터 예측 방법은 인터 모드의 MVP 모드와 유사하게 2개의 후보들을 예측자로서 포함하는 mvp 후보 리스트를 구성하여 이용할 수 있다. 상기 2개의 후보들 중 하나는 좌측 주변 블록으로부터 유도되고, 나머지 하나는 상측 주변 블록으로부터 유도될 수 있다. 이 때, 좌측 또는 상측 주변 블록이 IBC로 부호화된 경우에만 해당 주변 블록으로부터 후보를 유도할 수 있다. 만약 좌측 또는 상측 주변 블록이 가용하지 않은 경우, 예컨대, IBC로 부호화되지 않은 경우, 디폴트 블록 벡터가 예측자로서 mvp 후보 리스트에 포함될 수 있다. 또한, 2개의 블록 벡터 예측자들 중 하나를 지시하기 위한 정보(예컨대, 플래그)가 후보 선택 정보로서 시그널링되고 이용되는 것은 인터 모드의 MVP 모드와 유사하다. 상기 mvp 후보 리스트는 디폴트 블록 벡터로서 HMVP 후보 및/또는 제로 움직임 벡터를 포함할 수 있다.
상기 HMVP 후보는 히스토리 기반 MVP 후보라고 지칭될 수 있으며, 현재 블록의 부호화/복호화 이전에 사용된 MVP 후보, 머지 후보 또는 블록 벡터 후보는 HMVP 후보로서 HMVP 리스트에 저장될 수 있다. 이 후, 현재 블록의 머지 후보 리스트 또는 mvp 후보 리스트가 최대 개수의 후보를 포함하지 못하는 경우, HMVP 리스트에 저장된 후보가 HMVP 후보로서 현재 블록의 머지 후보 리스트 또는 mvp 후보 리스트에 추가될 수 있다.
상기 페어와이즈(pairwise) 후보는 현재 블록의 머지 후보 리스트에 이미 포함된 후보들 중 미리 정해진 순서에 따라 2개의 후보를 선택하고, 선택된 2개의 후보를 평균함으로써 유도되는 후보를 의미한다.
도 14는 IBC 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 15는 본 개시에 따른 IBC 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 수행하는 예측부의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 14의 인코딩 방법은 도 2의 영상 부호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 단계 S1410은 예측부에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S1420은 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 단계 S1420은 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S1430은 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S1430의 예측 정보는 예측부에 의하여 도출되고, 단계 S1430의 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 영상 부호화 장치의 변환부(120)를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(130)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩될 수 있다.
영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 IBC 예측(IBC 기반 예측)을 수행할 수 있다(S1410). 영상 부호화 장치는 현재 블록의 예측 모드 및 움직임 벡터(블록 벡터)를 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 상기 예측 모드는 전술한 인터 예측 모드들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서 예측 모드 결정, 움직임 벡터 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, IBC 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 수행하는 영상 부호화 장치의 예측부는 예측 모드 결정부, 움직임 벡터 도출부, 예측 샘플 도출부를 포함할 수 있다. 예측 모드 결정부에서 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 벡터 도출부에서 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출하고, 예측 샘플 도출부에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치의 예측부는 현재 픽처의 복원된 영역(또는 복원된 영역 중 일정 영역(서치 영역)) 내에서 상기 현재 블록과 유사한 블록을 서치하고, 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 참조 블록과 상기 현재 블록의 변위 차이를 기반으로 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 영상 부호화 장치는 다양한 예측 모드들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드를 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 다양한 예측 모드들에 대한 율-왜곡 비용(RD cost)을 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 예측 모드를 결정할 수 있다. 그러나, 영상 부호화 장치가 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하는 방법은 상기 예로 한정되지 않으며, 다양한 방법들이 이용될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 영상 부호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 블록들로부터 머지 후보들을 유도하고, 유도된 머지 후보들을 이용하여 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 가리키는 참조 블록들 중 상기 현재 블록과 중 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 도출된 참조 블록과 연관된 머지 후보가 선택되며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스 정보가 생성되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 벡터를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 도출할 수 있다.
다른 예로, 상기 현재 블록에 MVP 모드가 적용되는 경우, 영상 부호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 블록들로부터 mvp (motion vector predictor) 후보들을 유도하고, 유도된 mvp 후보들을 이용하여 mvp 후보 리스트를 구성할 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치는 상기 mvp 후보 리스트에 포함된 mvp 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 전술한 움직임 추정에 의하여 도출된 참조 블록을 가리키는 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 움직임 벡터로 이용될 수 있으며, 상기 mvp 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 벡터와의 차이가 가장 작은 움직임 벡터를 갖는 mvp 후보가 상기 선택된 mvp 후보가 될 수 있다. 상기 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 mvp를 뺀 차분인 MVD(motion vector difference)가 도출될 수 있다. 이 경우 상기 선택된 mvp 후보를 가리키는 인덱스 정보 및 상기 MVD에 관한 정보가 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
영상 부호화 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S1420). 영상 부호화 장치는 상기 현재 블록의 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들의 비교를 통하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 예컨대, 상기 레지듀얼 샘플은 원본 샘플로부터 대응하는 예측 샘플을 감산함으로써 도출될 수 있다.
영상 부호화 장치는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S1430). 영상 부호화 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로 예측 모드 정보(ex. skip flag, merge flag or mode index 등) 및 움직임 벡터에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 예측 모드 정보 중 skip flag는 현재 블록에 대해 스킵 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 정보이며, merge flag는 현재 블록에 대해 머지 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 정보이다. 또는 예측 모드 정보는 mode index와 같이, 복수의 예측 모드들 중 하나를 지시하는 정보일 수도 있다. 상기 skip flag와 merge flag가 각각 0일 경우, 현재 블록에 대해 MVP 모드가 적용되는 것으로 결정될 수 있다. 상기 움직임 벡터에 관한 정보는 움직임 벡터를 도출하기 위한 정보인 후보 선택 정보(ex. merge index, mvp flag or mvp index)를 포함할 수 있다. 상기 후보 선택 정보 중 merge index는 현재 블록에 대해 머지 모드가 적용되는 경우에 시그널링될 수 있으며, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 하나를 선택하기 위한 정보일 수 있다. 상기 후보 선택 정보 중 mvp flag 또는 mvp index는 현재 블록에 대해 MVP 모드가 적용되는 경우에 시그널링될 수 있으며, mvp 후보 리스트에 포함된 mvp 후보들 중 하나를 선택하기 위한 정보일 수 있다. 또한 상기 움직임 벡터에 관한 정보는 상술한 MVD에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 벡터에 관한 정보는 L0 예측, L1 예측, 또는 쌍(bi) 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
출력된 비트스트림은 (디지털) 저장매체에 저장되어 영상 복호화 장치로 전달될 수 있고, 또는 네트워크를 통하여 영상 복호화 장치로 전달될 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이 영상 부호화 장치는 상기 참조 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록을 포함하는 픽처)를 생성할 수 있다. 이는 영상 복호화 장치에서 수행되는 것과 동일한 예측 결과를 영상 부호화 장치에서 도출하기 위함이며, 이를 통하여 코딩 효율을 높일 수 있기 때문이다. 따라서, 영상 부호화 장치는 복원 픽처(또는 복원 샘플들, 복원 블록)을 메모리에 저장하고, 인터 예측을 위한 참조 픽처로 활용할 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
도 16은 IBC 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 17은 본 개시에 따른 IBC 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 수행하는 예측부의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
영상 복호화 장치는 상기 영상 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 영상 복호화 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 IBC 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
도 16의 디코딩 방법은 도 3의 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 단계 S1610 내지 S1630은 예측부에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S1610의 예측 정보 및 단계 S1640의 레지듀얼 정보는 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 영상 복호화 장치의 레지듀얼 처리부는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S1640). 구체적으로 상기 레지듀얼 처리부의 역양자화부(220)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 레지듀얼 처리부의 역변환부(230)는 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 단계 S1650은 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
구체적으로 영상 복호화 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다(S1610). 영상 복호화 장치는 상기 예측 정보 내의 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 어떤 예측 모드가 적용되는지 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 skip flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 스킵 모드가 적용되지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 상기 merge flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 머지 모드가 적용되지 또는 MVP 모드가 결정되는지 여부를 결정할 수 있다. 또는 상기 mode index를 기반으로 다양한 예측 모드 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 상기 예측 모드 후보들은 스킵 모드, 머지 모드 및/또는 MVP 모드를 포함할 수 있고, 또는 전술한 다양한 인터 예측 모드들을 포함할 수 있다.
영상 복호화 장치는 상기 결정된 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다(S1620). 예를 들어, 영상 복호화 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 전술한 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있다. 상기 선택은 전술한 후보 선택 정보(merge index)를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 벡터를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 도출할 수 있다. 예컨대, 상기 선택된 머지 후보의 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 움직임 벡터로 이용될 수 있다.
다른 예로, 영상 복호화 장치는 상기 현재 블록에 MVP 모드가 적용되는 경우, mvp 후보 리스트를 구성하고, 상기 mvp 후보 리스트에 포함된 mvp 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 상기 선택은 전술한 후보 선택 정보(mvp flag or mvp index)를 기반으로 수행될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 MVD를 도출할 수 있으며, 상기 현재 블록의 mvp와 상기 MVD를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
영상 복호화 장치는 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S1630). 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 상기 현재 픽처 상에서 가리키는 참조 블록의 샘플들을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 경우에 따라 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 전부 또는 일부에 대한 예측 샘플 필터링 절차가 더 수행될 수 있다.
예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이, IBC 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 수행하는 영상 복호화 장치의 예측부는 예측 모드 결정부, 움직임 벡터 도출부, 예측 샘플 도출부를 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치의 예측부는 예측 모드 결정부에서 수신된 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 벡터 도출부에서 수신된 움직임 벡터에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출하고, 예측 샘플 도출부에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
영상 복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S1640). 영상 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. (S1650). 이후 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 전술한 바와 같다.
전술한 바와 같이, 하나의 유닛(ex. 코딩 유닛(CU))은 루마 블록(루마 CB(coding block))과 크로마 블록(크로마 CB)을 포함할 수 있다. 이 때, 루마 블록과 이에 대응하는 크로마 블록은 동일한 움직임 정보(ex. 움직임 벡터)를 가질 수도 있고, 또는 상이한 움직임 정보를 가질 수도 있다. 일 예로, 크로마 블록의 움직임 정보는 루마 블록의 움직임 정보를 기반으로 도출됨으로써 루마 블록과 대응하는 크로마 블록이 동일한 움직임 정보를 가질 수 있다.
실시예 #1
이하, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 IBC 모드 적용 방법에 대해서 설명한다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 비트스트림 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 부호화 유닛의 신택스 구조를 도시한다. 도 18을 참조하면, 기설정된 조건에 따라, 구문 요소 cu_skip_flag, pred_mode_flag 및/또는 pred_mode_ibc_flag 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다. 이하의 설명에서 제 1값은 0을, 제 2값은 1을 의미할 수 있으나, 본 개시의 권리 범위가 이해 한정되는 것은 아니며, 제 1 값이 1을, 제 2 값이 0을 가지는 실시예 역시 본 개시의 권리범위에 포함될 수 있다.
구문 요소 cu_skip_flag는 현재 부호화 유닛에 대해 스킵 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있다. 예컨대, cu_skip_flag가 제 1 값을 가지는 경우, 현재 블록에 대해 스킵 모드가 적용되지 않을 수 있다. 한편, cu_skip_flag가 시그널링되지 않는 경우, 그 값은 제 1 값으로 결정될 수 있다. 구체적으로, cu_skip_flag는 현재 블록이 수학식 2의 조건을 만족하는지에 따라 시그널링 여부가 결정될 수 있다.
[수학식 2]
treeType != DUAL_TREE_CHROMA && !((( cbWidth =　= 4 && cbHeight =　= 4 ) || modeType == MODE_TYPE_INTRA ) && !sps_ibc_enabled_flag )
이하의 설명에서 treeType은 현재 블록의 트리 구조를 지시할 수 있으며, cbWidth 및 cbHeight는 각각 현재 블록의 너비 및 높이를 지시할 수 있다. 또한, 구문 요소 sps_ibc_enabled_flag는 현재 블록에 대한 IBC 모드의 적용 가능 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있으며, SPS 레벨에서 시그널링 되는 구문 요소일 수 있다. sps_ibc_enabled_flag가 제 1 값을 가지는 경우, 해당 시퀀스 내 픽처에 포함되는 블록들에 대해서는 IBC 모드의 적용이 불가능할 수 있다. 반면, sps_ibc_enabled_flag가 제 2 값을 가지는 경우, 해당 시퀀스 내 픽처에 포함되는 블록들에 대해서는 IBC 모드의 적용이 가능할 수 있다.
구문 요소 pred_mode_flag는 현재 블록의 예측 모드를 지시하는 구문 요소일 수 있다. 예컨대, pred_mode_flag가 제 1 값을 가지는 경우, 현재 블록은 인터 예측 모드로 부호화/복호화될 수 있다. pred_mode_flag가 제 2 값을 가지는 경우, 현재 블록은 인트라 예측 모드로 부호화/복호화될 수 있다. 구체적으로, pred_mode_flag는 현재 블록이 수학식 3을 만족하는지에 따라 시그널링 여부가 결정될 수 있다.
[수학식 3]
cu_skip_flag[　x0　][　y0　] == 0 && slice_type != I && !( cbWidth == 4 && cbHeight == 4) && modeType == MODE_TYPE_ALL
이하의 설명에서, slice_type은 현재 블록이 속한 슬라이스의 타입을 지시하는 구문 요소일 수 있다.
구문 요소 pred_mode_ibc_flag는 현재 블록에 대해 IBC 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있다. 예컨대, pred_mode_ibc_flag가 제 1 값을 가지는 경우, 현재 블록에 대해 IBC 모드가 적용되지 않을 수 있다. pred_mode_ibc_flag가 제 2 값을 가지는 경우, 현재 블록에 대해 IBC 모드가 적용될 수 있다. 한편, pred_mode_ibc_flag가 시그널링되지 않는 경우, pred_mode_ibc_flag의 값은 다음의 실시예 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, pred_mode_ibc_flag는 현재 블록이 수학식 4 및/또는 수학식 5를 만족하는지에 따라 시그널링 여부가 결정될 수 있다.
[수학식 4]
((slice_type == I && cu_skip_flag[　x0　][　y0　] == 0 ) || ( slice_type != I && (CuPredMode[　x0　][　y0　] != MODE_TYPE_INTRA || ( cbWidth =　= 4 && cbHeight == 4 && cu_skip_flag[　x0　][　y0　] =　= 0)))) && cbWidth <= 64 && cbHeight <= 64 && modeType != MODE_TYPE_INTER
[수학식 5]
sps_ibc_enabled_flag && treeType != DUAL_TREE_CHROMA
한편, pred_mode_ibc_flag가 시그널링되지 않는 것으로 결정되는 경우, pred_mode_ibc_flag는 다음의 실시예 중 하나에 기반하여, 그 값이 암묵적으로 결정될 수 있다. 일 예로, cu_skip_flag가 제 2 값을 가지고, 현재 블록이 4x4 블록인 경우, pred_mode_ibc_flag는 제 2 값으로 결정될 수 있다. 다른 예로, 현재 블록의 크기가 128x128인 경우 pred_mode_ibc_flag는 제 1 값으로 결정될 수 있다. 또 다른 예로, 현재 블록의 트리 구조가 듀얼 트리 크로마인 경우, pred_mode_ibc_flag는 제 1 값으로 결정될 수 있다. 또 다른 예로, 현재 블록이 I 슬라이스에 포함되는 경우, pred_mode_ibc_flag는 현재 블록의 sps_ibc_enabled_flag와 동일한 값으로 결정될 수 있다. 반면, 현재 블록이 P 또는 B 슬라이스에 포함되는 경우, pred_mode_ibc_flag는 제 1 값으로 결정될 수 있다.
한편, 현재 블록이 P 또는 B 슬라이스에 포함되고, cu_skip_flag가 제 2 값을 가지는 경우, cu_skip_flag의 시그널링 이후에는, pred_mode_ibc_flag 혹은 머지 관련 구문 요소(예컨대, merge_data)를 제외한 구문 요소가 시그널링되지 않을 수 있다. 한편, 현재 블록이 I 슬라이스에 포함되는 경우, cu_skip_flag의 시그널링 이후에는 머지 인덱스를 제외한 구문 요소가 시그널링 되지 않을 수 있다.
본 실시예에 따르면, 구문 요소 cu_skip_flag 및 pred_mode_ibc_flag에 기반하여 현재 블록에 대한 IBC 적용 여부가 결정될 수 있다. 예컨대, 현재 블록이 I 슬라이스에 포함되고, sps_ibc_enabled_flag가 제 2 값을 가지는 경우, cu_skip_flag가 제 2 값을 가지는 경우, 현재 블록은 IBC 스킵 모드로 부호화/복호화될 수 있다. 또한, cu_skip_flag가 제 1 값을 가지더라도, pred_mode_ibc_flag가 제 2 값을 가지는 경우, 현재 블록은 IBC 머지 모드 혹은 IBC MVP 모드 중 하나로 부호화/복호화될 수 있다.
수학식 4를 참고하면, 현재 블록이 64x128, 128x64 및 128x128의 중 하나의 크기를 가지는 경우에는, pred_mode_ibc_flag가 시그널링되지 않을 수 있다. 하지만 cu_skip_flag의 시그널링 조건인 수학식 2에서는 현재 블록의 너비 또는 높이가 64 이상인지 여부를 판단하지 않으므로, 현재 블록이 64x128, 128x64 및 128x128의 크기를 가지는 경우에도, cu_skip_flag가 시그널링될 수 있다. 그 결과, 현재 블록이 64x128, 128x64 및 128x128 중 하나의 크기를 가짐에도, 현재 블록에 대해 IBC 모드가 적용되는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 하나의 픽처에 대한 파이프라인(pipeline) 처리를 위해 VPDU(Virtual Pipeline Data Units)가 정의될 수 있다. VPDU는 영상 부호화/복호화 장치가 파이프라인 스테이지를 통해 동시에 처리할 수 있는 연산 단위를 의미할 수 있다. 영상 부호화/복호화 장치에서 VPDU 크기는 최대 변환 블록의 크기로 정의될 수 있다. 예컨대, VPDU의 크기는 64x64일 수 있다.
VPDU 보다 큰 블록에 대해 IBC 버퍼를 적용할 수 없으므로, 현재 블록의 크기가 64x64를 초과하는 경우, 영상 부호화/복호화 장치가 참조 샘플을 생성할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다. 단, 현재 블록이 듀얼 트리이고, I 슬라이스에 포함되는 경우에는 현재 블록이 암묵적으로 64x64 블록으로 분할되므로, 이러한 문제점이 발생하지 않을 수 있다. 하지만, 현재 블록이 싱글 트리이고, I 슬라이스에 포함되는 경우에는 상술한 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 현재 블록이 기설정한 블록의 크기를 (예컨대, 64x64) 초과하는 경우, cu_skip_flag의 시그널링이 제한될 수 있다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록에 대해 스킵 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 1 정보를 파싱할지 여부를 결정하는 단계(S1910), 현재 블록에 대해 IBC(Intra Block Copy) 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 2 정보를 파싱할지 여부를 결정하는 단계(S1920), 제 1 정보 및 제 2 정보에 기반하여(S1920), 현재 블록에 대해 IBC 모드를 적용할지 여부를 결정하는 단계(S1930) 및/또는 IBC 모드의 적용 여부에 기반하여, 현재 블록의 예측 블록을 유도하는 단계(S1940)를 포함할 수 있다.
이때, 제 1 정보를 파싱할지 여부는 현재 블록의 너비 및 높이 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록의 너비 및 높이가 제 1 값 이하인 경우, 제 1 정보가 파싱되는 것으로 결정될 수 있다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20을 참고하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록에 대해 스킵 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 1 정보를 부호화할지 여부를 결정하는 단계(S2010), 현재 블록에 대해 IBC 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 2 정보를 부호화할지 여부를 결정하는 단계(S2020) 및 제 1 정보 및 제 2 정보를 부호화할지 여부에 기반하여, 현재 블록에 대한 비트스트림을 생성하는 단계(S2030)를 포함할 수 있다.
이때, 제 1 정보를 부호화할지 여부는 현재 블록의 너비 및 높이 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록의 너비 및 높이가 제 1 값 이하인 경우, 제 1 정보가 부호화되는 것으로 결정될 수 있다.
일 예로, 이하의 설명에서 제 1 정보 및 제 2 정보는 cu_skip_flag 및 pred_mode_ibc_flag를 의미할 수 있다.
실시예 #2
이하 본 개시의 몇몇 실시예에 따라, 구문 요소 cu_skip_flag을 시그널링하는 방법에 대해서 설명한다.
본 실시예에 따르면, sps_ibc_enabled_flag가 제 2값을 가지고, 현재 블록이 I 슬라이스에 포함되며, 현재 블록의 너비 또는 높이 중 적어도 하나가 제 1 값을 초과하는 경우, cu_skip_flag가 시그널링 되지 않을 수 있다. 다른 예로, sps_ibc_enabled_flag가 제 2 값을 가지고, 현재 블록이 I 슬라이스에 포함되며, 현재 블록의 너비 및 높이가 제 1 값 이하인 경우, cu_skip_flag가 시그널링될 수 있다. 예컨대, 제 1 값은 2^n을 만족하는 양의 정수 일 수 있다. 예를 들어, 제 1 값은 64일 수 있다.
도 21 내지 도 24은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 비트스트림 구조를 설명하기 위한 도면이다.
일 예로, 도 21을 참고하면, cu_skip_flag는 아래의 수학식 6에 기반하여 시그널링 여부가 결정될 수 있다.
[수학식 6]
treeType != DUAL_TREE_CHROMA && !((( cbWidth == 4 && cbHeight == 4 ) || modeType == MODE_TYPE_INTRA) && !sps_ibc_enabled_flag) || ( sps_ibc_enabled_flag && cbWidth <= 64 && cbHeight <= 64 )
다른 예로, 도 22를 참고하면, cu_skip_flag는 아래의 수학식 7에 기반하여 시그널링 여부가 결정될 수 있다.
[수학식 7]
treeType != DUAL_TREE_CHROMA && (!(( cbWidth == 4 && cbHeight == 4 ) || modeType == MODE_TYPE_INTRA ) || ( sps_ibc_enabled_flag && cbWidth <=64 && cbHeight <= 64))
한편, 수학식 6 또는 수학식 7 조건에 기반하여 cu_skip_flag가 전송되는 경우, 128x128 블록에 대해 cu_skip_flag가 시그널링되는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 본 개시의 다른 일 실시예에 따르면, cu_skip_flag는 다음의 수학식 8에 기반하여 시그널링 여부가 결정될 수 있다.
[수학식 8]
treeType != DUAL_TREE_CHROMA && ((slice_type != I && ( sps_ibc_enabled_flag || !( ( cbWidth =　= 4 && cbHeight == 4 ) || modeType == MODE_TYPE_INTRA ))) || (slice_type == I && sps_ibc_enabled_flag && cbWidth <=64 && cbHeight <= 64))
도 24는 신택스 구조는 도 23의 신택스 구조를 다른 방식으로 표현한 것일 수 있다.
한편, 본 개시에 따라 cu_skip_flag의 시그널링이 제한되는 경우에는, IBC 모드의 적용이 제한될 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 크기가 너비 및 높이 중 적어도 하나가 64를 초과하여, cu_skip_flag 및 pred_mode_ibc_flag의 시그널링이 제한되는 경우, pred_mode_ibc_flag의 값은 제 1값으로 암묵적으로 결정될 수 있다. 또한, 현재 블록의 크기가 너비 및 높이 중 적어도 하나가 64를 초과하여, cu_skip_flag 및 pred_mode_ibc_flag의 시그널링이 제한되는 경우, I 슬라이스에 포함되는 경우에 한해 pred_mode_ibc_flag의 값은 현재 블록이 제 1값으로 암묵적으로 결정될 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, VPDU(Virtual Pipeline Data Units)를 초과하는 블록에 대해서는 IBC 모드의 적용이 제한되어, 영상 부호화/복호화 효율이 증대될 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 소정의 동작(단계)을 수행하는 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 해당 동작(단계)의 수행 조건이나 상황을 확인하는 동작(단계)을 수행할 수 있다. 예컨대, 소정의 조건이 만족되는 경우 소정의 동작을 수행한다고 기재된 경우, 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 상기 소정의 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 동작을 수행한 후, 상기 소정의 동작을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예가 적용된 영상 복호화 장치 및 영상 부호화 장치는 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, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
도 25는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 25에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예가 적용된 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 개시의 실시예가 적용된 영상 부호화 방법 및/또는 영상 부호화 장치에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 할 수 있다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 개시에 따른 실시예는 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 상기 영상 복호화 방법은,
    현재 블록에 대해 스킵 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 1 정보를 파싱할지 여부를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록에 대해 IBC(Intra Block Copy) 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 2 정보를 파싱할지 여부를 결정하는 단계;
    상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보에 기반하여, 상기 현재 블록에 대해 IBC 모드를 적용할지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 IBC 모드의 적용 여부에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 유도하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 정보를 파싱할지 여부는 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제 1항에 있어
    상기 현재 블록의 너비 및 높이가 제 1 값 이하인 경우, 상기 제 1 정보가 파싱되는 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 값은 64인 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 정보를 파싱할지 여부는, 상기 현재 블록에 대해 IBC 모드의 적용이 가능한지 여부를 지시하는 제 3 정보에 더 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 3 정보가 상기 현재 블록에 대해 IBC 모드의 적용이 가능함을 지시하는 경우, 상기 제 1 정보가 파싱되는 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제 3 정보는 현재 블록의 상위 레벨에서 시그널링 되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 정보를 파싱할지 여부는, 상기 현재 블록이 포함되는 슬라이스의 종류에 더 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 현재 블록이 포함되는 슬라이스가 I 슬라이스인 경우, 상기 제 1 정보가 파싱되는 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 정보를 파싱할지 여부는, 상기 제 1 정보, 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  10. 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    현재 블록에 대해 스킵 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 1 정보를 파싱할지 여부를 결정하고,
    상기 현재 블록에 대해 IBC(Intra Block Copy) 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 2 정보를 파싱할지 여부를 결정하고,
    상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보에 기반하여, 상기 현재 블록에 대해 IBC 모드를 적용할지 여부를 결정하고,
    상기 IBC 모드의 적용 여부에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 유도하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 정보를 파싱할지 여부는 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  11. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서, 상기 영상 부호화 방법은,
    현재 블록에 대해 스킵 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 1 정보를 부호화할지 여부를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록에 대해 IBC(Intra Block Copy) 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제 2 정보를 부호화할지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보를 부호화할지 여부에 기반하여, 상기 현재 블록에 대한 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 정보를 부호화할지 여부는 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 현재 블록의 너비 및 높이가 제 1 값 이하인 경우, 상기 제 1 정보가 부호화되는 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 값은 64인 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  14. 상기 제 10항에 있어서
    상기 제 1 정보를 부호화할지 여부는, 상기 현재 블록에 대해 IBC 모드의 적용이 가능한지 여부에 더 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  15. 제 11항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법.
PCT/KR2020/009522 2019-07-19 2020-07-20 Ibc를 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 WO2021015512A1 (ko)

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