WO2021034122A1 - Hmvp 후보에 기반하여 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents

Hmvp 후보에 기반하여 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 Download PDF

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WO2021034122A1
WO2021034122A1 PCT/KR2020/011101 KR2020011101W WO2021034122A1 WO 2021034122 A1 WO2021034122 A1 WO 2021034122A1 KR 2020011101 W KR2020011101 W KR 2020011101W WO 2021034122 A1 WO2021034122 A1 WO 2021034122A1
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prediction
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mode
block
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박내리
남정학
장형문
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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, an image encoding/decoding method for performing inter prediction based on a History-based Motion Vector Predictor (HMVP) candidate, It relates to an apparatus and a method of transmitting a bitstream generated by an image encoding method/apparatus of the present disclosure.
  • HMVP History-based Motion Vector Predictor
  • 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 video encoding/decoding method and apparatus for performing inter prediction based on an HMVP candidate.
  • 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.
  • An image decoding method includes: deriving a prediction mode of a current block, constructing a merge candidate list for the current block when the prediction mode of the current block is a triangulation mode, and the merge Deriving motion information for two partitions of the current block based on two merge indexes of the current block signaled through a candidate list and a bitstream, generating a prediction block of the current block based on the motion information The step of, storing motion information of the current block, and updating a History-based Motion Vector Predictor (HMVP) buffer based on the motion information of the current block.
  • HMVP History-based Motion Vector Predictor
  • the merge candidate list may include an HMVP candidate.
  • the storing of motion information of the current block may store motion information in units of 4x4 samples in the current block.
  • the updating of the HMVP buffer may be performed based on motion information in units of 4x4 samples at a predetermined position in the current block.
  • the predetermined position may be one of a center position, an upper left position, or a lower right position within the current block.
  • the predetermined position may be derived regardless of the division direction of the triangulation mode.
  • the predetermined position may be derived differently according to the division direction of the triangulation mode.
  • the predetermined position is (cbWidth >> 1, cbHeight >> 1) when the division direction is diagonal division.
  • the division direction is inverse diagonal division, it can be derived as (cbWidth >> 1-1, cbHeight >>1).
  • motion information for the two partitions includes first motion information and second motion information
  • updating the HMVP buffer comprises: the first motion information or the second motion information. It may be performed based on one of the motion information.
  • the step of updating the HMVP buffer based on one predefined motion information among the first motion information or the second motion information regardless of the division direction of the triangulation mode. Can be done.
  • motion information used in the updating of the HMVP buffer may include a motion vector, a reference picture index, a prediction direction flag, and a weight index of bcw set to 0.
  • An image decoding apparatus includes a memory and at least one processor, wherein the at least one processor induces a prediction mode of a current block, and when the prediction mode of the current block is a triangulation mode, the Construct a merge candidate list for a current block, derive motion information for two partitions of the current block based on the merge candidate list and two merge indexes of the current block signaled through the bitstream, and the motion A prediction block of the current block may be generated based on information, motion information of the current block may be stored, and an HMVP buffer may be updated based on the motion information of the current block.
  • An image encoding method includes determining a prediction mode of a current block, constructing a merge candidate list for the current block when the prediction mode of the current block is a triangulation mode, the Determining merge candidates for two partitions of the current block based on a merge candidate list, deriving motion information for two partitions of the current block based on the determined merge candidate, based on the motion information Generating a prediction block of the current block, storing motion information of the current block, updating an HMVP buffer based on the motion information of the current block, and a merge index indicating the determined merge candidate. It may include encoding the bitstream.
  • 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.
  • an image encoding/decoding method and apparatus for performing inter prediction based on an HMVP candidate may be provided.
  • 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 flowchart illustrating a video/video encoding method based on inter prediction.
  • FIG 5 is a diagram illustrating a configuration of an inter prediction unit 180 according to the present disclosure.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a video/video decoding method based on inter prediction.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an exemplary configuration of an inter prediction unit 260 according to the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating neighboring blocks that can be used as spatial merge candidates.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a method of constructing a merge candidate list according to an example of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a candidate pair for redundancy check performed on a spatial candidate.
  • 11 is a diagram for describing a method of scaling a motion vector of a temporal candidate.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a location in which a temporal candidate is derived.
  • FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a method of constructing a motion vector predictor candidate list according to an example of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example in which a current block is divided into two triangular partitions by applying a triangulation mode.
  • 15 is a diagram for explaining a method of inducing unidirectional motion for each partition in a triangulation mode.
  • 16 is a diagram for describing a blending process of a TPM.
  • 17 is a diagram illustrating locations of neighboring blocks used to calculate a weight of CIIP.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a process of selecting one of various merge modes included in a general merge mode.
  • FIG. 19 is an exemplary diagram for describing a method of predicting a TPM mode according to the present disclosure.
  • FIG. 20 is a diagram for describing an example of inducing representative motion information of a TPM mode according to the present disclosure.
  • 21 is a view for explaining another example of inducing representative motion information of a TPM mode according to the present disclosure.
  • FIG. 22 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.
  • 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”.
  • 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 splitter 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 the current block.
  • 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.
  • 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).
  • 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. When IBC is applied, the position of the reference block in the current picture may be encoded as a vector (block vector) corresponding to the predetermined distance.
  • 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 Supplementally 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 transform 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.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • 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. 1.
  • 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. 1 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 inverse transform the 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 the current block.
  • 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. The description of the addition unit 155 may be equally applied to the addition unit 235.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • 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.
  • the embodiments described in the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the encoding apparatus 100 are, respectively, the filtering unit 240 and the inter prediction unit of the image decoding apparatus 200.
  • the same or corresponding to the prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be applied.
  • the apparatus for encoding/decoding an image may derive a prediction sample by performing inter prediction in block units.
  • Inter prediction may mean a prediction technique derived by a method dependent on data elements of picture(s) other than the current picture.
  • a prediction block for the current block may be derived based on a reference block specified by a motion vector on a reference picture.
  • motion information of the current block may be derived based on the correlation of motion information between the neighboring block and the current block, and motion information in units of blocks, sub-blocks, or samples. Can be induced.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction type information.
  • the inter prediction type information may mean directional information of inter prediction.
  • the inter prediction type information may indicate that the current block is predicted using one of L0 prediction, L1 prediction, and Bi prediction.
  • the neighboring blocks of the current 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 for the current block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated coding unit (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block may be referred to as a collocated picture (colPic). I can.
  • a motion information candidate list may be configured based on neighboring blocks of the current block.
  • a flag or index information indicating which candidate is used to derive a motion vector and/or a reference picture index of the current block is provided. Can be signaled.
  • the motion information may include L0 motion information and/or L1 motion information according to the inter prediction type.
  • the motion vector in the L0 direction may be defined as an L0 motion vector or MVL0
  • the motion vector in the L1 direction may be defined as an L1 motion vector or MVL1.
  • the prediction based on the L0 motion vector may be defined as L0 prediction
  • the prediction based on the L1 motion vector may be defined as L1 prediction
  • the prediction based on both the L0 motion vector and the L1 motion vector is bi-prediction (Bi- prediction).
  • the motion vector L0 may mean a motion vector associated with the reference picture list L0
  • the motion vector L1 may mean a motion vector associated with the reference picture list 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.
  • previous pictures may be defined as forward (reference) pictures, and subsequent pictures may be defined as backward (reference) pictures.
  • the reference picture list L0 may further include pictures after the output order than the current picture.
  • previous pictures in the reference picture list L0 may be indexed first, and pictures afterwards may be indexed next.
  • the reference picture list L1 may further include previous pictures in output order than the current picture.
  • subsequent pictures may be indexed first, and previous pictures may be indexed next.
  • the output order may correspond to a picture order count (POC) order.
  • POC picture order count
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a video/video encoding method based on inter prediction.
  • FIG 5 is a diagram illustrating a configuration of an inter prediction unit 180 according to the present disclosure.
  • the encoding method of FIG. 4 may be performed by the video encoding apparatus of FIG. 2. Specifically, step S410 may be performed by the inter prediction unit 180, and step S420 may be performed by the residual processing unit. Specifically, step S420 may be performed by the subtraction unit 115. Step S430 may be performed by the entropy encoding unit 190.
  • the prediction information of step S430 may be derived by the inter prediction unit 180, and the residual information of step S430 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 (S410).
  • the image encoding apparatus may derive 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 among various inter prediction modes.
  • the image encoding apparatus may compare rate-distortion (RD) costs for the various prediction modes and determine an optimal inter prediction mode for the current block.
  • RD rate-distortion
  • the method of determining the inter 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 inter prediction mode for the current block is a merge mode, a merge skip mode, an MVP mode (Motion Vector Prediction mode), a SMVD mode (Symmetric Motion Vector Difference), an affine mode, and Subblock-based merge mode, AMVR mode (Adaptive Motion Vector Resolution mode), HMVP mode (History-based Motion Vector Predictor mode), Pair-wise average merge mode, MMVD mode (Merge mode with Motion Vector Differences mode), DMVR mode (Decoder side Motion Vector Refinement mode), CIIP mode (Combined Inter and Intra Prediction mode), and GPM (Geometric Partitioning mode) may be determined at least one of.
  • 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, derives motion vector predictor (MVP) candidates from neighboring blocks of the current block, and uses the derived MVP candidates to generate MVP. Can construct a candidate list.
  • the video 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 the above-described motion estimation may be used as a motion vector of the current block, and among the MVP candidates, the difference from the motion vector of the current block is the smallest
  • An MVP candidate having a motion vector may be the selected MVP candidate.
  • a motion vector difference 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 (S420).
  • 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 (S430).
  • 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.
  • 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 the 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 MVP flag may be signaled using the syntax element mvp_l0_flag or mvp_l1_flag.
  • 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. 6 is a flowchart illustrating a video/video decoding method based on inter prediction.
  • FIG. 7 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. 6 may be performed by the video decoding apparatus of FIG. 3.
  • Steps S610 to S630 may be performed by the inter prediction unit 260, and the prediction information of step S610 and the residual information of step S640 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 (S640).
  • 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 S650 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 (S610).
  • 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 image decoding apparatus may derive motion information of the current block based on the determined inter prediction mode (S620). 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 (S630).
  • 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 (S640).
  • 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 (S650). 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. 8 is a diagram illustrating neighboring blocks that can be used as spatial merge candidates.
  • FIG. 9 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 (S910).
  • the spatial neighboring blocks are a block A0, a neighboring left block A1, a neighboring block B0, and a neighboring block B1 of the current block, as shown in FIG. ), 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. 8 in order of A1, B1, B0, A0, B2 and sequentially indexing 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 (S920).
  • 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 may be stored as representative motion information for each predetermined storage unit for the col picture.
  • 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 coordinates of the temporally neighboring blocks (xTnb, yTnb) If la, the ((xTnb >> n) ⁇ n ) the modified position, ( Motion information of a prediction block located at yTnb>>n) ⁇ n)) may be used for the temporal merge candidate.
  • 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 (S930).
  • 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 (S940) may not proceed.
  • 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 (S940).
  • the additional merge candidates are, for example, history based merge candidate(s), pair-wise average merge candidate(s), ATMVP, combined bi-predictive merge candidate (the slice/tile group type of the current slice/tile group is B type. Case) and/or a zero vector merge candidate.
  • the image encoding apparatus/video decoding apparatus may terminate the construction of the merge candidate list.
  • the video encoding apparatus may select an optimal merge candidate from among merge candidates constituting the merge candidate list based on RD cost, and use candidate selection information (ex. merge candidate index, merge index) indicating the selected merge candidate as a video image. It can be signaled by the decoding device.
  • 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 when 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.
  • the skip mode may be applied, for example, when the value of cu_skip_flag is 1.
  • the spatial candidate may represent the spatial merge candidate described above.
  • the derivation of the spatial candidate may be performed based on spatial neighboring blocks. For example, up to four spatial candidates may be derived from candidate blocks existing at the location shown in FIG. 8.
  • the order of deriving the spatial candidate may be the order of A1 -> B1 -> B0 -> A0 -> B2.
  • the order of deriving the spatial candidate is not limited to the above order, and may be, for example, B1 -> A1 -> B0 -> A0 -> B2.
  • the last position in the order (position B2 in the above example) may be considered when at least one of the preceding four positions (in the example, A1, B1, B0, and A0) is not available.
  • the fact that the block at the predetermined location is not available may include a case in which the corresponding block belongs to a different slice or a different tile from the current block, or the corresponding block is an intra-predicted block.
  • a spatial candidate is derived from a first position (A1 or B1 in the above example) in order
  • a redundancy check may be performed on spatial candidates of subsequent positions. For example, when motion information of a subsequent spatial candidate is the same as motion information of a spatial candidate already included in the merge candidate list, the subsequent spatial candidate is not included in the merge candidate list, thereby improving encoding efficiency.
  • the redundancy check performed on subsequent spatial candidates is not performed on all possible candidate pairs, but is performed on only some candidate pairs, thereby reducing computational complexity.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a candidate pair for redundancy check performed on a spatial candidate.
  • the redundancy check for the spatial candidate at the location B0 may be performed only on the spatial candidate at the A0 location.
  • the redundancy check for the spatial candidate at the location B1 may be performed only on the spatial candidate at the location B0.
  • the redundancy check for the spatial candidate at the A1 location may be performed only on the spatial candidate at the A0 location.
  • the redundancy check for the spatial candidate at the B2 position may be performed only on the spatial candidates at the A0 and B0 positions.
  • the example shown in FIG. 10 is an example in which the order of deriving the spatial candidate is the order of A0 -> B0 -> B1 -> A1 -> B2.
  • the present invention is not limited thereto, and even if the order of deriving the spatial candidates is changed, as in the example illustrated in FIG. 10, the redundancy check may be performed on only some candidate pairs.
  • the temporal candidate may represent the temporal merge candidate described above.
  • the motion vector of the temporal candidate may correspond to the temporal candidate of the MVP mode.
  • the motion vector of the temporal candidate may be scaled.
  • the scaling is performed in a co-located CU (hereinafter, referred to as a'col block') belonging to a collocated reference picture (colPic) (hereinafter, referred to as a'call picture').
  • a'col block' co-located CU
  • colPic collocated reference picture
  • the reference picture list used for derivation of the collocated block may be explicitly signaled in the slice header.
  • 11 is a diagram for describing a method of scaling a motion vector of a temporal candidate.
  • curr_CU and curr_pic represent a current block and a current picture
  • col_CU and col_pic represent a collocated block and a collated picture
  • curr_ref represents a reference picture of the current block
  • col_ref represents a reference picture of a collocated block
  • tb denotes a distance between a reference picture of a current block and a current picture
  • td denotes a distance between a reference picture of a collocated block and a collocated picture.
  • the reference picture index of the temporal candidate may be set to 0.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a location in which a temporal candidate is derived.
  • a block with a thick solid line indicates a current block.
  • the temporal candidate may be derived from a block in a call picture corresponding to a position C0 (lower right position) or a position C1 (center position) of FIG. 12.
  • a temporal candidate may be derived based on the location C0. If the C0 location is not available, a temporal candidate may be derived based on the C1 location. For example, when the block in the collocated picture at position C0 is an intra-predicted block or exists outside the current CTU row, it may be determined that the position C0 is not available.
  • a motion vector of a collocated block may be stored for each predetermined unit block.
  • the C0 position or the C1 position may be modified to induce a motion vector of a block covering the C0 position or the C1 position.
  • the predetermined unit block is an 8x8 block
  • the C0 position or the C1 position is (xColCi, yColCi)
  • the position for inducing a temporal candidate is ((xColCi >> 3) ⁇ 3, (yColCi >> It can be modified as 3) ⁇ 3 ).
  • a history-based candidate can be expressed as a history-based merge candidate.
  • the history-based candidate may be added to the merge candidate list after the spatial and temporal candidates are added to the merge candidate list.
  • motion information of a previously encoded/decoded block is stored in a table, and may be used as a history-based candidate of the current block.
  • the table may store a plurality of history-based candidates during the encoding/decoding process.
  • the table can be initialized when a new CTU row is started. When the table is initialized, it may mean that all history-based candidates stored in the table are deleted and the table is emptied.
  • related motion information may be added to the table as a last entry. In this case, the inter-predicted block may not be a block predicted based on a subblock.
  • the motion information added to the table can be used as a new history-based candidate.
  • the table of history-based candidates can have a predetermined size.
  • the size may be 5.
  • the table can store up to five history-based candidates.
  • a limited first-in-first-out (FIFO) rule may be applied in which a redundancy check is first performed to see if the same candidate exists in the table. If the same candidate already exists in the table, the same candidate is deleted from the table, and the positions of all subsequent history-based candidates may be moved forward.
  • FIFO first-in-first-out
  • History-based candidates can be used in the process of constructing a merge candidate list. At this time, history-based candidates recently included in the table are checked in order, and may be included in a position after the temporal candidate of the merge candidate list.
  • a redundancy check with a spatial candidate or a temporal candidate already included in the merge candidate list may be performed. If a spatial or temporal candidate already included in the merge candidate list and a history-based candidate overlap, the corresponding history-based candidate may not be included in the merge candidate list.
  • N represents the number of candidates already included in the merge candidate list
  • M represents the number of available history-based candidates stored in the table. That is, when 4 or less candidates are included in the merge candidate list, the number of history-based candidates used to generate the merge candidate list is M, and the merge candidate list contains more than 4 N candidates. In this case, the number of history-based candidates used to generate the merge candidate list may be set to (8-N).
  • the construction of the merge candidate list using the history-based candidate may be terminated.
  • the pair-wise average candidate may be expressed as a pair-wise average merge candidate or a pair-wise candidate.
  • the pair-wise average candidate may be generated by obtaining a predefined pair of candidates from candidates included in the merge candidate list and averaging them.
  • the predefined candidate pairs are ⁇ (0, 1), (0, 2), (1, 2), (0, 3), (1, 3), (2, 3) ⁇ , and constitute each candidate pair.
  • the number may be an index of the merge candidate list. That is, the predefined candidate pair (0, 1) means a pair of index 0 candidate and index 1 candidate of the merge candidate list, and the pair-wise average candidate can be generated by the average of the index 0 candidate and the index 1 candidate. have. Pair-wise average candidates may be derived in the order of the predefined candidate pairs.
  • a pair-wise average candidate derivation process may be performed in the order of the candidate pair (0, 2) and the candidate pair (1, 2). have.
  • the pair-wise average candidate derivation process may be performed until configuration of the merge candidate list is completed.
  • the pair-wise average candidate derivation process may be performed until the number of merge candidates included in the merge candidate list reaches the maximum number of merge candidates.
  • Pair-wise average candidates can be calculated individually for each of the reference picture list.
  • an average of these two motion vectors may be calculated. In this case, even if the two motion vectors indicate different reference pictures, the average of the two motion vectors may be performed. If only one motion vector is available for one reference picture list, the available motion vector may be used as a motion vector of the pair-wise average candidate. If both motion vectors are not available for one reference picture list, the corresponding reference picture list may be determined to be invalid.
  • a zero vector may be added to the merge candidate list until the maximum number of merge candidates is reached.
  • a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block eg, a neighboring block shown in FIG. 8 and/or a motion vector corresponding to a temporal neighboring block (or Col block) is used.
  • 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. 13 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 (S1010). Thereafter, it is determined whether there are less than two MVP candidates included in the MVP candidate list (S1020), and if there are two, the configuration of the MVP candidate list may be completed.
  • an available candidate block may be inserted into the MVP candidate list by searching for a temporal candidate block of the current block (S1030).
  • the configuration of the MVP candidate list may be completed by inserting the above-described history-based candidate and/or zero motion vector into the MVP candidate list (S1040).
  • 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.
  • a triangulation mode may be used as the inter prediction mode.
  • the triangulation mode can be applied to a CU having a size of 8x8 or more.
  • Information indicating whether to use the triangulation mode for the current CU may be signaled at the CU level, for example, as flag information.
  • the triangular division mode may be treated as one mode included in the general merge mode together with the regular merge mode, MMVD mode, CIIP mode, and subblock merge mode.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example in which a current block is divided into two triangular partitions by applying a triangulation mode.
  • the current block CU may be divided diagonally or inversely and divided into two triangular partitions.
  • Each triangular partition is inter-predicted using each motion, and only one-way prediction is allowed for each partition. That is, each triangular partition may have one motion vector and one reference picture index.
  • the reason that only unidirectional prediction is allowed for each partition is that two motion-compensated prediction blocks are required for each CU in the same manner as in normal bidirectional prediction.
  • 15 is a diagram for explaining a method of inducing unidirectional motion for each partition in a triangulation mode.
  • Motion information for unidirectional prediction in triangulation mode may be derived from the merge candidate list described with reference to FIG. 9.
  • a uni-prediction candidate list may be derived from the merge candidate list of FIG. 9.
  • the LX motion vector of the n-th merge candidate (X is equal to the parity of n) is the n-th unidirectional prediction motion in the triangulation mode. Can be used as a vector.
  • the n-th unidirectional predicted motion vector in the triangulation mode is denoted by "x" in FIG. 15.
  • the L(1-X) motion vector of the n-th merge candidate may be used as a one-way prediction motion vector in the triangulation mode instead of the LX motion vector.
  • the L1 motion vector of the first candidate (a candidate with a merge index of 1) is used as the first unidirectional predicted motion vector, and if the L1 motion vector of the first candidate does not exist, the first candidate The L0 motion vector of may be used as the first one-way predicted motion vector.
  • a flag indicating the direction of triangulation (diagonal or reverse diagonal) and two merge indexes (one for each partition) may be signaled.
  • the maximum number of TPM merge candidates may be explicitly signaled at the slice level.
  • a syntax binarization method for the TPM merge index may be specified according to the maximum number of TPM merge candidates.
  • prediction sample values may be adjusted along a diagonal or an inverse diagonal line. Adjustment of the predicted sample values may be performed by a blending process using an adaptive weight.
  • the prediction signal generated by the triangulation mode is for the entire CU (current block), and a process of transforming and quantizing the residual signal may be performed on the entire CU as in other prediction modes.
  • the motion field of the CU predicted in the triangulation mode may be stored in units of 4x4 samples.
  • the triangulation mode is not performed together with the subblock transform (SBT). That is, when the flag indicating the triangulation mode is the first value (eg, 1), the flag indicating whether to perform subblock-based transformation (eg, cu_sbt_flag) is not signaled, and a second value (eg, 0) Can be inferred.
  • a blending process may be performed.
  • the blending process can be applied to the two prediction signals to derive samples around the diagonal edge or the reverse diagonal edge.
  • 16 is a diagram for describing a blending process of a TPM.
  • the following set of weights may be used.
  • FIG. 16 is an example of a process of blending two prediction blocks P1 and P2 generated using motion information for each triangular partition by applying a triangulation mode to an 8x8 block.
  • an area P1 in the upper right corner may be derived as a prediction sample value of the prediction block P1
  • an area P2 in the lower left corner may be derived as a prediction sample value in the prediction block P2.
  • the gray area may be derived by a weighted sum of the prediction sample values of the prediction block P1 and the prediction sample values of the prediction block P2.
  • a weight applied to each of the predicted sample values of the prediction block P1 and the predicted sample values of the prediction block P2 may be derived based on a number indicated at each sample position of FIG. 16.
  • the weight applied to the predicted sample value of the prediction block P1 and the predicted sample value of the prediction block P2 to derive the sample value of the corresponding sample position is "4/8". "And "4/8".
  • the weight applied to the predicted sample value of the prediction block P1 and the predicted sample value of the prediction block P2 in order to derive the sample value of the corresponding sample position is "3/8". "And "5/8".
  • a final prediction block for the current block CU may be generated.
  • motion vectors of the current block encoded in the triangulation mode may be stored in units of 4x4 samples.
  • a unidirectional predicted motion vector or bidirectional predicted motion vectors may be stored.
  • mv1 and mv2 When unidirectional motion vectors for two triangular partitions (first and second partitions) obtained by dividing the current block are referred to as mv1 and mv2, respectively, mv1 for a 4x4 sample unit located in a region where weighting is not performed.
  • mv2 may be stored.
  • a motion vector mv1 for the first partition when a 4x4 sample unit is located in the upper right P1 area, a motion vector mv1 for the first partition may be stored.
  • the motion vector mv2 for the second partition may be stored.
  • bidirectional predicted motion vectors may be stored.
  • the bidirectional predictive motion vectors can be derived based on mv1 and mv2. More specifically, when mv1 and mv2 belong to different reference picture lists, for example, when one of the two is a motion vector of the L0 list and the other is a motion vector of the L1 list, mv1 and mv2 are simply combined and bidirectional. It is possible to form a predicted motion vector.
  • a motion vector may be stored for a corresponding 4x4 sample unit as follows.
  • mv2 (or mv1) may be converted to a motion vector of the L1 list using the reference picture included in the L1 list. Thereafter, the motion vector of the L0 list and the motion vector of the converted L1 list may be combined to form a bidirectional predicted motion vector.
  • the unidirectional predicted motion vector mv1 may be stored instead of the bidirectional predicted motion vector.
  • CIIP Combined inter and intra prediction
  • CIIP is applied to the current block to generate a prediction block of the current block.
  • Information indicating whether CIIP is applied to the current block (eg, ciip_flag) may be signaled through a bitstream.
  • the current block is encoded in merge mode, the current block contains at least 64 luma samples (i.e., the product of the width and height of the current block is 64 or more), and the width and height of the current block are both less than 128.
  • information indicating whether CIIP is applied to the current block may be signaled.
  • CIIP is a method of generating a prediction block by combining an inter-predicted signal and an intra-predicted signal.
  • the inter-prediction signal P inter may be derived by using the same inter prediction process applied to the normal merge mode.
  • the intra-predicted signal P intra may be derived according to a normal intra prediction process for a planar mode.
  • the final prediction block of the current block to which the CIIP is applied may be generated by weighting the inter-predicted signal and the intra-predicted signal.
  • the weight used for the weighted sum may be calculated based on encoding modes of neighboring blocks.
  • 17 is a diagram illustrating locations of neighboring blocks used to calculate a weight of CIIP.
  • the neighboring blocks may include an upper peripheral block (top) and a left peripheral block (left) of the current block.
  • the upper neighboring block may be a block adjacent to the upper right position of the current block.
  • the left neighboring block may be a block adjacent to the lower left position of the current block.
  • information indicating whether the upper neighboring block is intra-predicted may be set to 1, isIntraTop, and otherwise, isIntraTop may be set to 0.
  • information indicating whether the left neighboring block is intra-predicted may be set to 1, and if not, isIntraLeft may be set to 0.
  • the weight wt may be set to 2.
  • the weight wt may be set to 1.
  • a prediction block of the current block to which CIIP is applied may be generated using the inter-predicted signal P inter , the intra-predicted signal P intra, and the weight wt as follows.
  • the merge candidate list and/or the MVP candidate list may additionally include a history-based candidate (HMVP candidate). That is, in the process of constructing a candidate list, motion information of a previous block on which encoding/decoding has been completed in addition to a spatial candidate and a temporal candidate may be stored in a buffer in a predetermined size and used as an HMVP candidate. Accordingly, motion information of a block that is not adjacent to the current block can be used as a merge candidate and/or an MVP candidate.
  • HMVP candidate history-based candidate
  • the buffer is updated by inserting the motion information of the current block into the HMVP buffer (LUT), and the HMVP candidate including the updated candidate is later merged candidate and/or Can be used as an AMVP candidate.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a process of selecting one of various merge modes included in a general merge mode.
  • the prediction mode of the current block may be determined as one of a subblock merge mode, an MMVD mode, a normal merge mode, a CIIP mode, a TPM mode, and an IBC merge mode. have.
  • the process of selecting a merge mode illustrated in FIG. 18 may be performed when the current block is predicted as a general merge mode. Whether or not the current block is predicted in the general merge mode may be determined based on information signaled through the bitstream (eg, general_merge_flag).
  • the prediction mode of the current block may be determined whether the prediction mode of the current block is the IBC mode in step S1810.
  • the prediction mode of the current block is the IBC mode (S1810-Yes)
  • the prediction mode of the current block may be determined as the IBC merge mode (S1811).
  • information indicating the IBC merge candidate eg, merge_idx
  • step S1820 may be performed based on information (eg, merge_subblock_flag) signaled through the bitstream.
  • information e.g., merge_subblock_flag
  • the prediction mode of the current block is determined as a subblock merge mode (S1821)
  • information indicating a subblock merge candidate e.g., merge_subblock_idx
  • step S1830 may be performed based on information signaled through the bitstream (eg, regular_merge_flag).
  • step S1840 may be performed based on information signaled through the bitstream (eg, mmvd_merge_flag).
  • the prediction mode of the current block is determined as the MMVD mode (S1840-Yes)
  • the prediction mode of the current block is determined as the MMVD mode (S1841)
  • information indicating the MMVD merge candidate eg, mmvd_cand_flag
  • distance information and direction information required to perform the MMVD mode may be additionally signaled.
  • the prediction mode of the current block may be determined as a normal merge mode (S1842).
  • information indicating the regular merge candidate eg, merge_idx
  • merge_idx may be signaled.
  • step S1850 it may be determined whether the prediction mode of the current block is the CIIP mode (S1850). The determination of step S1850 may be performed based on information (eg, ciip_flag) signaled through the bitstream.
  • the prediction mode of the current block is the CIIP mode (S1850-Yes)
  • the prediction mode of the current block may be determined as the CIIP mode (S1851).
  • information indicating a merge candidate for generating an inter-predicted signal in the CIIP mode (eg, merge_idx) may be signaled.
  • the prediction mode of the current block When the prediction mode of the current block is not the CIIP mode (S1850-No), the prediction mode of the current block may be determined as the TPM mode (S1852). In this case, information (eg, partition_idx) indicating the division type (division direction) of the TPM mode may be signaled. In addition, information indicating a merge candidate for each of the two partitions (eg, merge_idx0 and merge_idx1) may be signaled.
  • the TPM mode in which the current block is divided into two triangular partitions may be replaced by the GPM mode in which the current block is divided into arbitrary types of partitions.
  • two partitions may be generated by dividing the current block by a predetermined straight line.
  • the predetermined straight line for dividing the current block may be agreed in advance by the image encoding apparatus and the image decoding apparatus.
  • a lookup table for a split type of a current block is stored in advance, and an index for a lookup table is transmitted by an image encoding apparatus to an image decoding apparatus, thereby signaling a GPM mode division type of the current block.
  • the partition_idx may be an index indicating the partition type of the GPM mode.
  • the merge_idx0 and merge_idx1 may be merge index information for each partition generated by division of the GPM mode.
  • the prediction mode of the current block is the subblock merge mode
  • the motion vector of the current block is derived in units of subblocks. Therefore, the HMVP candidate is not used as a subblock merge candidate. Also, the motion vector of the current block is not updated in the HMVP buffer.
  • the prediction mode of the current block is the TPM mode
  • the HMVP candidate is used as a merge candidate for each partition, but the motion vector of the current block is not updated in the HMVP buffer.
  • the prediction mode of the current block is the normal merge mode, MMVD mode, or CIIP mode
  • the HMVP candidate is used as the merge candidate of the current block, and the motion vector of the current block is updated in the HMVP buffer.
  • the HMVP candidate is used as the merge candidate despite inducing a motion vector in units of 4x4 blocks like the subblock merge mode, and in the CIIP mode, the inter-predicted signal and the intra-predicted signal are weighted. Despite this, the motion vector of the current block is updated in the HMVP buffer for the next block.
  • Embodiments according to the present disclosure described below may provide an improved method of performing an update of an HMVP candidate.
  • Embodiments according to the present disclosure relate to updating of the HMVP buffer in the merge mode, and do not consider updating the HMVP buffer in the IBC mode.
  • the HMVP buffer may be updated.
  • FIG. 19 is an exemplary diagram for describing a method of predicting a TPM mode according to the present disclosure.
  • motion information for each of the two partitions obtained by dividing the current block may be derived (S1910).
  • the motion information of the TPM mode may be derived from the merge candidate list generated by the method of FIG. 9.
  • the merge candidate list may additionally include an HMVP candidate.
  • Motion information for each of the two partitions may be derived by specifying a candidate included in a merge candidate list using merge indexes (merge_idx0, merge_idx1) signaled through a bitstream.
  • a prediction signal for each partition may be derived (S1920). For example, by performing inter prediction based on a motion vector and a reference picture specified by the motion information, prediction signals (prediction block P1 and prediction block P2) for each partition may be generated.
  • a weight to be applied to the prediction signal for each partition may be derived.
  • the weight may be derived based on the division type (division direction) of the TPM and the positions of samples in the current block.
  • a final prediction block for the current block may be generated by performing a blending process based on the prediction signal (prediction block P1 and prediction block P2) derived in step S1920 and the weight derived in step S1930 (S1940). .
  • a motion vector storage process and an HMVP buffer update based on motion vectors of the current block may be performed.
  • the HMVP buffer update may be performed based on motion information derived during the motion vector storage process. More specifically, the HMVP buffer update may be performed using motion information (representative motion information) of a predetermined position of the current block derived in the motion vector storage process.
  • the predetermined position may be the center position of the current block. For example, when the width and height of the current block are cbWidth and cbHeight, respectively, the predetermined position may be a position of (cbWidth >> 1, cbHeight >> 1) coordinates.
  • the input of the HMVP buffer update in the TPM mode is (cbWidth >> 1, cbHeight >> 1) coordinate motion vectors (mvL0, mvL1), reference picture indexes (refIdxL0, refIdxL1), and prediction direction flags (predflagL0, predflagL1). ) Can be included.
  • the input of the HMVP buffer update may include a weight index (bcwIdx) of bcw set to 0.
  • bcw may refer to a method of performing bidirectional prediction using weights derived at the CU level.
  • prediction samples may be derived based on a weighted average.
  • the bi-prediction signal ie, bi-prediction samples
  • L0 prediction samples L0 prediction samples
  • L1 prediction samples L1 prediction samples
  • a bi-prediction signal (bi-prediction samples) can be derived through a weighted average of the L0 prediction signal and the L1 prediction signal.
  • the weight (bcwIdx) required to perform the weighted average may be derived at the CU level.
  • the weight w may be selected from ⁇ -2,3,4,5,10 ⁇ , and bcwIdx may be used as an index indicating one of the weights.
  • BcwIdx set to 0 may indicate that the same weight is applied to the L0 prediction samples and the L1 prediction samples. That is, bcwIdx set to 0 may indicate that bi-prediction samples are generated by a simple average of L0 prediction samples and L1 prediction samples.
  • the HMVP buffer when the prediction mode of the current block is the TPM mode, the HMVP buffer may be updated using the motion vector of the current block. Accordingly, in the TPM mode, a problem in that the HMVP buffer is not updated by using the derived motion information of the current block while using the HMVP candidate as a merge candidate to derive the motion information of the current block can be solved.
  • This embodiment may be performed by changing the condition for updating the HMVP buffer.
  • the process of performing the HMVP buffer update is performed when the prediction mode of the current block is not the subblock merge mode (afine mode).
  • HMVP can be changed to the process of performing buffer update. That is, when the prediction mode of the current block is the TPM mode, the existing condition may be changed to perform the HMVP buffer update. Alternatively, an existing condition may be changed to always perform HMVP buffer update regardless of whether the prediction mode of the current block is a subblock merge mode (afine mode) or a TPM mode.
  • the input of the HMVP buffer update includes motion information of a predetermined position derived in a motion vector storage process.
  • the HMVP buffer update in the case of the TPM mode may be performed regardless of the motion vector storage process described above.
  • HMVP buffer update may be performed using motion information (first motion information) of partition 1 or motion information (second motion information) of partition 2 regardless of the direction of division (division type).
  • the input of the HMVP buffer update may include a motion vector (mvB) of partition 2, a reference picture index (refIdxB), a prediction direction flag (predflagB), and bcwIdx set to 0.
  • the input of the HMVP buffer update may include a motion vector (mvA) of partition 1, a reference picture index (refIdxA), a prediction direction flag (predflagA), and bcwIdx set to 0.
  • the input of the HMVP buffer update may vary according to the division direction (division type). Specifically, when the division direction is diagonal as shown in the left diagram of FIG. 14, the input of the HMVP buffer update is set to a motion vector (mvA) of partition 1, a reference picture index (refIdxA), a prediction direction flag (predflagA), and 0. May include bcwIdx. Conversely, when the division direction is inverse diagonal division as shown in the right diagram of FIG. 14, the input of the HMVP buffer update is set to a motion vector (mvB) of partition 2, a reference picture index (refIdxB), a prediction direction flag (predflagB), and zero. May include bcwIdx. However, it is not limited to the above example, and in case of diagonal division, HMVP buffer update may be performed using motion information of partition 2, and in case of reverse diagonal division, HMVP buffer update may be performed using motion information of partition 1.
  • FIG. 20 is a diagram for describing an example of inducing representative motion information of a TPM mode according to the present disclosure.
  • motion information of the current block predicted in the TPM mode may be stored in units of 4x4 samples
  • FIG. 20 is an example in which the current block is divided into units of 4x4 samples.
  • HMVP update may be performed using motion information of a predetermined position (eg, a center position) of a current block as representative motion information.
  • a predetermined position e.g, a center position
  • motion information in units of hatched 4x4 samples of FIG. 20 may be used as representative motion information.
  • the center position for inducing the representative motion information may be expressed as (cbWidth >> 1, cbHeight >> 1).
  • 21 is a view for explaining another example of inducing representative motion information of a TPM mode according to the present disclosure.
  • HMVP update may be performed by using motion information of a position derived in consideration of the division direction (division type) of the TPM mode as representative motion information.
  • a predetermined position for inducing representative motion information may be derived as (cbWidth >> 1, cbHeight >> 1). That is, motion information in units of 4x4 samples of the hatched portion shown on the left side of FIG. 21 may be used as representative motion information.
  • FIG. 21 shows that is, motion information in units of 4x4 samples of the hatched portion shown on the left side of FIG. 21 may be used as representative motion information.
  • a predetermined position for inducing representative motion information is derived as (cbWidth >> 1-1, cbHeight >> 1).
  • a predetermined position for inducing representative motion information is a right-bottom position in a current block or a left-top position in a current block instead of a center position in the current block. Likewise, it may be guided to an arbitrary predetermined position in the current block.
  • the lower-right position in the current block is specified as (cbWidth-1, cbHeight-1) coordinates, and the upper-left position in the current block may be specified as (0, 0) coordinates.
  • the HMVP candidate is used as the merge candidate despite inducing a motion vector in units of 4x4 samples like the subblock merge mode.
  • the above problem can be solved by not using the HMVP candidate as a merge candidate and not performing the HMVP buffer update.
  • the HMVP candidate when the prediction mode of the current block is the TPM mode, the HMVP candidate may not be used as the additional candidate. That is, in the case of the TPM mode, after inserting a spatial candidate and a temporal candidate into the merge candidate list, when the number of merge candidates included in the merge candidate list is less than the maximum number of merge candidates, the pairwise candidate and the zero vector candidate Additional candidates can be inserted into the merge candidate list in order.
  • the above-described problem can be solved by not using the HMVP candidate as a merge candidate.
  • the present embodiment may be performed by changing an execution condition of the step of inserting an HMVP candidate as an additional candidate into the merge candidate list in the process of generating the merge candidate list. That is, it may be changed to perform the step of checking whether the prediction mode of the current block is the TPM mode, and inserting the HMVP candidate into the merge candidate list when the prediction mode is not the TPM mode.
  • the motion vector of the current block is updated in the HMVP buffer for the next block.
  • the above problem can be solved by not updating the motion vector of the current block in the HMVP buffer.
  • This embodiment may be performed by changing conditions for updating the HMVP buffer. For example, when the prediction mode of the current block is not the subblock merge mode (afine mode) or the TPM mode, the process of performing HMVP buffer update is performed as the prediction mode of the current block is the subblock merge mode (afine mode) and the TPM mode.
  • the HMVP buffer update process can be changed. That is, even when the prediction mode of the current block is the CIIP mode, as well as the subblock merge mode (afine mode) and the TPM mode, an existing condition may be changed so that the HMVP buffer update is not performed.
  • inconsistency caused by not updating the motion information of the current block to the HMVP buffer while using the HMVP candidate as the merge candidate of the current block may be solved.
  • motion information of the current block in the CIIP mode is not used as HMVP candidates for subsequent blocks by not updating the motion information of the current block in the HMVP buffer.
  • exemplary methods of the present disclosure are expressed as a series of operations for clarity of description, 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, 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
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure can be applied.
  • a content streaming system to which an 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 a computer.
  • a non-transitory computer-readable medium non-transitory computer-readable medium
  • 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 블록의 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 현재 블록의 예측 모드가 삼각 분할 모드인 경우, 상기 현재 블록에 대한 머지 후보 리스트를 구성하는 단계, 상기 머지 후보 리스트 및 비트스트림을 통해 시그널링된 상기 현재 블록의 2개의 머지 인덱스에 기반하여 상기 현재 블록의 2개의 파티션에 대한 움직임 정보를 유도하는 단계, 상기 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계, 상기 현재 블록의 움직임 정보를 저장하는 단계, 및 상기 현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 HMVP(History-based Motion Vector Predictor) 버퍼를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

HMVP 후보에 기반하여 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, HMVP(History-based Motion Vector Predictor) 후보에 기반하여 인터 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 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, HMVP 후보에 기반하여 인터 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 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 복호화 방법은, 현재 블록의 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 현재 블록의 예측 모드가 삼각 분할 모드인 경우, 상기 현재 블록에 대한 머지 후보 리스트를 구성하는 단계, 상기 머지 후보 리스트 및 비트스트림을 통해 시그널링된 상기 현재 블록의 2개의 머지 인덱스에 기반하여 상기 현재 블록의 2개의 파티션에 대한 움직임 정보를 유도하는 단계, 상기 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계, 상기 현재 블록의 움직임 정보를 저장하는 단계, 및 상기 현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 HMVP(History-based Motion Vector Predictor) 버퍼를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 머지 후보 리스트는 HMVP 후보를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 움직임 정보를 저장하는 단계는, 상기 현재 블록 내 4x4 샘플 단위로 움직임 정보를 저장할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 HMVP 버퍼를 업데이트하는 단계는, 상기 현재 블록 내 소정 위치의 4x4 샘플 단위의 움직임 정보에 기반하여 수행될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 소정 위치는 상기 현재 블록 내 중앙 위치, 좌상단 위치 또는 우하단 위치 중 하나일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 소정 위치는 삼각 분할 모드의 분할 방향과 무관하게 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 소정 위치는 삼각 분할 모드의 분할 방향에 따라 상이하게 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 너비 및 높이가 각각 cbWidth 및 cbHeight일 때, 상기 소정 위치는, 상기 분할 방향이 대각 분할인 경우, (cbWidth >> 1, cbHeight >>1)로 유도되고, 상기 분할 방향이 역대각 분할인 경우, (cbWidth >> 1 - 1, cbHeight >>1)로 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 2개의 파티션에 대한 움직임 정보는 제1 움직임 정보 및 제2 움직임 정보를 포함하고, 상기 HMVP 버퍼를 업데이트하는 단계는, 상기 제1 움직임 정보 또는 상기 제2 움직임 정보 중 하나에 기반하여 수행될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 삼각 분할 모드의 분할 방향에 기반하여 상기 제1 움직임 정보 또는 상기 제2 움직임 정보 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 움직임 정보에 기반하여 상기 HMVP 버퍼를 업데이트하는 단계를 수행할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 삼각 분할 모드의 분할 방향과 무관하게 상기 제1 움직임 정보 또는 상기 제2 움직임 정보 중 기정의된 하나의 움직임 정보에 기반하여 상기 HMVP 버퍼를 업데이트하는 단계를 수행할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 HMVP 버퍼를 업데이트하는 단계에 이용되는 움직임 정보는 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스, 예측 방향 플래그 및 0으로 설정된 bcw의 가중치 인덱스를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따른 영상 복호화 장치는 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 현재 블록의 예측 모드를 유도하고, 상기 현재 블록의 예측 모드가 삼각 분할 모드인 경우, 상기 현재 블록에 대한 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트 및 비트스트림을 통해 시그널링된 상기 현재 블록의 2개의 머지 인덱스에 기반하여 상기 현재 블록의 2개의 파티션에 대한 움직임 정보를 유도하고, 상기 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하고, 상기 현재 블록의 움직임 정보를 저장하고, 상기 현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 HMVP 버퍼를 업데이트할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 현재 블록의 예측 모드가 삼각 분할 모드인 경우, 상기 현재 블록에 대한 머지 후보 리스트를 구성하는 단계, 상기 머지 후보 리스트에 기반하여 상기 현재 블록의 2개의 파티션에 대한 머지 후보를 결정하는 단계, 상기 결정된 머지 후보에 기반하여 상기 현재 블록의 2개의 파티션에 대한 움직임 정보를 유도하는 단계, 상기 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계, 상기 현재 블록의 움직임 정보를 저장하는 단계, 상기 현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 HMVP 버퍼를 업데이트하는 단계, 및 상기 결정된 머지 후보를 지시하는 머지 인덱스를 비트스트림에 부호화하는 단계를 포함할 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, HMVP 후보에 기반하여 인터 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 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 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 개시에 따른 인터 예측부(180)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시에 따른 인터 예측부(260)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 공간적 머지 후보로 이용될 수 있는 주변 블록들을 예시한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 공간적 후보에 대해 수행되는 중복성 체크를 위한 후보쌍을 예시한 도면이다.
도 11은 시간적 후보의 움직임 벡터를 스케일링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 시간적 후보를 유도하는 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 예에 따른 움직임 벡터 예측자 후보 리스트 구성 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 현재 블록에 삼각 분할 모드가 적용되어 2개의 삼각형 파티션으로 분할된 예를 도시한 도면이다.
도 15는 삼각 분할 모드의 각 파티션에 대한 단방향 움직임을 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 TPM의 블렌딩 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 CIIP의 가중치를 계산하기 위해 이용되는 주변 블록들의 위치를 도시한 도면이다.
도 18은 일반적 머지 모드에 포함되는 다양한 머지 모드 중 하나를 선택하는 과정을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 19는 본 개시에 따른 TPM 모드의 예측 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 20은 본 개시에 따른 TPM 모드의 대표 움직임 정보를 유도하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 개시에 따른 TPM 모드의 대표 움직임 정보를 유도하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 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 구성요소들은 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.
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 실시예에 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, 픽처, 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 기초하여 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.
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 기초하여 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.
한편, 후술하는 바와 같이 픽처 인코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 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 1의 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 1의 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 계수들을 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 기초하여 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. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 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 픽처로 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, 인코딩 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.
인터 예측 개요
영상 부호화/복호화 장치는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들에 의존적인 방법으로 도출되는 예측 기법을 의미할 수 있다. 현재 블록에 대해 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측 블록이 유도될 수 있다.
이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해, 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 움직임 정보가 유도될 수 있으며, 블록, 서브 블록 또는 샘플 단위로 움직임 정보가 유도될 수 있다. 이때, 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 움직임 정보는 인터 예측 타입 정보를 더 포함할 수 있다. 여기서 인터 예측 타입 정보는 인터 예측의 방향성 정보를 의미할 수 있다. 인터 예측 타입 정보는 현재 블록이 L0 예측, L1 예측, Bi 예측 중 하나를 이용하여 예측됨을 지시할 수 있다.
현재 블록에 대해 인터 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighbouring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighbouring block)을 포함할 수 있다. 이때, 현재 블록에 대한 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 부호화 유닛(colCU) 등으로 지칭될 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)로 지칭될 수 있다.
한편, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있고, 이때, 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다.
움직임 정보는 인터 예측 타입에 따라 L0 움직임 정보 및/또는 L1 움직임 정보를 포함할 수 있다. L0 방향의 움직임 벡터는 L0 움직임 벡터 또는 MVL0라고 정의될 수 있고, L1 방향의 움직임 벡터는 L1 움직임 벡터 또는 MVL1이라고 정의될 수 있다. L0 움직임 벡터에 기반한 예측은 L0 예측이라고 정의될 수 있고, L1 움직임 벡터에 기반한 예측을 L1 예측이라고 정의될 수 있고, 상기 L0 움직임 벡터 및 상기 L1 움직임 벡터 둘 다에 기반한 예측을 쌍예측(Bi-prediction)이라고 정의될 수 있다. 여기서 L0 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L0에 연관된 움직임 벡터를 의미할 수 있고, L1 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L1에 연관된 움직임 벡터를 의미할 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. 이때, 이전 픽처들은 순방향 (참조) 픽처라 정의할 수 있고, 상기 이후 픽처들은 역방향 (참조) 픽처라 정의할 수 있다. 한편, 참조 픽처 리스트 L0은 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 더 포함할 수 있다. 이 경우 참조 픽처 리스트 L0 내에서 이전 픽처들이 먼저 인덱싱되고 이후 픽처들은 그 다음에 인덱싱될 수 있다. 참조 픽처 리스트 L1은 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 더 포함할 수 있다. 이 경우 참조 픽처 리스트 L1 내에서 이후 픽처들이 먼저 인덱싱되고 이전 픽처들은 그 다음에 인덱싱 될 수 있다. 여기서 출력 순서는 POC(picture order count) 순서(order)에 대응될 수 있다.
도 4는 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 개시에 따른 인터 예측부(180)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4의 인코딩 방법은 도 2의 영상 부호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 단계 S410은 인터 예측부(180)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S420은 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 단계 S420은 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S430은 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S430의 예측 정보는 인터 예측부(180)에 의하여 도출되고, 단계 S430의 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(S410). 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 5에 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 인터 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 인터 예측 모드를 결정할 수 있다. 그러나, 영상 부호화 장치가 현재 블록에 대한 인터 예측 모드를 결정하는 방법은 상기 예로 한정되지 않으며, 다양한 방법들이 이용될 수 있다.
예컨대 현재 블록에 대한 인터 예측 모드는 머지 모드(merge mode), 머지 스킵 모드(skip mode), MVP 모드(Motion Vector Prediction mode), SMVD 모드(Symmetric Motion Vector Difference), 어파인 모드(affine mode), 서브 블록 기반 머지 모드(Subblock-based merge mode), AMVR 모드(Adaptive Motion Vector Resolution mode), HMVP 모드(History-based Motion Vector Predictor mode), 쌍예측 머지 모드(Pair-wise average merge mode), MMVD 모드(Merge mode with Motion Vector Differences mode), DMVR 모드(Decoder side Motion Vector Refinement mode), CIIP 모드(Combined Inter and Intra Prediction mode) 및 GPM(Geometric Partitioning mode) 중 적어도 하나로 결정될 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 움직임 벡터 예측자 (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 MVP 로 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(S420). 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(S430). 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. 구체적으로 MVP flag는 구문 요소 mvp_l0_flag 혹은 mvp_l1_flag를 이용하여 시그널링될 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 6은 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7는 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 6의 디코딩 방법은 도 3의 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 단계 S610 내지 S630은 인터 예측부(260)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S610의 예측 정보 및 단계 S640의 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(S640). 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 S650은 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(S610). 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(S620). 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 MVP 와 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(S630). 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 7에 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(S640). 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(S650). 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 8은 공간적 머지 후보로 이용될 수 있는 주변 블록들을 예시한 도면이다.
도 9는 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(S910). 예를 들어, 상기 공간적 주변 블록들은 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 현재 블록의 좌하단 코너 주변 블록(A0), 좌측 주변 블록(A1), 우상단 코너 주변 블록(B0), 상단 주변 블록(B1), 좌상단 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 8에 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(S920). 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 9를 참조하면, 영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 현재 머지 후보들의 개수가 최대 머지 후보들의 개수보다 작은지 여부를 확인할 수 있다(S930). 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(S940)은 진행하지 않을 수 있다.
단계 S930의 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(S940). 상기 추가 머지 후보는 예를 들어 history based merge candidate(s), pair-wise average merge candidate(s), ATMVP, combined bi-predictive 머지 후보 (현재 슬라이스/타일 그룹의 슬라이스/타일 그룹 타입이 B 타입인 경우) 및/또는 영(zero) 벡터 머지 후보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
단계 S930의 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. 머지 후보 인덱스, 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. 상기 스킵 모드는 예를 들어 cu_skip_flag의 값이 1인 경우에 적용될 수 있다.
이하, 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 경우, 공간적 후보를 유도하는 방법에 대해 설명한다. 공간적 후보는 상술한 공간적 머지 후보를 나타낼 수 있다.
공간적 후보의 유도는 공간적으로 인접한 블록들(spatial neighboring blocks)에 기반하여 수행될 수 있다. 예로써, 도 8에 도시된 위치에 존재하는 후보 블록들로부터 최대 4개의 공간적 후보가 유도될 수 있다. 공간적 후보를 유도하는 순서는 A1 -> B1 -> B0 -> A0 -> B2의 순서일 수 있다. 그러나, 공간적 후보를 유도하는 순서는 상기 순서로 한정되지 않으며, 예컨대, B1 -> A1 -> B0 -> A0 -> B2의 순서일 수도 있다. 순서상 마지막 위치(상기 예에서, B2 위치)는 선행하는 4개 위치들(상기 예에서, A1, B1, B0 및 A0) 중 적어도 하나가 가용하지 않은 경우에 고려될 수 있다. 이 때, 소정 위치의 블록이 가용하지 않다는 것은 해당 블록이 현재 블록과 다른 슬라이스 또는 다른 타일에 속하거나 해당 블록이 인트라 예측된 블록인 경우를 포함할 수 있다. 순서상 첫번째 위치(상기 예에서, A1 또는 B1)로부터 공간적 후보가 유도된 경우, 후속하는 위치의 공간적 후보들에 대해서는 중복성 체크가 수행될 수 있다. 예컨대, 후속하는 공간적 후보의 움직임 정보가 머지 후보 리스트에 이미 포함된 공간적 후보의 움직임 정보와 동일할 경우, 상기 후속하는 공간적 후보는 머지 후보 리스트에 포함시키지 않음으로써, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 후속하는 공간적 후보에 대해 수행되는 중복성 체크는 가능한 모든 후보쌍에 대해 수행되지 않고 일부의 후보쌍에 대해서만 수행됨으로써 계산 복잡도를 감소시킬 수 있다.
도 10은 공간적 후보에 대해 수행되는 중복성 체크를 위한 후보쌍을 예시한 도면이다.
도 10에 도시된 예에서, B0 위치의 공간적 후보에 대한 중복성 체크는 A0 위치의 공간적 후보에 대해서만 수행될 수 있다. 또한, B1 위치의 공간적 후보에 대한 중복성 체크는 B0 위치의 공간적 후보에 대해서만 수행될 수 있다. 또한, A1 위치의 공간적 후보에 대한 중복성 체크는 A0 위치의 공간적 후보에 대해서만 수행될 수 있다. 마지막으로, B2 위치의 공간적 후보에 대한 중복성 체크는 A0 위치 및 B0 위치의 공간적 후보에 대해서만 수행될 수 있다.
도 10에 도시된 예는, 공간적 후보를 유도하는 순서가 A0 -> B0 -> B1 -> A1 -> B2의 순서인 경우의 예이다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 공간적 후보를 유도하는 순서가 변경되더라도 도 10에 도시된 예와 같이, 일부의 후보쌍에 대해서만 중복성 체크가 수행될 수 있다.
이하, 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 경우, 시간적 후보를 유도하는 방법에 대해 설명한다. 시간적 후보는 상술한 시간적 머지 후보를 나타낼 수 있다. 또한, 시간적 후보의 움직임 벡터는 MVP 모드의 시간적 후보에 대응될 수도 있다.
시간적 후보는 하나의 후보만이 머지 후보 리스트에 포함될 수 있다. 시간적 후보를 유도하는 과정에서, 시간적 후보의 움직임 벡터는 스케일링될 수 있다. 예컨대, 상기 스케일링은 콜로케이티드 참조 픽처(collocated reference picture, colPic)(이하, '콜 픽처'라 함)에 속한 콜로케이티드 블록(co-located CU)(이하, '콜 블록'이라 함)에 기반하여 수행될 수 있다. 콜 블록의 유도에 사용되는 참조 픽처 리스트는 슬라이스 헤더에서 명시적으로 시그널링될 수 있다.
도 11은 시간적 후보의 움직임 벡터를 스케일링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에서, curr_CU와 curr_pic은 현재 블록과 현재 픽처를 나타내고, col_CU와 col_pic은 콜 블록과 콜 픽처를 나타낸다. 또한, curr_ref는 현재 블록의 참조 픽처를 나타내고, col_ref는 콜 블록의 참조 픽처를 나타낸다. 또한, tb는 현재 블록의 참조 픽처와 현재 픽처 사이의 거리를 나타내고, td는 콜 블록의 참조 픽처와 콜 픽처 사이의 거리를 나타낸다. 상기 tb와 td는 픽처간의 POC(Picture Order Count)의 차이에 해당하는 값으로 나타낼 수 있다. 시간적 후보의 움직임 벡터의 스케일링은 tb와 td에 기반하여 수행될 수 있다. 또한, 시간적 후보의 참조 픽처 인덱스는 0으로 설정될 수 있다.
도 12는 시간적 후보를 유도하는 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12에서, 굵은 실선의 블록은 현재 블록을 나타낸다. 시간적 후보는 도 12의 C0 위치(우하단 위치) 또는 C1 위치(중앙 위치)에 해당하는 콜 픽처 내의 블록으로부터 유도될 수 있다. 먼저, C0 위치가 가용한지 판단되고, C0 위치가 가용한 경우, C0 위치에 기반하여 시간적 후보가 유도될 수 있다. 만약 C0 위치가 가용하지 않은 경우, C1 위치에 기반하여 시간적 후보가 유도될 수 있다. 예컨대, C0 위치의 콜 픽처 내 블록이 인트라 예측된 블록이거나, 현재 CTU 행(row)의 외부에 존재하는 경우, C0 위치가 가용하지 않은 것으로 판단될 수 있다.
상술한 바와 같이, motion data compression이 적용되는 경우, 콜 블록의 움직임 벡터는 소정의 단위 블록마다 저장될 수 있다. 이 경우, C0 위치 또는 C1 위치를 커버하는 블록의 움직임 벡터를 유도하기 위해 C0 위치 또는 C1 위치는 수정될 수 있다. 예컨대, 상기 소정의 단위 블록이 8x8 블록이고, C0 위치 또는 C1 위치를 (xColCi, yColCi)라 할 때, 시간적 후보를 유도하기 위한 위치는 ( ( xColCi >> 3 ) << 3, ( yColCi >> 3 ) << 3 )로 수정될 수 있다.
이하, 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 경우, History-based 후보를 유도하는 방법에 대해 설명한다. History-based 후보는 History-based 머지 후보로 표현될 수 있다.
History-based 후보는 공간적 후보와 시간적 후보가 머지 후보 리스트에 추가된 이후에 상기 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 예컨대, 이전에 부호화/복호화된 블록의 움직임 정보가 테이블에 저장되고, 현재 블록의 History-based 후보로서 사용될 수 있다. 상기 테이블은 부호화/복호화 과정 동안 복수의 History-based 후보를 저장할 수 있다. 상기 테이블은 새로운 CTU 행(row)이 시작될 때 초기화될 수 있다. 테이블이 초기화된다는 것은 테이블에 저장된 History-based 후보가 모두 삭제되어 해당 테이블이 비워지는 것을 의미할 수 있다. 인터 예측된 블록이 있을 때마다, 관련 움직임 정보가 마지막 엔트리로서 상기 테이블에 추가될 수 있다. 이 때, 상기 인터 예측된 블록은 서브블록 기반으로 예측된 블록이 아닐 수 있다. 상기 테이블에 추가된 움직임 정보는 새로운 History-based 후보로서 사용될 수 있다.
History-based 후보의 테이블은 소정의 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 해당 크기는 5일 수 있다. 이 때, 상기 테이블은 최대 5개의 History-based 후보를 저장할 수 있다. 새로운 후보가 테이블에 추가될 때, 먼저 동일한 후보가 상기 테이블에 존재하는지의 중복성 체크가 수행되는 제한된 first-in-first-out (FIFO) 규정이 적용될 수 있다. 만약 동일한 후보가 상기 테이블에 이미 존재하는 경우, 상기 동일한 후보는 상기 테이블로부터 삭제되고, 이 후의 모든 History-based 후보들의 위치가 전방으로 이동될 수 있다.
History-based 후보는 머지 후보 리스트의 구성 과정에 이용될 수 있다. 이 때, 상기 테이블에 최근에 포함된 History-based 후보들이 순서대로 체크되고, 상기 머지 후보 리스트의 시간적 후보 이후의 위치에 포함될 수 있다. History-based 후보가 머지 후보 리스트에 포함될 때, 상기 머지 후보 리스트에 이미 포함된 공간적 후보 또는 시간적 후보와의 중복성 체크가 수행될 수 있다. 만약, 머지 후보 리스트에 이미 포함된 공간적 후보 또는 시간적 후보와 History-based 후보가 중복되는 경우, 해당 History-based 후보는 상기 머지 후보 리스트에 포함되지 않을 수 있다. 상기 중복성 체크는 아래와 같이 단순화시킴으로써 연산량이 저감될 수 있다.
머지 후보 리스트의 생성에 이용되는 History-based 후보의 개수는 (N <= 4 ) ? M: (8 - N)으로 설정될 수 있다. 이 때, N은 머지 후보 리스트에 이미 포함된 후보의 개수를 나타내고, M은 상기 테이블에 저장된 가용한 History-based 후보의 개수를 나타낸다. 즉, 머지 후보 리스트에 4개 이하의 후보가 포함된 경우, 상기 머지 후보 리스트의 생성에 이용되는 History-based 후보의 개수는 M개이며, 머지 후보 리스트에 4개보다 많은 N개의 후보가 포함된 경우, 상기 머지 후보 리스트의 생성에 이용되는 History-based 후보의 개수는 (8 - N)개로 설정될 수 있다.
가용한 머지 후보의 전체 개수가 (머지 후보의 최대 허용 개수 - 1)에 도달하는 경우, History-based 후보를 이용한 머지 후보 리스트의 구성은 종료될 수 있다.
이하, 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 경우, Pair-wise average 후보를 유도하는 방법에 대해 설명한다. Pair-wise average 후보는 Pair-wise average 머지 후보 또는 Pair-wise 후보로 표현될 수 있다.
Pair-wise average 후보는 머지 후보 리스트에 포함된 후보들로부터 기정의된 후보쌍을 획득하고 이들을 평균함으로써 생성될 수 있다. 기정의된 후보쌍은 {(0, 1), (0, 2), (1, 2), (0, 3), (1, 3), (2, 3)}이고, 각 후보쌍을 구성하는 숫자는 머지 후보 리스트의 인덱스일 수 있다. 즉, 기정의된 후보쌍 (0, 1)은 머지 후보 리스트의 인덱스 0 후보와 인덱스 1 후보의 쌍을 의미하고, Pair-wise average 후보는 인덱스 0 후보와 인덱스 1 후보의 평균에 의해 생성될 수 있다. 상기 기 정의된 후보쌍의 순서대로 Pair-wise average 후보의 유도가 수행될 수 있다. 즉, 후보쌍 (0, 1)에 대해 Pair-wise average 후보를 유도한 후, 후보쌍 (0, 2), 후보쌍 (1, 2)의 순서로 Pair-wise average 후보 유도 과정이 수행될 수 있다. Pair-wise average 후보 유도 과정은 머지 후보 리스트의 구성이 완료될 때까지 수행될 수 있다. 예컨대, Pair-wise average 후보 유도 과정은 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보의 개수가 최대 머지 후보 개수에 도달할 때까지 수행될 수 있다.
Pair-wise average 후보는 참조 픽처 리스트의 각각에 대해 개별적으로 계산될 수 있다. 하나의 참조 픽처 리스트(L0 list 또는 L1 list)에 대해 2개의 움직임 벡터가 가용한 경우, 이들 2개의 움직임 벡터의 평균이 계산될 수 있다. 이 때, 2개의 움직임 벡터가 서로 다른 참조 픽처를 가리키더라도 상기 2개의 움직임 벡터의 평균이 수행될 수 있다. 만약 하나의 참조 픽처 리스트에 대해 1개의 움직임 벡터만이 가용한 경우, 가용한 움직임 벡터가 Pair-wise average 후보의 움직임 벡터로서 사용될 수 있다. 만약 하나의 참조 픽처 리스트에 대해 2개의 움직임 벡터가 모두 가용하지 않은 경우, 해당 참조 픽처 리스트는 유효하지 않은 것으로 결정될 수 있다.
Pair-wise average 후보가 머지 후보 리스트에 포함된 이후에도 머지 후보 리스트의 구성이 완료되지 않은 경우, 최대 머지 후보 개수에 도달할 때까지 제로 벡터가 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다.
현재 블록에 대해 MVP 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록(예를 들어, 도 8에 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 13은 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(S1010). 이후, MVP 후보 리스트에 포함된 MVP 후보가 2개 미만인지 여부가 판단되고(S1020), 2개인 경우, MVP 후보 리스트의 구성을 완료할 수 있다.
단계 S1020에서, 가용한 공간적 후보 블록이 2개 미만인 경우, 현재 블록의 시간적 후보 블록을 탐색하여 가용한 후보 블록을 MVP 후보 리스트에 삽입할 수 있다(S1030). 시간적 후보 블록이 가용하지 않은 경우, 상술한 History-based 후보 및/또는 제로 움직임 벡터를 MVP 후보 리스트에 삽입(S1040)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.
삼각 분할 모드(Triangle partition for inter prediction, TPM)
인터 예측 모드로서 삼각 분할 모드(TPM)가 사용될 수 있다. 삼각 분할 모드는 8x8 이상의 크기를 갖는 CU에 대해 적용될 수 있다. 현재 CU에 삼각 분할 모드를 사용할지 여부를 나타내는 정보는 CU 레벨에서 예컨대 플래그 정보로서 시그널링될 수 있다. 삼각 분할 모드는 정규(regular) 머지 모드, MMVD 모드, CIIP 모드 및 서브블록 머지 모드와 함께 일반적 머지 모드에 포함되는 하나의 모드로 취급될 수 있다.
도 14는 현재 블록에 삼각 분할 모드가 적용되어 2개의 삼각형 파티션으로 분할된 예를 도시한 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 삼각 분할 모드가 적용되는 경우, 현재 블록(CU)은 대각 분할 또는 역대각 분할되어 2개의 삼각형의 파티션으로 분할될 수 있다. 각 삼각 파티션은 각각의 움직임을 이용하여 인터 예측되며, 각 파티션에 대해 단방향 예측만이 허용된다. 즉, 각 삼각 파티션은 하나의 움직임 벡터와 하나의 참조 픽처 인덱스를 가질 수 있다. 각 파티션에 대해 단방향 예측만이 허용되는 이유는 통상의 양방향 예측과 동일하게 각 CU에 대해 2개의 움직임 보상된 예측 블록이 필요하기 때문이다.
도 15는 삼각 분할 모드의 각 파티션에 대한 단방향 움직임을 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
삼각 분할 모드의 단방향 예측을 위한 움직임 정보는 도 9를 참조하여 설명한 머지 후보 리스트로부터 유도될 수 있다. 예컨대, 삼각 분할 모드의 단방향 예측을 위해 도 9의 머지 후보 리스트로부터 단방향 예측(uni-prediction) 후보 리스트를 유도할 수 있다. 변수 n을 삼각 분할의 단방향 예측 후보 리스트에 포함된 단방향 예측 움직임 후보의 인덱스라 할 때, n번째 머지 후보의 LX 움직임 벡터(X는 n의 패리티와 동일)는 삼각 분할 모드의 n번째 단방향 예측 움직임 벡터로 사용될 수 있다. 삼각 분할 모드의 n번째 단방향 예측 움직임 벡터는 도 15에서 "x"로 표시된다. 이 때, n번째 머지 후보의 LX 움직임 벡터가 존재하지 않는 경우, LX 움직임 벡터 대신에 n번째 머지 후보의 L(1-X) 움직임 벡터가 삼각 분할 모드의 단방향 예측 움직임 벡터로 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 15에서, 1번째 후보(머지 인덱스가 1인 후보)의 L1 움직임 벡터가 1번째 단방향 예측 움직임 벡터로 사용되며, 1번째 후보의 L1 움직임 벡터가 존재하지 않는 경우, 1번째 후보의 L0 움직임 벡터가 1번째 단방향 예측 움직임 벡터로 사용될 수 있다.
현재 블록에 대해 삼각 분할 모드가 사용되면, 삼각 분할의 방향(대각 방향 또는 역대각 방향)을 지시하는 플래그와 2개의 머지 인덱스(각 파티션에 대해 하나씩)가 시그널링될 수 있다. TPM 머지 후보의 최대 개수는 슬라이스 레벨에서 명시적으로 시그널링될 수 있다. 또한, TPM 머지 후보의 최대 개수에 따라 TPM 머지 인덱스에 대한 신택스 이진화 방법이 특정될 수 있다. 각 파티션에 대한 예측을 수행한 후, 대각선 또는 역대각선을 따라 예측 샘플값들이 조정될 수 있다. 예측 샘플값들의 조정은 적응적인 가중치를 이용한 블렌딩 프로세스(blending process)에 의해 수행될 수 있다. 삼각 분할 모드에 의해 생성된 예측 신호는 전체 CU(현재 블록)에 대한 것이며, 잔차 신호에 대한 변환 및 양자화 과정은 다른 예측 모드에서와 마찬가지로 전체 CU에 대해 수행될 수 있다. 마지막으로, 삼각 분할 모드로 예측된 CU의 움직임 필드는 4x4 샘플 단위로 저장될 수 있다. 삼각 분할 모드는 서브블록 단위의 변환(subblock transform, SBT)과 함께 수행되지 않는다. 즉, 삼각 분할 모드를 지시하는 플래그가 제1값(예컨대, 1)인 경우, 서브블록 단위의 변환 수행 여부를 지시하는 플래그(예컨대, cu_sbt_flag)는 시그널링되지 않고, 제2값(예컨대, 0)으로 추론될 수 있다.
각 삼각 파티션에 대한 예측이 수행된 후, 블렌딩 프로세스가 수행될 수 있다. 블렌딩 프로세스는 두 개의 예측 신호에 적용되어 대각 에지 또는 역대각 에지 주변의 샘플들을 유도할 수 있다.
도 16은 TPM의 블렌딩 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.
블렌딩 프로세스를 수행하기 위해, 예컨대, 아래의 가중치 셋(set)이 사용될 수 있다.
- 루마 신호에 대한 가중치 셋 = {7/8, 6/8, 5/8, 4/8, 3/8, 2/8, 1/8}
- 크로마 신호에 대한 가중치 셋 = {6/8, 4/8, 2/8}
도 16은 8x8 블록에 삼각 분할 모드가 적용되어, 각 삼각 파티션에 대한 움직임 정보를 이용하여 생성된 2개의 예측 블록 P1, P2를 블렌딩하는 과정의 일 예이다. 도 16에서 우상단의 P1 영역은 예측 블록 P1의 예측 샘플값으로, 좌하단의 P2 영역은 예측 블록 P2의 예측 샘플값으로 유도될 수 있다. 또한, 회색 영역은 예측 블록 P1의 예측 샘플값과 예측 블록 P2의 예측 샘플값의 가중합으로 유도될 수 있다. 이 때, 예측 블록 P1의 예측 샘플값과 예측 블록 P2의 예측 샘플값에 각각 적용되는 가중치는 도 16의 각 샘플 위치에 표시된 숫자에 기반하여 유도될 수 있다. 예컨대, 샘플 위치에 표시된 숫자가 "4"인 경우, 해당 샘플 위치의 샘플값을 유도하기 위해 예측 블록 P1의 예측 샘플값과 예측 블록 P2의 예측 샘플값에 각각 적용되는 가중치는 각각 "4/8" 및 "4/8" 일 수 있다. 또한, 샘플 위치에 표시된 숫자가 "3"인 경우, 해당 샘플 위치의 샘플값을 유도하기 위해 예측 블록 P1의 예측 샘플값과 예측 블록 P2의 예측 샘플값에 각각 적용되는 가중치는 각각 "3/8" 및 "5/8" 일 수 있다.
상기와 같이, 각 삼각 파티션에 대해 예측 블록 P1, P2를 생성하고, 블렌딩 프로세스를 수행함으로써, 현재 블록(CU)에 대한 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 삼각 분할 모드로 부호화된 현재 블록의 움직임 벡터들은 4x4 샘플 단위로 저장될 수 있다. 이 때, 각 4x4 샘플 단위의 위치에 기반하여, 단방향 예측 움직임 벡터가 저장되거나 또는 양방향 예측 움직임 벡터들이 저장될 수 있다.
현재 블록을 분할하여 획득된 2개의 삼각 파티션(제1 파티션 및 제2 파티션)에 대한 단방향 움직임 벡터들을 각각 mv1 및 mv2라 할 때, 가중합이 수행되지 않는 영역에 위치하는 4x4 샘플 단위에 대해서는 mv1 또는 mv2가 저장될 수 있다. 예컨대, 도 16에서, 4x4 샘플 단위가 우상단 P1 영역에 위치하는 경우, 제1 파티션에 대한 움직임 벡터 mv1이 저장될 수 있다. 또한, 4x4 샘플 단위가 좌하단 P2 영역에 위치하는 경우, 제2 파티션에 대한 움직임 벡터 mv2가 저장될 수 있다.
그렇지 않고, 4x4 샘플 단위가 가중합이 수행되는 영역에 위치할 때, 양방향 예측 움직임 벡터들이 저장될 수 있다. 양방향 예측 움직임 벡터들은 mv1 및 mv2에 기반하여 유도될 수 있다. 보다 구체적으로, mv1과 mv2가 서로 다른 참조 픽처 리스트에 속할 때, 예컨대, 둘 중 하나는 L0 리스트의 움직임 벡터이고, 나머지 하나는 L1 리스트의 움직임 벡터일 때, mv1 및 mv2는 단순하게 결합되어 양방향 예측 움직임 벡터를 형성할 수 있다.
그렇지 않고, mv1과 mv2가 동일한 참조 픽처 리스트에 속할 때, 예컨대, 두 움직임 벡터가 모두 L0 리스트의 움직임 벡터일 때, 해당 4x4 샘플 단위에 대해 아래와 같이 움직임 벡터가 저장될 수 있다.
- mv2(또는 mv1)의 참조 픽처가 L1 리스트에 포함되는 경우, mv2(또는 mv1)는 L1 리스트에 포함된 상기 참조 픽처를 사용하는 L1 리스트의 움직임 벡터로 전환될 수 있다. 이후, L0 리스트의 움직임 벡터와 상기 전환된 L1 리스트의 움직임 벡터가 결합되어 양방향 예측 움직임 벡터를 형성할 수 있다.
- 그렇지 않은 경우, 양방향 예측 움직임 벡터 대신에 단방향 예측 움직임 벡터 mv1이 저장될 수 있다.
Combined inter and intra prediction (CIIP)
현재 블록에 대해 CIIP가 적용되어 현재 블록의 예측 블록이 생성될 수 있다. 현재 블록에 대해 CIIP가 적용되는지 여부를 나타내는 정보(예컨대, ciip_flag)가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 머지 모드로 부호화되고, 현재 블록이 적어도 64개 루마 샘플들을 포함(즉, 현재 블록의 너비와 높이의 곱이 64 이상)하고, 현재 블록의 너비와 높이가 모두 128보다 작은 경우, CIIP가 현재 블록에 적용되는지 여부를 지시하는 정보가 시그널링될 수 있다.
CIIP는 인터 예측된 신호와 인트라 예측된 신호를 결합하여 예측 블록을 생성하는 방법이다. 상기 인터 예측된 신호 Pinter는 정규 머지 모드에 적용되는 인터 예측 과정과 동일한 과정을 이용하여 유도될 수 있다. 상기 인트라 예측된 신호 Pintra는 플래너 모드에 대한 정규 인트라 예측 과정에 따라 유도될 수 있다. 이후, 인터 예측된 신호와 인트라 예측된 신호를 가중합함으로써 CIIP가 적용된 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 가중합에 이용되는 가중치는 주변 블록들의 부호화 모드에 기반하여 계산될 수 있다.
도 17은 CIIP의 가중치를 계산하기 위해 이용되는 주변 블록들의 위치를 도시한 도면이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 상기 주변 블록들은 현재 블록의 상단 주변 블록(top) 및 좌측 주변 블록(left)을 포함할 수 있다. 이 때, 상단 주변 블록은 현재 블록의 우상단 위치에 인접한 블록일 수 있다. 또한, 좌측 주변 블록은 현재 블록의 좌하단 위치에 인접한 블록일 수 있다.
상단 주변 블록이 가용하고 인트라 예측된 경우, 상단 주변 블록이 인트라 예측되었는지 여부를 나타내는 정보 isIntraTop을 1로 설정하고, 그렇지 않은 경우, isIntraTop을 0으로 설정할 수 있다.
좌측 주변 블록이 가용하고 인트라 예측된 경우, 좌측 주변 블록이 인트라 예측되었는지 여부를 나타내는 정보 isIntraLeft을 1로 설정하고, 그렇지 않은 경우, isIntraLeft을 0으로 설정할 수 있다.
(isIntraTop + isIntraLeft)이 2인 경우, 즉, isIntraTop 및 isIntraLeft이 모두 1인 경우, 가중치 wt는 3으로 설정될 수 있다.
그렇지 않고, (isIntraTop + isIntraLeft)이 1인 경우, 즉, isIntraTop 및 isIntraLeft 중 하나만이 1인 경우, 가중치 wt는 2로 설정될 수 있다.
그렇지 않은 경우, 즉, isIntraTop 및 isIntraLeft이 모두 0인 경우, 가중치 wt는 1로 설정될 수 있다.
상기 인터 예측된 신호 Pinter, 인트라 예측된 신호 Pintra 및 가중치 wt를 이용하여 CIIP가 적용된 현재 블록의 예측 블록은 아래와 같이 생성될 수 있다.
[수학식 1]
PCIIP = ((4-wt)*Pinter + wt*Pintra +2) >> 2
상술한 바와 같이, 머지 후보 리스트 및/또는 MVP 후보 리스트는 History-based 후보(HMVP 후보)를 부가적으로 포함할 수 있다. 즉, 후보 리스트 구성 과정에서, 공간적 후보 및 시간적 후보 외에 부호화/복호화가 완료된 이전 블록의 움직임 정보를 소정 크기에 버퍼에 저장하고, 이를 HMVP 후보로 사용할 수 있다. 이로써, 현재 블록과 인접하지 않은 블록의 움직임 정보를 머지 후보 및/또는 MVP 후보로 사용할 수 있다.
도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 머지 후보 리스트에 포함되는 후보의 최대 개수가 6이라 할 때, 공간적 후보와 시간적 후보를 머지 후보 리스트에 삽입할 수 있다. 머지 후보 리스트에 포함된 후보들의 개수가 6보다 작은 경우, HMVP 후보, pairwise 후보 및 영(zero) 벡터 후보의 순서로 머지 후보 리스트에 부가적인 후보가 삽입될 수 있다.
또한, 머지 모드 및/또는 AMVP 모드에 따른 예측이 종료된 후, 현재 블록의 움직임 정보를 HMVP 버퍼(LUT)에 삽입함으로써 버퍼를 업데이트하고, 업데이트된 후보를 포함한 HMVP 후보는 이후 머지 후보 및/또는 AMVP 후보로 사용될 수 있다.
도 18은 일반적 머지 모드에 포함되는 다양한 머지 모드 중 하나를 선택하는 과정을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 현재 블록이 일반적 머지 모드로 예측되는 경우, 현재 블록의 예측 모드는 서브블록 머지 모드, MMVD 모드, 정규 머지 모드, CIIP 모드, TPM 모드 및 IBC 머지 모드 중 하나로 결정될 수 있다.
도 18에 도시된 머지 모드의 선택 과정은 현재 블록이 일반적 머지 모드로 예측되는 경우에 수행될 수 있다. 현재 블록이 일반적 머지 모드로 예측되는지의 여부는 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보(예컨대, general_merge_flag)에 기반하여 결정될 수 있다.
현재 블록에 일반적 머지 모드가 수행되는 경우, 단계 S1810에서 현재 블록의 예측 모드가 IBC 모드인지의 여부가 판단될 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 IBC 모드인 경우(S1810-Yes), 현재 블록의 예측 모드는 IBC 머지 모드로 결정될 수 있다(S1811). 이 경우, IBC 머지 후보를 지시하는 정보(예컨대, merge_idx)가 시그널링될 수 있다.
현재 블록의 예측 모드가 IBC 모드가 아닌 경우(S1810-No), 현재 블록의 예측 모드가 서브블록 머지 모드인지의 여부가 판단될 수 있다(S1820). 단계 S1820의 판단은 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보(예컨대, merge_subblock_flag)에 기반하여 수행될 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 서브블록 머지 모드로 판단된 경우(S1820-Yes), 현재 블록의 예측 모드는 서브블록 머지 모드로 결정되고(S1821), 서브블록 머지 후보를 지시하는 정보(예컨대, merge_subblock_idx)가 시그널링될 수 있다.
현재 블록의 예측 모드가 서브블록 머지 모드가 아닌 경우(S1820-No), 현재 블록의 예측 모드가 정규 머지 모드인지의 여부가 판단될 수 있다(S1830). 단계 S1830의 판단은 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보(예컨대, regular_merge_flag)에 기반하여 수행될 수 있다.
현재 블록의 예측 모드가 정규 머지 모드인 경우(S1830-Yes), 현재 블록의 예측 모드가 MMVD 모드인지의 여부가 판단될 수 있다(S1840). 단계 S1840의 판단은 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보(예컨대, mmvd_merge_flag)에 기반하여 수행될 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 MMVD 모드로 판단된 경우(S1840-Yes), 현재 블록의 예측 모드는 MMVD 모드로 결정되고(S1841), MMVD 머지 후보를 지시하는 정보(예컨대, mmvd_cand_flag)가 시그널링될 수 있다. 또한, MMVD 모드의 수행에 필요한 거리(distance) 정보와 방향(direction) 정보가 추가적으로 시그널링될 수 있다.
현재 블록의 예측 모드가 MMVD 모드가 아닌 경우(S1840-No), 현재 블록의 예측 모드는 정규 머지 모드로 결정될 수 있다(S1842). 이 경우, 정규 머지 후보를 지시하는 정보(예컨대, merge_idx)가 시그널링될 수 있다.
현재 블록의 예측 모드가 정규 머지 모드가 아닌 경우(S1830-No), 현재 블록의 예측 모드가 CIIP 모드인지 여부가 판단될 수 있다(S1850). 단계 S1850의 판단은 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보(예컨대, ciip_flag)에 기반하여 수행될 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 CIIP 모드인 경우(S1850-Yes), 현재 블록의 예측 모드는 CIIP 모드로 결정될 수 있다(S1851). 이 경우, CIIP 모드의 인터 예측된 신호를 생성하기 위한 머지 후보를 지시하는 정보(예컨대, merge_idx)가 시그널링될 수 있다.
현재 블록의 예측 모드가 CIIP 모드가 아닌 경우(S1850-No), 현재 블록의 예측 모드는 TPM 모드로 결정될 수 있다(S1852). 이 경우, TPM 모드의 분할 형태(분할 방향)를 지시하는 정보(예컨대, partition_idx)가 시그널링될 수 있다. 또한, 두개의 파티션의 각각에 대한 머지 후보를 지시하는 정보(예컨대, merge_idx0 및 merge_idx1)가 시그널링될 수 있다.
본 개시에서 현재 블록을 2개의 삼각 파티션으로 분할하는 TPM 모드는 현재 블록을 임의의 형태의 파티션으로 분할하는 GPM 모드로 대체될 수 있다. 예컨대, GPM 모드는 소정의 직선으로 현재 블록을 분할하여 2개의 파티션을 생성할 수 있다. 현재 블록을 분할하는 상기 소정의 직선은 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치에서 미리 약속할 수 있다. 예컨대, GPM 모드를 위해 현재 블록의 분할 형태에 대한 룩업 테이블을 미리 저장하고, 룩업 테이블에 대한 인덱스를 영상 부호화 장치가 영상 복호화 장치에 전송함으로써 현재 블록의 GPM 모드 분할 형태를 시그널링할 수 있다. 이 경우, 상기 partition_idx는 GPM 모드의 분할 형태를 지시하는 인덱스일 수 있다. 또한, 상기 merge_idx0 및 merge_idx1은 GPM 모드의 분할에 의해 생성된 각 파티션에 대한 머지 인덱스 정보일 수 있다.
현재 블록의 예측 모드가 서브블록 머지 모드인 경우, 현재 블록의 움직임 벡터는 서브블록 단위로 유도된다. 따라서, HMVP 후보는 서브블록 머지 후보로 사용되지 않는다. 또한, 현재 블록의 움직임 벡터는 HMVP 버퍼에 업데이트되지 않는다. 한편, 현재 블록의 예측 모드가 TPM 모드인 경우, HMVP 후보는 각 파티션에 대한 머지 후보로 사용되나 현재 블록의 움직임 벡터는 HMVP 버퍼에 업데이트 되지 않는다. 그 외, 현재 블록의 예측 모드가 정규 머지 모드, MMVD 모드, 또는 CIIP 모드인 경우, HMVP 후보는 현재 블록의 머지 후보로 사용되며, 현재 블록의 움직임 벡터는 HMVP 버퍼에 업데이트 된다.
그러나, TPM 모드의 경우, 서브블록 머지 모드와 같이 4x4 블록 단위로 움직임 벡터를 유도함에도 불구하고 HMVP 후보를 머지 후보로 사용하며, CIIP 모드의 경우, 인터 예측된 신호와 인트라 예측된 신호를 가중합함에도 불구하고, 다음 블록을 위해 현재 블록의 움직임 벡터를 HMVP 버퍼에 업데이트 한다.
이하에서 설명하는 본 개시에 따른 실시예들은 HMVP 후보의 업데이트를 수행하는 개선된 방법을 제공할 수 있다. 본 개시에 따른 실시예들은 머지 모드인 경우의 HMVP 버퍼의 업데이트에 관한 것이며, IBC 모드인 경우의 HMVP 버퍼의 업데이트는 고려하지 않는다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 현재 블록의 예측 모드가 TPM 모드인 경우, HMVP 버퍼를 업데이트 할 수 있다.
도 19는 본 개시에 따른 TPM 모드의 예측 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
현재 블록의 예측 모드가 TPM 모드인 경우, 현재 블록을 분할하여 획득되는 2개의 파티션의 각각에 대한 움직임 정보가 유도될 수 있다(S1910). 상술한 바와 같이, TPM 모드의 움직임 정보는 도 9의 방법에 의해 생성된 머지 후보 리스트로부터 유도될 수 있다. 이 때, 상술한 바와 같이, 머지 후보 리스트는 HMVP 후보를 부가적으로 포함할 수 있다. 상기 2개의 파티션의 각각에 대한 움직임 정보는 비트스트림을 통해 시그널링되는 머지 인덱스(merge_idx0, merge_idx1)를 이용하여 머지 후보 리스트에 포함된 후보를 특정함으로써 유도될 수 있다.
상기와 같이 유도된 각 파티션에 대한 움직임 정보를 이용하여, 각 파티션에 대한 예측 신호가 유도될 수 있다(S1920). 예컨대, 상기 움직임 정보에 의해 특정되는 움직임 벡터 및 참조 픽처에 기반하여 인터 예측을 수행함으로써, 각 파티션에 대한 예측 신호(예측 블록 P1 및 예측 블록 P2)를 생성할 수 있다.
단계 S1930에서, 각 파티션에 대한 예측 신호에 적용될 가중치가 유도될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 가중치는 TPM의 분할 형태(분할 방향) 및 현재 블록 내 샘플들의 위치에 기반하여 유도될 수 있다.
이 후, 단계 S1920에서 유도된 예측 신호(예측 블록 P1 및 예측 블록 P2) 및 단계 S1930에서 유도된 가중치에 기반하여, 블렌딩 프로세스를 수행함으로써 현재 블록에 대한 최종 예측 블록이 생성될 수 있다(S1940).
이 후, 단계 S1950에서, 현재 블록의 움직임 벡터들에 기반한 움직임 벡터 저장 과정 및 HMVP 버퍼 업데이트가 수행될 수 있다. 이 때, HMVP 버퍼 업데이트는 움직임 벡터 저장 과정에서 유도된 움직임 정보에 기반하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, HMVP 버퍼 업데이트는 움직임 벡터 저장 과정에서 유도된 현재 블록의 소정 위치의 움직임 정보(대표 움직임 정보)를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 소정 위치는 현재 블록의 중앙 위치일 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 너비 및 높이가 각각 cbWidth 및 cbHeight일 때, 상기 소정 위치는 (cbWidth >> 1, cbHeight >> 1) 좌표의 위치일 수 있다. 즉, TPM 모드인 경우의 HMVP 버퍼 업데이트의 입력은 (cbWidth >> 1, cbHeight >> 1) 좌표의 움직임 벡터(mvL0, mvL1), 참조 픽처 인덱스(refIdxL0, refIdxL1) 및 예측 방향 플래그(predflagL0, predflagL1)를 포함할 수 있다. 또한, HMVP 버퍼 업데이트의 입력은 0으로 설정된 bcw의 가중치 인덱스(bcwIdx)를 포함할 수 있다.
본 개시에서 bcw는 CU 레벨에서 유도되는 가중치를 이용하여 양방향 예측을 수행하는 방법을 의미할 수 있다. 예컨대, 현재 블록에 쌍예측이 적용되는 경우, 가중평균(weighted average)을 기반으로 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 기존에는 쌍예측 신호(즉, 쌍예측 샘플들)는 L0 예측 신호(L0 예측 샘플들)와 L1 예측 신호(L1 예측 샘플들)의 단순 평균을 통하여 도출될 수 있었다. 즉, 쌍예측 샘플들은 L0 참조 픽처 및 MVL0에 기반한 L0 예측 샘플들과 L1 참조 픽처 및 MVL1에 기반한 L1 예측 샘플들의 평균으로 도출되었다. 그러나, bcw가 적용되는 경우 L0 예측 신호와 L1 예측 신호의 가중평균을 통하여 쌍예측 신호(쌍예측 샘플들)를 도출할 수 있다. 이 때, 가중평균을 수행하는데 필요한 가중치(bcwIdx)는 CU 레벨로 유도될 수 있다. 예컨대, 가중치 w는 {-2,3,4,5,10}로부터 선택될 수 있으며, bcwIdx는 이 중 하나의 가중치를 지시하는 인덱스로 사용될 수 있다. 0으로 설정된 bcwIdx는 L0 예측 샘플들과 L1 예측 샘플들에 동일한 가중치가 적용됨을 지시할 수 있다. 즉, 0으로 설정된 bcwIdx는 L0 예측 샘플들과 L1 예측 샘플들의 단순 평균에 의해 쌍예측 샘플들이 생성됨을 지시할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 현재 블록의 예측 모드가 TPM 모드인 경우, 현재 블록의 움직임 벡터를 이용하여 HMVP 버퍼를 업데이트할 수 있다. 따라서, TPM 모드일 때, 현재 블록의 움직임 정보를 유도하기 위해 HMVP 후보를 머지 후보로 사용하면서도 유도된 현재 블록의 움직임 정보를 이용하여 HMVP 버퍼를 업데이트하지 않는 문제가 해결될 수 있다.
본 실시예는 HMVP 버퍼를 업데이트하기 위한 조건을 변경하는 방법으로 수행될 수도 있다. 예컨대, 현재 블록의 예측 모드가 서브블록 머지 모드(어파인 모드) 또는 TPM 모드가 아닌 경우, HMVP 버퍼 업데이트를 수행하는 프로세스를 현재 블록의 예측 모드가 서브블록 머지 모드(어파인 모드)가 아닌 경우, HMVP 버퍼 업데이트를 수행하는 프로세스로 변경할 수 있다. 즉, 현재 블록의 예측 모드가 TPM 모드인 경우에는 HMVP 버퍼 업데이트를 수행하도록 기존의 조건을 변경할 수 있다. 또는, 현재 블록의 예측 모드가 서브블록 머지 모드(어파인 모드) 또는 TPM 모드인지 여부와 무관하게 항상 HMVP 버퍼 업데이트를 수행하도록 기존의 조건을 변경할 수 있다.
도 19를 참조하여 설명한 실시예에서, HMVP 버퍼 업데이트의 입력은 움직임 벡터 저장 과정에서 유도된 소정 위치의 움직임 정보를 포함한다. 본 개시의 다른 실시예에 따르면, TPM 모드인 경우의 HMVP 버퍼 업데이트는 상술한 움직임 벡터 저장 과정과는 무관하게 수행될 수 있다.
도 14의 예에서, 파티션 1의 움직임 벡터를 mvA, 파티션 2의 움직임 벡터를 mvB라 할 때, mvA 및/또는 mvB를 HMVP 버퍼 업데이트의 입력으로 사용할 수 있다. 예컨대, 분할 방향(분할 타입)에 관계없이 파티션 1의 움직임 정보(제1 움직임 정보) 또는 파티션 2의 움직임 정보(제2 움직임 정보)를 이용하여 HMVP 버퍼 업데이트를 수행할 수 있다. 구체적으로, HMVP 버퍼 업데이트의 입력은 파티션 2의 움직임 벡터(mvB), 참조 픽처 인덱스(refIdxB), 예측 방향 플래그(predflagB) 및 0으로 설정된 bcwIdx를 포함할 수 있다. 또는, HMVP 버퍼 업데이트의 입력은 파티션 1의 움직임 벡터(mvA), 참조 픽처 인덱스(refIdxA), 예측 방향 플래그(predflagA) 및 0으로 설정된 bcwIdx를 포함할 수 있다.
또는, 분할 방향(분할 타입)에 따라 HMVP 버퍼 업데이트의 입력이 달라질 수 있다. 구체적으로, 분할 방향이 도 14의 좌측 도면과 같이 대각 분할인 경우, HMVP 버퍼 업데이트의 입력은 파티션 1의 움직임 벡터(mvA), 참조 픽처 인덱스(refIdxA), 예측 방향 플래그(predflagA) 및 0으로 설정된 bcwIdx를 포함할 수 있다. 반대로, 분할 방향이 도 14의 우측 도면과 같이 역대각 분할인 경우, HMVP 버퍼 업데이트의 입력은 파티션 2의 움직임 벡터(mvB), 참조 픽처 인덱스(refIdxB), 예측 방향 플래그(predflagB) 및 0으로 설정된 bcwIdx를 포함할 수 있다. 그러나 상기 예로 한정되지 않으며, 대각 분할인 경우 파티션 2의 움직임 정보를 이용하여 HMVP 버퍼 업데이트를 수행하고, 역대각 분할인 경우 파티션 1의 움직임 정보를 이용하여 HMVP 버퍼 업데이트를 수행할 수도 있다.
도 20은 본 개시에 따른 TPM 모드의 대표 움직임 정보를 유도하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
상술한 바와 같이, TPM 모드로 예측된 현재 블록의 움직임 정보는 4x4 샘플 단위 저장될 수 있으며, 도 20은 현재 블록을 4x4 샘플 단위로 분할한 예이다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, TPM 모드의 분할 방향(분할 타입)과 무관하게 현재 블록의 소정 위치(예컨대, 중심 위치)의 움직임 정보를 대표 움직임 정보로서 이용하여 HMVP 업데이트를 수행할 수 있다. 이 때, 도 20의 빗금친 4x4 샘플 단위의 움직임 정보가 대표 움직임 정보로서 이용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 대표 움직임 정보를 유도하기 위한 중심 위치는 (cbWidth >> 1, cbHeight >> 1)로 나타낼 수 있다.
도 21은 본 개시에 따른 TPM 모드의 대표 움직임 정보를 유도하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, TPM 모드의 분할 방향(분할 타입)을 고려하여 유도된 위치의 움직임 정보를 대표 움직임 정보로서 이용하여 HMVP 업데이트를 수행할 수 있다. 도 21의 좌측에 도시된 바와 같이, TPM 모드의 분할 방향이 대각 분할인 경우, 대표 움직임 정보를 유도하기 위한 소정의 위치는 (cbWidth >> 1, cbHeight >> 1)로 유도될 수 있다. 즉, 도 21의 좌측에 도시된 빗금친 부분의 4x4 샘플 단위의 움직임 정보가 대표 움직임 정보로서 이용될 수 있다. 또한, 도 21의 우측에 도시된 바와 같이, TPM 모드의 분할 방향이 역대각 분할인 경우, 대표 움직임 정보를 유도하기 위한 소정의 위치는 (cbWidth >> 1 - 1, cbHeight >> 1)로 유도될 수 있다. 즉, 도 21의 우측에 도시된 빗금친 부분의 4x4 샘플 단위의 움직임 정보가 대표 움직임 정보로서 이용될 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 대표 움직임 정보를 유도하기 위한 소정의 위치는 현재 블록 내 중앙 위치 대신 현재 블록 내 우하단(right-bottom) 위치 또는 현재 블록 내 좌상단(left-top) 위치와 같이 현재 블록 내의 임의의 소정 위치로 유도될 수도 있다. 이 때, 현재 블록 내 우하단 위치는 (cbWidth - 1, cbHeight - 1) 좌표로 특정되며, 현재 블록 내 좌상단 위치는 (0, 0) 좌표로 특정될 수 있다.
상술한 바와 같이, TPM 모드의 경우, 서브블록 머지 모드와 같이 4x4 샘플 단위로 움직임 벡터를 유도함에도 불구하고 HMVP 후보를 머지 후보로 사용한다. 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, TPM 모드의 경우, HMVP 후보를 머지 후보로 사용하지 않고, HMVP 버퍼 업데이트도 수행하지 않음으로써 상기 문제점을 해결할 수 있다.
도 9를 참조하여 설명한 예에서, 공간적 후보와 시간적 후보를 머지 후보 리스트에 삽입한 후, 머지 후보의 개수가 최대 머지 후보 개수보다 작은 경우, HMVP 후보, pairwise 후보 및 영(zero) 벡터 후보의 순서로 머지 후보 리스트에 부가적인 후보를 삽입한다.
본 실시예에 따르면, 현재 블록의 예측 모드가 TPM 모드일 때, 상기 부가적인 후보로서, HMVP 후보를 사용하지 않을 수 있다. 즉, TPM 모드의 경우, 공간적 후보와 시간적 후보를 머지 후보 리스트에 삽입한 후, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보의 개수가 최대 머지 후보 개수보다 작은 경우, pairwise 후보 및 영(zero) 벡터 후보의 순서로 머지 후보 리스트에 부가적인 후보를 삽입할 수 있다.
본 실시예에 따르면, TPM 모드의 경우, HMVP 후보를 머지 후보로 사용하지 않음으로써, 상술한 문제점을 해결할 수 있다.
본 실시예는 머지 후보 리스트의 생성 과정에서 HMVP 후보를 부가적인 후보로서 머지 후보 리스트에 삽입하는 단계의 수행 조건을 변경함으로써 수행될 수 있다. 즉, 현재 블록의 예측 모드가 TPM 모드인지 여부를 확인하고, TPM 모드가 아닌 경우에 HMVP 후보를 머지 후보 리스트에 삽입하는 단계를 수행하도록 변경될 수 있다.
상술한 바와 같이, CIIP 모드의 경우, 인터 예측된 신호와 인트라 예측된 신호를 가중합함에도 불구하고, 다음 블록을 위해 현재 블록의 움직임 벡터를 HMVP 버퍼에 업데이트 한다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, CIIP 모드의 경우, 현재 블록의 움직임 벡터를 HMVP 버퍼에 업데이트하지 않도록 함으로써 상기 문제점을 해결할 수 있다.
본 실시예는 HMVP 버퍼를 업데이트하기 위한 조건을 변경하는 방법으로 수행될 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 예측 모드가 서브블록 머지 모드(어파인 모드) 또는 TPM 모드가 아닌 경우, HMVP 버퍼 업데이트를 수행하는 프로세스를 현재 블록의 예측 모드가 서브블록 머지 모드(어파인 모드), TPM 모드 또는 CIIP 모드가 아닌 경우, HMVP 버퍼 업데이트를 수행하는 프로세스로 변경할 수 있다. 즉, 서브블록 머지 모드(어파인 모드) 및 TPM 모드 뿐만 아니라, 현재 블록의 예측 모드가 CIIP 모드인 경우에도 HMVP 버퍼 업데이트를 수행하지 않도록 기존의 조건을 변경할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, TPM 모드의 경우, HMVP 후보를 현재 블록의 머지 후보로 사용하면서도 현재 블록의 움직임 정보를 HMVP 버퍼에 업데이트하지 않음으로써 발생하는 불일치를 해소할 수 있다. 또한, CIIP 모드의 경우, 현재 블록의 움직임 정보를 HMVP 버퍼에 업데이트하지 않음으로써 CIIP 모드의 현재 블록의 움직임 정보가 이후의 블록들에 대한 HMVP 후보로 사용되는 경우를 방지할 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 22는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 22에 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 블록의 예측 모드를 유도하는 단계;
    상기 현재 블록의 예측 모드가 삼각 분할 모드인 경우,
    상기 현재 블록에 대한 머지 후보 리스트를 구성하는 단계;
    상기 머지 후보 리스트 및 비트스트림을 통해 시그널링된 상기 현재 블록의 2개의 머지 인덱스에 기반하여 상기 현재 블록의 2개의 파티션에 대한 움직임 정보를 유도하는 단계;
    상기 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 현재 블록의 움직임 정보를 저장하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 HMVP(History-based Motion Vector Predictor) 버퍼를 업데이트하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 머지 후보 리스트는 HMVP 후보를 포함하는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 움직임 정보를 저장하는 단계는,
    상기 현재 블록 내 4x4 샘플 단위로 움직임 정보를 저장하는 영상 복호화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 HMVP 버퍼를 업데이트하는 단계는,
    상기 현재 블록 내 소정 위치의 4x4 샘플 단위의 움직임 정보에 기반하여 수행되는 영상 복호화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소정 위치는 상기 현재 블록 내 중앙 위치, 좌상단 위치 또는 우하단 위치 중 하나인 영상 복호화 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 소정 위치는 삼각 분할 모드의 분할 방향과 무관하게 유도되는 영상 복호화 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 소정 위치는 삼각 분할 모드의 분할 방향에 따라 상이하게 유도되는 영상 복호화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 현재 블록의 너비 및 높이가 각각 cbWidth 및 cbHeight일 때,
    상기 소정 위치는
    상기 분할 방향이 대각 분할인 경우, (cbWidth >> 1, cbHeight >>1)로 유도되고,
    상기 분할 방향이 역대각 분할인 경우, (cbWidth >> 1 - 1, cbHeight >>1)로 유도되는 영상 복호화 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 파티션에 대한 움직임 정보는 제1 움직임 정보 및 제2 움직임 정보를 포함하고,
    상기 HMVP 버퍼를 업데이트하는 단계는,
    상기 제1 움직임 정보 또는 상기 제2 움직임 정보 중 하나에 기반하여 수행되는 영상 복호화 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 삼각 분할 모드의 분할 방향에 기반하여 상기 제1 움직임 정보 또는 상기 제2 움직임 정보 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 움직임 정보에 기반하여 상기 HMVP 버퍼를 업데이트하는 단계를 수행하는 영상 복호화 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 삼각 분할 모드의 분할 방향과 무관하게 상기 제1 움직임 정보 또는 상기 제2 움직임 정보 중 기정의된 하나의 움직임 정보에 기반하여 상기 HMVP 버퍼를 업데이트하는 단계를 수행하는 영상 복호화 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 HMVP 버퍼를 업데이트하는 단계에 이용되는 움직임 정보는 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스, 예측 방향 플래그 및 0으로 설정된 bcw의 가중치 인덱스를 포함하는 영상 복호화 방법.
  13. 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    현재 블록의 예측 모드를 유도하고,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 삼각 분할 모드인 경우, 상기 현재 블록에 대한 머지 후보 리스트를 구성하고,
    상기 머지 후보 리스트 및 비트스트림을 통해 시그널링된 상기 현재 블록의 2개의 머지 인덱스에 기반하여 상기 현재 블록의 2개의 파티션에 대한 움직임 정보를 유도하고,
    상기 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하고,
    상기 현재 블록의 움직임 정보를 저장하고,
    상기 현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 HMVP 버퍼를 업데이트하는 영상 복호화 장치.
  14. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서, 상기 영상 부호화 방법은,
    현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록의 예측 모드가 삼각 분할 모드인 경우,
    상기 현재 블록에 대한 머지 후보 리스트를 구성하는 단계;
    상기 머지 후보 리스트에 기반하여 상기 현재 블록의 2개의 파티션에 대한 머지 후보를 결정하는 단계;
    상기 결정된 머지 후보에 기반하여 상기 현재 블록의 2개의 파티션에 대한 움직임 정보를 유도하는 단계;
    상기 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 현재 블록의 움직임 정보를 저장하는 단계;
    상기 현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 HMVP 버퍼를 업데이트하는 단계; 및
    상기 결정된 머지 후보를 지시하는 머지 인덱스를 비트스트림에 부호화하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법.
  15. 제14항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법.
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