WO2024123035A1 - Method and device for video encoding/decoding using geometric partitioning mode - Google Patents

Method and device for video encoding/decoding using geometric partitioning mode Download PDF

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WO2024123035A1
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block
area
determining
motion vector
current block
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심동규
이민훈
박시내
허진
박승욱
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
광운대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present disclosure relates to a video encoding/decoding method and device using a geometric division mode. More specifically, in the geometric division mode, the motion vectors of the two divided areas are determined, the geometric division mode is determined, and the blending area is determined to determine the current block. It relates to a video encoding/decoding method and device for generating a prediction block.
  • video data Since video data has a larger amount of data than audio data or still image data, it requires a lot of hardware resources, including memory, to store or transmit it without processing for compression.
  • an encoder when storing or transmitting video data, an encoder is used to compress the video data and store or transmit it, and a decoder receives the compressed video data, decompresses it, and plays it.
  • video compression technologies include H.264/AVC, HEVC (High Efficiency Video Coding), and VVC (Versatile Video Coding), which improves coding efficiency by about 30% or more compared to HEVC.
  • Geometric division mode divides one coding unit (CU) into two regions and performs inter prediction independently on the two divided regions.
  • the predicted block of the current block is calculated by weighted average of the two inter prediction signals generated. This is a method to create .
  • geometric partition mode When generating a prediction block of the current block using geometric partition mode, there is a need to improve encoding/decoding efficiency.
  • the purpose of the present disclosure is to provide a method and device for determining the motion vector of each region by performing template matching in geometric segmentation mode.
  • the present disclosure aims to provide a method and device for determining division direction information by performing template matching in geometric division mode.
  • the present disclosure aims to provide a method and device for generating a final prediction block of the current block by performing a weighted average of the prediction blocks in each region using a blending matrix.
  • the present disclosure aims to provide a method and device for improving video encoding/decoding efficiency.
  • the present disclosure aims to provide a recording medium that stores a bitstream generated by the video encoding/decoding method or device of the present disclosure.
  • the present disclosure aims to provide a method and device for transmitting a bitstream generated by the video encoding/decoding method or device of the present disclosure.
  • a video decoding method includes a process of determining a motion vector of a first area of a current block using a merge candidate list, and determining a motion vector of a first area of the current block using a motion vector of the first area and template blocks of the current block.
  • a process of determining a motion vector of the second area, determining division direction candidates using template blocks of the current block, and determining division direction information of the current block among the division direction candidates, of the first area includes a process of determining a motion vector of a first area of a current block using a merge candidate list, and determining a motion vector of a first area of the current block using a motion vector of the first area and template blocks of the current block.
  • Generating a prediction block of the first area using a motion vector generating a prediction block of the second area using a motion vector of the second area, determining a blending area using the division direction information, and , determining a blending matrix using the blending area, and generating a prediction block of the current block using the blending matrix, the prediction block of the first area, and the prediction block of the second area.
  • a video encoding method includes a process of determining a motion vector of a first area of a current block using a merge candidate list, and determining a motion vector of a first area of the current block using a motion vector of the first area and template blocks of the current block.
  • Generating a prediction block of the first area using a motion vector generating a prediction block of the second area using a motion vector of the second area, determining a blending area using the division direction information, and , determining a blending matrix using the blending area, and generating a prediction block of the current block using the blending matrix, the prediction block of the first area, and the prediction block of the second area.
  • a method for transmitting a bitstream generated by the video encoding method or device according to the present disclosure can be provided.
  • a recording medium storing a bitstream generated by the video encoding method or device according to the present disclosure can be provided.
  • a recording medium storing a bitstream received and decoded by the video decoding device according to the present disclosure and used for image restoration can be provided.
  • a method and apparatus can be provided for determining the motion vector of each region by performing template matching in geometric division mode.
  • a method and device for determining division direction information by performing template matching in a geometric division mode can be provided.
  • a method and apparatus can be provided for generating a final prediction block of the current block by performing a weighted average of the prediction blocks of each region using a blending matrix.
  • a method and device for improving video encoding/decoding efficiency can be provided.
  • FIG. 1 is an example block diagram of a video encoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
  • Figure 2 is a diagram to explain a method of dividing a block using the QTBTTT structure.
  • 3A and 3B are diagrams showing a plurality of intra prediction modes including wide-angle intra prediction modes.
  • Figure 4 is an example diagram of neighboring blocks of the current block.
  • Figure 5 is an example block diagram of a video decoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method of applying a geometric partition mode to a 32x32 block according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams for explaining angle parameters and distance parameters in geometric division mode, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 8 is a diagram for explaining a lookup table of division direction information in geometric division mode, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a geometric division boundary and two sub-areas within a current block in a geometric division mode, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process for generating a prediction block of a current block using a geometric partition mode according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a current block and template blocks surrounding the current block, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 12 is a diagram for explaining a method of performing template matching according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 13 is a diagram for explaining a method of determining division direction information by performing template matching, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 14 is a flowchart for explaining a video decoding process according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 15 is a flowchart for explaining a video encoding process according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is an example block diagram of a video encoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
  • the video encoding device and its sub-configurations will be described with reference to the illustration in FIG. 1.
  • the image encoding device includes a picture division unit 110, a prediction unit 120, a subtractor 130, a transform unit 140, a quantization unit 145, a rearrangement unit 150, an entropy encoding unit 155, and an inverse quantization unit. It may be configured to include (160), an inverse transform unit (165), an adder (170), a loop filter unit (180), and a memory (190).
  • Each component of the video encoding device may be implemented as hardware or software, or may be implemented as a combination of hardware and software. Additionally, the function of each component may be implemented as software and a microprocessor may be implemented to execute the function of the software corresponding to each component.
  • One image consists of one or more sequences including a plurality of pictures. Each picture is divided into a plurality of regions and encoding is performed for each region. For example, one picture is divided into one or more tiles and/or slices. Here, one or more tiles can be defined as a tile group. Each tile or/slice is divided into one or more Coding Tree Units (CTUs). And each CTU is divided into one or more CUs (Coding Units) by a tree structure. Information applied to each CU is encoded as the syntax of the CU, and information commonly applied to CUs included in one CTU is encoded as the syntax of the CTU.
  • CTUs Coding Tree Units
  • information commonly applied to all blocks within one slice is encoded as the syntax of the slice header, and information applied to all blocks constituting one or more pictures is a picture parameter set (PPS) or picture parameter set. Encoded in the header. Furthermore, information commonly referenced by multiple pictures is encoded in a sequence parameter set (SPS). And, information commonly referenced by one or more SPSs is encoded in a video parameter set (VPS). Additionally, information commonly applied to one tile or tile group may be encoded as the syntax of a tile or tile group header. Syntax included in the SPS, PPS, slice header, tile, or tile group header may be referred to as high level syntax.
  • the picture division unit 110 determines the size of the CTU.
  • Information about the size of the CTU (CTU size) is encoded as SPS or PPS syntax and transmitted to the video decoding device.
  • the picture division unit 110 divides each picture constituting the image into a plurality of CTUs with a predetermined size and then recursively divides the CTUs using a tree structure. .
  • the leaf node in the tree structure becomes the CU, the basic unit of encoding.
  • the tree structure is QuadTree (QT), in which the parent node is divided into four child nodes (or child nodes) of the same size, or BinaryTree, in which the parent node is divided into two child nodes. , BT), or a TernaryTree (TT) in which the parent node is divided into three child nodes in a 1:2:1 ratio, or a structure that mixes two or more of these QT structures, BT structures, and TT structures.
  • QTBT QuadTree plus BinaryTree
  • QTBTTT QuadTree plus BinaryTree TernaryTree
  • BTTT may be combined and referred to as MTT (Multiple-Type Tree).
  • Figure 2 is a diagram to explain a method of dividing a block using the QTBTTT structure.
  • the CTU can first be divided into a QT structure. Quadtree splitting can be repeated until the size of the splitting block reaches the minimum block size (MinQTSize) of the leaf node allowed in QT.
  • the first flag (QT_split_flag) indicating whether each node of the QT structure is split into four nodes of the lower layer is encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the image decoding device. If the leaf node of QT is not larger than the maximum block size (MaxBTSize) of the root node allowed in BT, it may be further divided into either the BT structure or the TT structure. In the BT structure and/or TT structure, there may be multiple division directions.
  • a second flag indicates whether the nodes have been split, and if split, an additional flag indicating the splitting direction (vertical or horizontal) and/or the splitting type (Binary). Or, a flag indicating Ternary) is encoded by the entropy encoding unit 155 and signaled to the video decoding device.
  • a CU split flag (split_cu_flag) indicating whether the node is split is encoded. It could be. If the CU split flag (split_cu_flag) value indicates that it is not split, the block of the corresponding node becomes a leaf node in the split tree structure and becomes a CU (coding unit), which is the basic unit of coding. When the CU split flag (split_cu_flag) value indicates splitting, the video encoding device starts encoding from the first flag in the above-described manner.
  • QTBT When QTBT is used as another example of a tree structure, there are two types: a type that horizontally splits the block of the node into two blocks of the same size (i.e., symmetric horizontal splitting) and a type that splits it vertically (i.e., symmetric vertical splitting). Branches may exist.
  • a split flag (split_flag) indicating whether each node of the BT structure is divided into blocks of a lower layer and split type information indicating the type of division are encoded by the entropy encoder 155 and transmitted to the video decoding device.
  • split_flag split flag
  • the asymmetric form may include dividing the block of the corresponding node into two rectangular blocks with a size ratio of 1:3, or may include dividing the block of the corresponding node diagonally.
  • a CU can have various sizes depending on the QTBT or QTBTTT division from the CTU.
  • the block corresponding to the CU i.e., leaf node of QTBTTT
  • the 'current block' the block corresponding to the CU (i.e., leaf node of QTBTTT) to be encoded or decoded
  • the shape of the current block may be rectangular as well as square.
  • the prediction unit 120 predicts the current block and generates a prediction block.
  • the prediction unit 120 includes an intra prediction unit 122 and an inter prediction unit 124.
  • each current block in a picture can be coded predictively.
  • prediction of the current block is performed using intra prediction techniques (using data from the picture containing the current block) or inter prediction techniques (using data from pictures coded before the picture containing the current block). It can be done.
  • Inter prediction includes both one-way prediction and two-way prediction.
  • the intra prediction unit 122 predicts pixels within the current block using pixels (reference pixels) located around the current block within the current picture including the current block.
  • the plurality of intra prediction modes may include two non-directional modes including a planar mode and a DC mode and 65 directional modes.
  • the surrounding pixels and calculation formulas to be used are defined differently for each prediction mode.
  • the directional modes (67 to 80, -1 to -14 intra prediction modes) shown by dotted arrows in FIG. 3B can be additionally used. These may be referred to as “wide angle intra-prediction modes”.
  • the arrows point to corresponding reference samples used for prediction and do not indicate the direction of prediction. The predicted direction is opposite to the direction indicated by the arrow.
  • Wide-angle intra prediction modes are modes that perform prediction in the opposite direction of a specific directional mode without transmitting additional bits when the current block is rectangular. At this time, among the wide-angle intra prediction modes, some wide-angle intra prediction modes available for the current block may be determined according to the ratio of the width and height of the rectangular current block.
  • intra prediction modes 67 to 80 are available when the current block is in the form of a rectangle whose height is smaller than its width
  • wide-angle intra prediction modes with angles larger than -135 degrees are available.
  • Intra prediction modes (-1 to -14 intra prediction modes) are available when the current block has a rectangular shape with a width greater than the height.
  • the intra prediction unit 122 can determine the intra prediction mode to be used to encode the current block.
  • intra prediction unit 122 may encode the current block using multiple intra prediction modes and select an appropriate intra prediction mode to use from the tested modes. For example, the intra prediction unit 122 calculates rate-distortion values using rate-distortion analysis for several tested intra-prediction modes and has the best rate-distortion characteristics among the tested modes. You can also select intra prediction mode.
  • the intra prediction unit 122 selects one intra prediction mode from a plurality of intra prediction modes and predicts the current block using surrounding pixels (reference pixels) and an operation formula determined according to the selected intra prediction mode.
  • Information about the selected intra prediction mode is encoded by the entropy encoding unit 155 and transmitted to the video decoding device.
  • the inter prediction unit 124 generates a prediction block for the current block using a motion compensation process.
  • the inter prediction unit 124 searches for a block most similar to the current block in a reference picture that has been encoded and decoded before the current picture, and generates a prediction block for the current block using the searched block. Then, a motion vector (MV) corresponding to the displacement between the current block in the current picture and the prediction block in the reference picture is generated.
  • MV motion vector
  • motion estimation is performed on the luma component, and a motion vector calculated based on the luma component is used for both the luma component and the chroma component.
  • Motion information including information about reference pictures and motion vectors used to predict the current block is encoded by the entropy encoding unit 155 and transmitted to the video decoding device.
  • the inter prediction unit 124 may perform interpolation on a reference picture or reference block to increase prediction accuracy. That is, subsamples between two consecutive integer samples are interpolated by applying filter coefficients to a plurality of consecutive integer samples including the two integer samples. If the process of searching for the block most similar to the current block is performed for the interpolated reference picture, the motion vector can be expressed with precision in decimal units rather than precision in integer samples.
  • the precision or resolution of the motion vector may be set differently for each target area to be encoded, for example, slice, tile, CTU, CU, etc.
  • AMVR adaptive motion vector resolution
  • information about the motion vector resolution to be applied to each target area must be signaled for each target area. For example, if the target area is a CU, information about the motion vector resolution applied to each CU is signaled.
  • Information about motion vector resolution may be information indicating the precision of a differential motion vector, which will be described later.
  • the inter prediction unit 124 may perform inter prediction using bi-prediction.
  • bidirectional prediction two reference pictures and two motion vectors indicating the position of the block most similar to the current block within each reference picture are used.
  • the inter prediction unit 124 selects the first reference picture and the second reference picture from reference picture list 0 (RefPicList0) and reference picture list 1 (RefPicList1), respectively, and searches for a block similar to the current block within each reference picture. Create a first reference block and a second reference block. Then, the first reference block and the second reference block are averaged or weighted to generate a prediction block for the current block.
  • reference picture list 0 may be composed of pictures before the current picture in display order among the restored pictures
  • reference picture list 1 may be composed of pictures after the current picture in display order among the restored pictures.
  • relief pictures after the current picture may be additionally included in reference picture list 0, and conversely, relief pictures before the current picture may be additionally included in reference picture list 1. may be included.
  • the motion information of the current block can be transmitted to the video decoding device by encoding information that can identify the neighboring block. This method is called ‘merge mode’.
  • the inter prediction unit 124 selects a predetermined number of merge candidate blocks (hereinafter referred to as 'merge candidates') from neighboring blocks of the current block.
  • the surrounding blocks for deriving merge candidates include the left block (A0), bottom left block (A1), top block (B0), and top right block (B1) adjacent to the current block in the current picture. ), and all or part of the upper left block (B2) can be used.
  • a block located within a reference picture (which may be the same or different from the reference picture used to predict the current block) rather than the current picture where the current block is located may be used as a merge candidate.
  • a block co-located with the current block within the reference picture or blocks adjacent to the co-located block may be additionally used as merge candidates. If the number of merge candidates selected by the method described above is less than the preset number, the 0 vector is added to the merge candidates.
  • the inter prediction unit 124 uses these neighboring blocks to construct a merge list including a predetermined number of merge candidates.
  • a merge candidate to be used as motion information of the current block is selected from among the merge candidates included in the merge list, and merge index information to identify the selected candidate is generated.
  • the generated merge index information is encoded by the entropy encoding unit 155 and transmitted to the video decoding device.
  • Merge skip mode is a special case of merge mode. After performing quantization, when all transformation coefficients for entropy encoding are close to zero, only peripheral block selection information is transmitted without transmitting residual signals. By using merge skip mode, relatively high coding efficiency can be achieved in low-motion images, still images, screen content images, etc.
  • merge mode and merge skip mode are collectively referred to as merge/skip mode.
  • AMVP Advanced Motion Vector Prediction
  • the inter prediction unit 124 uses neighboring blocks of the current block to derive predicted motion vector candidates for the motion vector of the current block.
  • the surrounding blocks used to derive predicted motion vector candidates include the left block (A0), bottom left block (A1), top block (B0), and top right block adjacent to the current block in the current picture shown in FIG. B1), and all or part of the upper left block (B2) can be used.
  • a block located within a reference picture (which may be the same or different from the reference picture used to predict the current block) rather than the current picture where the current block is located will be used as a surrounding block used to derive prediction motion vector candidates. It may be possible.
  • a block co-located with the current block within the reference picture or blocks adjacent to the co-located block may be used. If the number of motion vector candidates is less than the preset number by the method described above, the 0 vector is added to the motion vector candidates.
  • the inter prediction unit 124 derives predicted motion vector candidates using the motion vectors of the neighboring blocks, and determines a predicted motion vector for the motion vector of the current block using the predicted motion vector candidates. Then, the predicted motion vector is subtracted from the motion vector of the current block to calculate the differential motion vector.
  • the predicted motion vector can be obtained by applying a predefined function (eg, median, average value calculation, etc.) to the predicted motion vector candidates.
  • a predefined function eg, median, average value calculation, etc.
  • the video decoding device also knows the predefined function.
  • the neighboring blocks used to derive predicted motion vector candidates are blocks for which encoding and decoding have already been completed, the video decoding device also already knows the motion vectors of the neighboring blocks. Therefore, the video encoding device does not need to encode information to identify the predicted motion vector candidate. Therefore, in this case, information about the differential motion vector and information about the reference picture used to predict the current block are encoded.
  • the predicted motion vector may be determined by selecting one of the predicted motion vector candidates.
  • information for identifying the selected prediction motion vector candidate is additionally encoded, along with information about the differential motion vector and information about the reference picture used to predict the current block.
  • the subtractor 130 generates a residual block by subtracting the prediction block generated by the intra prediction unit 122 or the inter prediction unit 124 from the current block.
  • the converter 140 converts residual signals in a residual block containing pixel values in the spatial domain into transform coefficients in the frequency domain.
  • the conversion unit 140 may convert the residual signals in the residual block by using the entire size of the residual block as a conversion unit, or divide the residual block into a plurality of subblocks and perform conversion by using the subblocks as a conversion unit. You may.
  • the residual signals can be converted by dividing them into two subblocks, a transform area and a non-transformation region, and using only the transform region subblock as a transform unit.
  • the transformation area subblock may be one of two rectangular blocks with a size ratio of 1:1 based on the horizontal axis (or vertical axis).
  • a flag indicating that only the subblock has been converted (cu_sbt_flag), directional (vertical/horizontal) information (cu_sbt_horizontal_flag), and/or position information (cu_sbt_pos_flag) are encoded by the entropy encoding unit 155 and signaled to the video decoding device.
  • the size of the transform area subblock may have a size ratio of 1:3 based on the horizontal axis (or vertical axis), and in this case, a flag (cu_sbt_quad_flag) that distinguishes the corresponding division is additionally encoded by the entropy encoding unit 155 to encode the image. Signaled to the decryption device.
  • the transformation unit 140 can separately perform transformation on the residual block in the horizontal and vertical directions.
  • various types of transformation functions or transformation matrices can be used.
  • a pair of transformation functions for horizontal transformation and vertical transformation can be defined as MTS (Multiple Transform Set).
  • the conversion unit 140 may select a conversion function pair with the best conversion efficiency among MTSs and convert the residual blocks in the horizontal and vertical directions, respectively.
  • Information (mts_idx) about the transformation function pair selected from the MTS is encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the video decoding device.
  • the quantization unit 145 quantizes the transform coefficients output from the transform unit 140 using a quantization parameter and outputs the quantized transform coefficients to the entropy encoding unit 155.
  • the quantization unit 145 may directly quantize a residual block related to a certain block or frame without conversion.
  • the quantization unit 145 may apply different quantization coefficients (scaling values) depending on the positions of the transform coefficients within the transform block.
  • the quantization matrix applied to the quantized transform coefficients arranged in two dimensions may be encoded and signaled to the video decoding device.
  • the rearrangement unit 150 may rearrange coefficient values for the quantized residual values.
  • the rearrangement unit 150 can change a two-dimensional coefficient array into a one-dimensional coefficient sequence using coefficient scanning.
  • the realignment unit 150 can scan from DC coefficients to coefficients in the high frequency region using zig-zag scan or diagonal scan to output a one-dimensional coefficient sequence.
  • a vertical scan that scans a two-dimensional coefficient array in the column direction or a horizontal scan that scans the two-dimensional block-type coefficients in the row direction may be used instead of the zig-zag scan. That is, the scan method to be used among zig-zag scan, diagonal scan, vertical scan, and horizontal scan may be determined depending on the size of the transformation unit and the intra prediction mode.
  • the entropy encoding unit 155 uses various encoding methods such as CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code) and Exponential Golomb to encode the one-dimensional quantized transform coefficients output from the reordering unit 150.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code
  • Exponential Golomb Exponential Golomb to encode the one-dimensional quantized transform coefficients output from the reordering unit 150.
  • a bitstream is created by encoding the sequence.
  • the entropy encoder 155 encodes information such as CTU size, CU split flag, QT split flag, MTT split type, and MTT split direction related to block splitting, so that the video decoding device can encode blocks in the same way as the video coding device. Allow it to be divided.
  • the entropy encoding unit 155 encodes information about the prediction type indicating whether the current block is encoded by intra prediction or inter prediction, and generates intra prediction information (i.e., intra prediction) according to the prediction type.
  • Information about the mode) or inter prediction information coding mode of motion information (merge mode or AMVP mode), merge index in case of merge mode, information on reference picture index and differential motion vector in case of AMVP mode
  • the entropy encoding unit 155 encodes information related to quantization, that is, information about quantization parameters and information about the quantization matrix.
  • the inverse quantization unit 160 inversely quantizes the quantized transform coefficients output from the quantization unit 145 to generate transform coefficients.
  • the inverse transform unit 165 restores the residual block by converting the transform coefficients output from the inverse quantization unit 160 from the frequency domain to the spatial domain.
  • the adder 170 restores the current block by adding the restored residual block and the prediction block generated by the prediction unit 120. Pixels in the restored current block are used as reference pixels when intra-predicting the next block.
  • the loop filter unit 180 restores pixels to reduce blocking artifacts, ringing artifacts, blurring artifacts, etc. that occur due to block-based prediction and transformation/quantization. Perform filtering on them.
  • the loop filter unit 180 is an in-loop filter and may include all or part of a deblocking filter 182, a Sample Adaptive Offset (SAO) filter 184, and an Adaptive Loop Filter (ALF) 186. there is.
  • the deblocking filter 182 filters the boundaries between restored blocks to remove blocking artifacts caused by block-level encoding/decoding, and the SAO filter 184 and ALF 186 perform deblocking filtering. Additional filtering is performed on the image.
  • the SAO filter 184 and the ALF 186 are filters used to compensate for differences between restored pixels and original pixels caused by lossy coding.
  • the SAO filter 184 improves not only subjective image quality but also coding efficiency by applying an offset in units of CTU.
  • the ALF 186 performs filtering on a block basis, distinguishing the edge and degree of change of the block and applying different filters to compensate for distortion.
  • Information about filter coefficients to be used in ALF may be encoded and signaled to a video decoding device.
  • the restored block filtered through the deblocking filter 182, SAO filter 184, and ALF 186 is stored in the memory 190.
  • the reconstructed picture can be used as a reference picture for inter prediction of blocks in the picture to be encoded later.
  • the video encoding device can store the bitstream of encoded video data in a non-transitory recording medium or transmit it to the video decoding device using a communication network.
  • FIG. 5 is an example block diagram of a video decoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
  • the video decoding device and its sub-configurations will be described with reference to FIG. 5.
  • the image decoding device includes an entropy decoding unit 510, a rearrangement unit 515, an inverse quantization unit 520, an inverse transform unit 530, a prediction unit 540, an adder 550, a loop filter unit 560, and a memory ( 570).
  • each component of the video decoding device may be implemented as hardware or software, or may be implemented as a combination of hardware and software. Additionally, the function of each component may be implemented as software and a microprocessor may be implemented to execute the function of the software corresponding to each component.
  • the entropy decoder 510 decodes the bitstream generated by the video encoding device, extracts information related to block division, determines the current block to be decoded, and provides prediction information and residual signals needed to restore the current block. Extract information about
  • the entropy decoder 510 extracts information about the CTU size from a Sequence Parameter Set (SPS) or Picture Parameter Set (PPS), determines the size of the CTU, and divides the picture into CTUs of the determined size. Then, the CTU is determined as the highest layer of the tree structure, that is, the root node, and the CTU is divided using the tree structure by extracting the division information for the CTU.
  • SPS Sequence Parameter Set
  • PPS Picture Parameter Set
  • the first flag (QT_split_flag) related to the division of the QT first extracts the first flag (QT_split_flag) related to the division of the QT and split each node into four nodes of the lower layer. And, for the node corresponding to the leaf node of QT, the second flag (mtt_split_flag) and split direction (vertical / horizontal) and/or split type (binary / ternary) information related to the split of MTT are extracted and the leaf node is divided into MTT. Divide by structure. Accordingly, each node below the leaf node of QT is recursively divided into a BT or TT structure.
  • each node may undergo 0 or more repetitive MTT divisions after 0 or more repetitive QT divisions. For example, MTT division may occur immediately in the CTU, or conversely, only multiple QT divisions may occur.
  • the first flag (QT_split_flag) related to the division of the QT is extracted and each node is divided into four nodes of the lower layer. And, for the node corresponding to the leaf node of QT, a split flag (split_flag) indicating whether to further split into BT and split direction information are extracted.
  • the entropy decoding unit 510 determines the current block to be decoded using division of the tree structure, it extracts information about the prediction type indicating whether the current block is intra-predicted or inter-predicted.
  • prediction type information indicates intra prediction
  • the entropy decoder 510 extracts syntax elements for intra prediction information (intra prediction mode) of the current block.
  • prediction type information indicates inter prediction
  • the entropy decoder 510 extracts syntax elements for inter prediction information, that is, information indicating a motion vector and a reference picture to which the motion vector refers.
  • the entropy decoding unit 510 extracts information about quantized transform coefficients of the current block as quantization-related information and information about residual signals.
  • the reordering unit 515 re-organizes the sequence of one-dimensional quantized transform coefficients entropy decoded in the entropy decoding unit 510 into a two-dimensional coefficient array (i.e., in reverse order of the coefficient scanning order performed by the image encoding device). block).
  • the inverse quantization unit 520 inversely quantizes the quantized transform coefficients and inversely quantizes the quantized transform coefficients using a quantization parameter.
  • the inverse quantization unit 520 may apply different quantization coefficients (scaling values) to quantized transform coefficients arranged in two dimensions.
  • the inverse quantization unit 520 may perform inverse quantization by applying a matrix of quantization coefficients (scaling values) from an image encoding device to a two-dimensional array of quantized transform coefficients.
  • the inverse transform unit 530 inversely transforms the inverse quantized transform coefficients from the frequency domain to the spatial domain to restore the residual signals, thereby generating a residual block for the current block.
  • the inverse transformation unit 530 when the inverse transformation unit 530 inversely transforms only a partial area (subblock) of the transformation block, a flag (cu_sbt_flag) indicating that only the subblock of the transformation block has been transformed, and directionality (vertical/horizontal) information of the subblock (cu_sbt_horizontal_flag) ) and/or by extracting the position information (cu_sbt_pos_flag) of the subblock, and inversely transforming the transformation coefficients of the corresponding subblock from the frequency domain to the spatial domain to restore the residual signals, and for the area that has not been inversely transformed, the residual signals are set to “0”. By filling in the values, the final residual block for the current block is created.
  • the inverse transform unit 530 determines a transformation function or transformation matrix to be applied in the horizontal and vertical directions, respectively, using the MTS information (mts_idx) signaled from the video encoding device, and uses the determined transformation function. Inverse transformation is performed on the transformation coefficients in the transformation block in the horizontal and vertical directions.
  • the prediction unit 540 may include an intra prediction unit 542 and an inter prediction unit 544.
  • the intra prediction unit 542 is activated when the prediction type of the current block is intra prediction
  • the inter prediction unit 544 is activated when the prediction type of the current block is inter prediction.
  • the intra prediction unit 542 determines the intra prediction mode of the current block among a plurality of intra prediction modes from the syntax elements for the intra prediction mode extracted from the entropy decoder 510, and provides a reference around the current block according to the intra prediction mode. Predict the current block using pixels.
  • the inter prediction unit 544 uses the syntax elements for the inter prediction mode extracted from the entropy decoder 510 to determine the motion vector of the current block and the reference picture to which the motion vector refers, and uses the motion vector and the reference picture to determine the motion vector of the current block. Use this to predict the current block.
  • the adder 550 restores the current block by adding the residual block output from the inverse transform unit 530 and the prediction block output from the inter prediction unit 544 or intra prediction unit 542. Pixels in the restored current block are used as reference pixels when intra-predicting a block to be decoded later.
  • the loop filter unit 560 may include a deblocking filter 562, a SAO filter 564, and an ALF 566 as an in-loop filter.
  • the deblocking filter 562 performs deblocking filtering on the boundaries between restored blocks to remove blocking artifacts that occur due to block-level decoding.
  • the SAO filter 564 and the ALF 566 perform additional filtering on the reconstructed block after deblocking filtering to compensate for the difference between the reconstructed pixels and the original pixels caused by lossy coding. do.
  • the filter coefficient of ALF is determined using information about the filter coefficient decoded from the non-stream.
  • the restored block filtered through the deblocking filter 562, SAO filter 564, and ALF 566 is stored in the memory 570.
  • the reconstructed picture is later used as a reference picture for inter prediction of blocks in the picture to be encoded.
  • the following embodiments may be performed by the intra prediction unit 122, the transform unit 140, and the inverse transform unit 165 within the video encoding device. Additionally, it may be performed by the inverse transform unit 530 and the intra prediction unit 542 within the video decoding device.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method of applying a geometric partition mode to a 32x32 block according to an embodiment of the present disclosure.
  • one coding unit is divided into two areas by a straight division boundary.
  • the two divided areas perform inter prediction using different motion information.
  • Inter prediction blocks are generated for each of the two divided areas.
  • a prediction block in the final geometric partition mode is generated by weighting the two generated inter prediction blocks.
  • the geometric division mode uses angle parameters and distance parameters to set a division boundary area defined by a straight line.
  • the 32x32 block is divided into two areas. Inter prediction can be performed for each of the two divided regions.
  • a 32x32 block can be divided into two regions. Inter prediction can be performed for each of the two divided regions.
  • ⁇ may be an angle parameter.
  • ⁇ may be a distance parameter.
  • a straight line dividing the 32x32 block can be set using the angle parameter and the distance parameter.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams for explaining angle parameters and distance parameters in geometric division mode, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the angle parameter can be defined as a total of 20 quantized angles by symmetrically dividing the 360-degree range within the coding unit.
  • the distance parameter can be defined as four quantized distances. From a total of 80 split directions that can occur through a combination of the angle parameter and the distance parameter, 10 split directions that overlap and 6 split directions that overlap with binary tree division and ternary tree division can be excluded. Accordingly, a total of 64 division directions can be used in geometric division mode.
  • Figure 8 is a diagram for explaining a lookup table of division direction information in geometric division mode, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the combination of angle parameters and distance parameters can be expressed as a look-up table.
  • Segmentation direction information may be transmitted for each coding unit.
  • the geometric partition mode can construct a merge candidate list for the geometric partition mode that includes only unidirectional motion information from the general merge candidate list. Accordingly, the encoding of motion information can be simplified and the number of possible combinations can be reduced.
  • the merge index used for each partition area can be transmitted using the merge candidate list for the geometric partition mode.
  • division direction information (e.g., merge_gpm_partition_idx) may be determined according to information about the angle parameter (e.g., angleIdx) and information about the distance parameter (e.g., distanceIdx).
  • merge_gpm_partition_idx according to the combination of angleIdx and distanceIdx can be expressed as a lookup table.
  • the value of merge_gpm_partition_idx can be in the range of 0 to 63.
  • merge_gpm_partition_idx can be transmitted for each coding unit.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a geometric division boundary and two sub-areas within a current block in a geometric division mode, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the video decoding device performs each process, but the video encoding device can also perform each process.
  • the image decoding device divides the current block into subregion 0 and subregion 1 using the geometric segmentation boundary.
  • the video decoding device generates a prediction block in subregion 0 and a prediction block in subregion 1.
  • the video decoding device generates the final prediction block of the current block using the prediction block in subarea 0 and the prediction block in subarea 1.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process for generating a prediction block of a current block using a geometric partition mode according to an embodiment of the present disclosure.
  • information e.g., Derive_GPM_flag
  • Derive_GPM_flag is the first value (e.g., 0)
  • the image decoding device can perform a general geometric segmentation mode.
  • Derive_GPM_flag is the second value (e.g., 1)
  • the image decoding device can perform derivation-based geometric segmentation mode.
  • the induction-based geometric segmentation mode is a mode in which the motion vector of subarea 1 is determined using the motion vector of subarea 0, and the division direction information is determined using the motion vector of subarea 0 and the motion vector of subarea 1.
  • the video decoding device If Derive_GPM_flag is the second value (e.g., 1), the video decoding device generates a candidate list of geometric segmentation modes (S1010).
  • the video decoding device may determine the general merge candidate list as the candidate list for the geometric partition mode.
  • the video decoding device can generate a candidate list for geometric segmentation mode using a general merge candidate list.
  • the general merge candidate lists if the index is an even number, the video decoding device selects the motion information present in the first reference picture list, and if the index is an odd number, it selects motion information present in the second reference picture list to create a candidate list for geometric segmentation mode. can be created.
  • the video decoding device determines motion information of subregion 0 (S1020).
  • the video decoding device can determine the motion information of sub-region 0 using the index (e.g., PM_idx_0) for the parsed motion information of sub-region 0.
  • the video decoding device can use PM_idx_0 to determine motion information of subregion 0 among the candidate list for geometric segmentation mode.
  • the video decoding device determines the motion information of subregion 1 (S1030).
  • the video decoding device can determine the motion information of sub-region 1 using the index (e.g., PM_idx_1) for the parsed motion information of sub-region 1 and the prediction block of sub-region 0.
  • the video decoding device determines division direction information (S1040).
  • the video decoding device can determine division direction information using the motion information of subregion 1 and an index (e.g., GPMmode_idx) for division direction information.
  • the video decoding device determines the blending area (S1050).
  • the image decoding device can determine the blending area using division direction information, an index for the blending area (e.g., BlendingArea_idx), or a prediction block in subarea 0 and a prediction block in subarea 1.
  • the video decoding device generates the final prediction block of the current block by performing a weighted average of the prediction block in subarea 0 and the prediction block in subarea 1 (S1060).
  • the video decoding device can determine the blending matrix using the blending area.
  • the image decoding device can generate the final prediction block of the current block by performing a weighted average of the prediction block in subarea 0 and the prediction block in subarea 1 using a blending matrix.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a current block and template blocks surrounding the current block, according to an embodiment of the present disclosure.
  • template blocks raised and restored around the current block may be at the top, left, and upper left of the current block.
  • Template blocks restored around the current block may be A block, B block, C block, D block, and E block.
  • the positions and sizes of template blocks raised and restored around the current block can be changed based on the size and aspect ratio of the current block.
  • Figure 12 is a diagram for explaining a method of performing template matching according to an embodiment of the present disclosure.
  • the video decoding device can use PM_idx_0 to determine motion information of subregion 0 among the candidate list for geometric partition mode.
  • the motion information of sub-area 0 includes the motion vector MV0 of sub-area 0.
  • the video decoding device can determine the template blocks restored around the current block as A block, B block, C block, D block, and E block.
  • the video decoding device can use the motion vector MV0 to determine template blocks around the reference block in the reference picture into A' block, B' block, C' block, D' block, and E' block.
  • the video decoding device performs template matching using A block, B block, C block, D block, and E block, and A' block, B' block, C' block, D' block, and E' block, and uses the motion vector of subregion 1. can be decided.
  • the video decoding device can perform template matching in the following order: A block, B block, C block, D block, and E block.
  • the order of template matching is not limited to this and may be changed.
  • Template matching can be about finding a block where the error value of the loss function is minimized.
  • the loss function may be MSE (Mean Squared Error) or SATD (Sum of Absolute Differences).
  • the video decoding device determines the error value of the loss function between the A block and the A' block, the error value of the loss function between the B block and the B' block, the error value of the loss function between the C block and the C' block, and the error value of the loss function between the D block and the D block.
  • the error value of the loss function between 'blocks and the error value of the loss function between E block and E' block can be calculated.
  • the video decoding device can select n blocks with the smallest loss function error value among A blocks, B blocks, C blocks, D blocks, and E blocks.
  • n may be any predefined number.
  • n can be determined based on the number of template blocks.
  • the video decoding device can determine the motion vector of subregion 1 using template blocks other than the selected n blocks.
  • an image decoding apparatus may perform template matching by selecting template blocks with an error value smaller than a predefined threshold.
  • the video decoding device determines the motion vector of sub-region 1 using template blocks other than the matched template block and motion vectors excluding MV0, which is the motion vector of sub-region 0, among the motion vectors included in the candidate list of the geometric division mode. You can.
  • a block, B block, C block, D block, and E block are blocks selected using template matching, and three motion vectors are included in the candidate list of geometric division mode.
  • the video decoding device can determine the motion vector of sub-region 1 using two motion vectors excluding MV0 among the motion vectors included in the candidate list of the C block, E block, and geometric partition mode.
  • the video decoding device can determine reference block 1 in reference picture 1 using the motion vector MV'.
  • the video decoding device may determine the C'' block and the E'' block among the template blocks surrounding reference block 1 as template blocks corresponding to the C block and the E block.
  • the video decoding device can determine reference block 2 in reference picture 2 using the motion vector MV''.
  • the video decoding device may determine the C''' block and the E''' block among the template blocks surrounding reference block 2 as template blocks corresponding to the C block and the E block.
  • the video decoding device uses K1, which is the sum of the error value of the loss function between the C block and the C'' block and the error value of the loss function between the E block and the E'' block, and the loss function between the C block and the C''' block.
  • K1 which is the sum of the error value of and the error value of the loss function between the E block and the E'' block, can be calculated. If K1 is smaller than K2, the video decoding device can determine the motion vector MV' as the motion vector of subregion 1. If K2 is smaller than K1, the video decoding device can determine the motion vector MV'' as the motion vector of subregion 1.
  • the video decoding device uses template blocks other than the matched template block, motion vectors other than MV0, which is the motion vector of subregion 0, among the motion vectors included in the candidate list of the geometric division mode, and the parsed PM_idx_1 to generate subregion 1.
  • the motion vector of can be determined. If the number of motion vectors included in the candidate list of the geometric partition mode is m, PM_idx_1 may be an integer value smaller than m.
  • a block, B block, C block, D block, and E block are blocks selected using template matching, and three motion vectors are included in the candidate list of geometric division mode.
  • the video decoding device can determine the motion vector of subregion 1 using two motion vectors excluding MV0 and the parsed PM_idx_1 among the motion vectors included in the candidate list of the C block, E block, and geometric partition mode. there is.
  • the video decoding device can determine reference block 1 in reference picture 1 using the motion vector MV'.
  • the video decoding device may determine the C'' block and the E'' block among the template blocks surrounding reference block 1 as template blocks corresponding to the C block and the E block.
  • the video decoding device can determine reference block 2 in reference picture 2 using the motion vector MV''.
  • the video decoding device may determine the C''' block and the E'' block among the template blocks surrounding reference block 2 as template blocks corresponding to the C block and the E block.
  • the video decoding device uses K1, which is the sum of the error value of the loss function between the C block and the C'' block and the error value of the loss function between the E block and the E'' block, and the loss function between the C block and the C''' block.
  • K2 which is the sum of the error value of and the error value of the loss function between the E block and the E''' block, can be calculated. If K1 is smaller than K2, the video decoding device can sort the motion vector candidates in the order of MV' and MV''. The video decoding device can determine the motion vector of subregion 1 among the sorted motion vector candidates using the parsed PM_idx_1.
  • the video decoding device can sort the motion vector candidates in the order of MV'' and MV'.
  • the video decoding device can determine the motion vector of subregion 1 among the sorted motion vector candidates using the parsed PM_idx_1.
  • Figure 13 is a diagram for explaining a method of determining division direction information by performing template matching, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the video decoding device can determine the template blocks that have been restored or restored around the current block as A block, B block, C block, D block, and E block.
  • the video decoding device can use the motion vector MV0 of subregion 0 to determine template blocks around the reference block in the reference picture L0 into A' block, B' block, C' block, D' block, and E' block.
  • the video decoding device uses the C block and E block to determine split direction candidates for the current block among 64 split direction information.
  • the image decoding device determines splitting direction candidates using geometric split boundaries that pass between the B block and the C block and between the D block and the E block. For example, if there are three geometric division boundaries among the 64 geometric division boundaries that pass between the B block and the C block and between the D block and the E block, the image decoding device uses 3 of the 64 division direction information. Candidates for the direction of division can be determined.
  • the video decoding device determines the division direction information of the current block among the division direction candidates by using the weighted sum signal of the template blocks in the reference picture.
  • P G (i, j) which is a weighted sum signal of template blocks for splitting direction candidates, can be expressed as Equation 1.
  • W B is the geometric matrix for the splitting direction candidates.
  • W B The range of the value of each coefficient may be an integer value between 0 and 2 k .
  • k is an integer.
  • k may be any predefined positive integer value.
  • a predefined W B can be applied to each split direction candidate.
  • P 0 may be a signal for an area including B' block, F' block, C' block, D' block, G' block, and E' block, which are template blocks of the reference block in the reference picture L0.
  • B' block, F' block, C' block, D' block, G' block and E' block correspond to B block, F block, C block, D block, G block and E block and template block in reference picture L0. admit.
  • P 1 may be a signal for an area containing B'' block, F'' block, C'' block, D'' block, G'' block, and E'' block, which are template blocks of the reference block in the reference picture L1.
  • B'' block, F'' block, C'' block, D'' block, G'' block and E'' block correspond to B block, F block, C block, D block, G block and E block; These are template blocks in reference picture L1.
  • the video decoding device can calculate P G (i,j) for each split direction candidate. For example, if there are three geometric division boundaries among the 64 geometric division boundaries that pass between the B block and the C block and between the D block and the E block, the image decoding device can determine three division direction candidates. there is.
  • the video decoding device can calculate P G (i,j) for each of the three split direction candidates using Equation 1, W B , P 0 and P 1 .
  • the image decoding device includes B block, F block, C block, D block, G block, and E block among the areas containing P G (i,j) for each of the three split direction candidates and the template blocks of the current block.
  • the error value of the loss function between regions can be calculated.
  • the loss function may be MSE or SATD.
  • the image decoding device calculates P G1 (i,j) for direction information 1 and P for direction information 2. You can calculate G2 (i,j) and P G3 (i,j) for direction information 3.
  • the image decoding device calculates the error value E1 of the loss function between P G1 (i,j) and the area including B block, F block, C block, D block, G block, and E block, and P G2 (i, Calculate the error value E2 of the loss function between j) and the area containing B block, F block, C block, D block, G block, and E block, and P G3 (i,j) and B block, F block,
  • the error value E3 of the loss function between the area including the C block, D block, G block, and E block can be calculated. If the value of E1 is the smallest among the calculated error values E1, E2, and E3, the video decoding device may determine the division direction information of the current block as direction information 1.
  • the video decoding device may determine the division direction information of the current block as direction information 2. If the value of E3 is the smallest among the calculated error values E1, E2, and E3, the video decoding device may determine the division direction information of the current block as direction information 3.
  • the video decoding device divides the current block using the area including P G (i,j), B block, F block, C block, D block, G block, and E block for each of the split direction candidates, and the parsed GPMmode_idx.
  • Directional information can be determined.
  • the value of GPMmode_idx may be an integer value smaller than the number of split direction candidates.
  • the image decoding device calculates P G1 (i,j) for direction information 1 and P for direction information 2. You can calculate G2 (i,j) and P G3 (i,j) for direction information 3.
  • the image decoding device calculates the error value E1 of the loss function between P G1 (i,j) and the area including B block, F block, C block, D block, G block, and E block, and P G2 (i, Calculate the error value E2 of the loss function between j) and the area containing B block, F block, C block, D block, G block, and E block, and P G3 (i,j) and B block, F block,
  • the error value E3 of the loss function between the area including the C block, D block, G block, and E block can be calculated.
  • the video decoding device can rearrange the splitting direction candidates in descending order of error values.
  • the video decoding device can rearrange the split direction candidates in the order of direction information 1, direction information 3, and direction information 2.
  • the video decoding device can determine the division direction information of the current block using the parsed GPMmode_idx and the rearranged division direction candidates.
  • the video decoding device generates a prediction block in subarea 0 and a prediction block in subarea 1 using the determined division direction information of the current block, motion information of subarea 0, and motion information of subarea 1.
  • the video decoding device determines the blending area using division direction information, etc.
  • the image decoding device uses the blending region to determine W B f (i,j), which is a blending matrix to be used in the process of weighted averaging the prediction block in subregion 0 and the prediction block in subregion 1.
  • an image decoding device can determine a blending area using the size of the current block and the division direction information of the current block.
  • the blending area may be a predefined area based on the size of the current block and the division direction information of the current block.
  • the video decoding device can determine the blending area using the parsed BlendingArea_idx.
  • an image decoding device can determine a blending area using initial prediction signals around the geometric division boundary of the current block.
  • the video decoding device determines the blending matrix W B f (i,j) using the determined blending area.
  • the blending matrix may be a predefined matrix based on the blending area.
  • the range of the value of each coefficient of W B f (i,j) may be an integer value between 0 and 2 w .
  • w may be determined based on the size of the current block and/or division direction information of the current block.
  • w may be an integer value.
  • the video decoding device generates the final prediction block of the current block using the prediction block in subarea 0, the prediction block in subarea 1, and the blending matrix W B f (i,j).
  • P K (i,j) the final prediction block of the current block, can be expressed as Equation 2.
  • P 0 may be a prediction block predicted using the motion vector of subregion
  • P 1 may be a prediction block predicted using the motion vector of subregion 1.
  • W B f (i,j) is the blending matrix determined from the blending area. w may be any predefined value.
  • the image decoding device may generate the final prediction block of the chroma block by sampling the blending area of the luma block at the corresponding position based on the color format.
  • the image decoding device may generate the final prediction block of the chroma block by sampling the motion information, division direction information, or blending area of the luma block based on the color format.
  • Figure 14 is a flowchart for explaining a video decoding process according to an embodiment of the present disclosure.
  • the video decoding apparatus determines the motion vector of the first area of the current block using the merge candidate list (S1410).
  • the process of determining the motion vector of the first area includes the process of determining the candidate list of the geometric division mode using the index of the merge candidate list and the process of determining the motion vector of the first area using the candidate list of the geometric division mode. Includes.
  • the video decoding apparatus determines the motion vector of the second area of the current block using the motion vector of the first area and the template blocks of the current block (S1420).
  • the process of determining the motion vector of the second area is the process of determining the template blocks of the reference block in the first reference picture using the motion vector of the first area, and the process of determining the template blocks of the reference block in the first reference picture and the process of determining the motion vector of the second area. It includes calculating first error values of the loss function and determining blocks that do not match the template using the first error values.
  • the process of determining the motion vector of the second area is to use motion vectors excluding the motion vector of the first area among the motion vectors included in the candidate list of the geometric division mode to correspond to blocks that are not template-matched in the reference pictures.
  • a process of determining template blocks, a process of calculating second error values of the loss function between blocks that do not match templates and template blocks in reference pictures, and determining a motion vector of the second area using the second error values includes further processes.
  • the video decoding device determines splitting direction candidates using the template blocks of the current block and determines splitting direction information among the splitting direction candidates (S1430).
  • the process of determining division direction information includes determining a third area containing template blocks corresponding to blocks that are not template-matched in the first reference picture and using the motion vector of the second area to determine the template in the second reference picture. It includes a process of determining a fourth area containing template blocks corresponding to unmatched blocks.
  • the process of determining division direction information includes calculating weighted sum signals for division direction candidates by applying the third and fourth regions and geometric matrices to the first equation, including the weighted sum signals and template blocks of the current block. It further includes calculating third error values of the loss function between regions and determining division direction information using the third error values.
  • Geometric matrices may be predefined matrices based on split direction candidates.
  • the video decoding apparatus generates a prediction block of the first area using the motion vector of the first area and generates a prediction block of the second area using the motion vector of the second area (S1440).
  • the video decoding device determines the blending area using the division direction information and determines the blending matrix using the blending area (S1450).
  • the image decoding device generates a prediction block of the current block using the blending matrix and the prediction block of the first area and the prediction block of the second area (S1460).
  • the process of generating a prediction block of the current block includes applying the blending matrix, the prediction block of the first area, and the prediction block of the second area to a second equation to generate the prediction block of the current block.
  • the blending matrix may be a predefined matrix based on the blending area.
  • Figure 15 is a flowchart for explaining a video encoding process according to an embodiment of the present disclosure.
  • the video encoding device determines the motion vector of the first area of the current block using the merge candidate list (S1510).
  • the process of determining the motion vector of the first area includes determining a candidate list for the geometric division mode using the index of the merge candidate list and determining the motion vector of the first area using the candidate list for the geometric division mode. Includes.
  • the video encoding device determines the motion vector of the second area of the current block using the motion vector of the first area and the template blocks of the current block (S1520).
  • the process of determining the motion vector of the second area is the process of determining the template blocks of the reference block in the first reference picture using the motion vector of the first area, and the process of determining the template blocks of the reference block in the first reference picture and the process of determining the motion vector of the second area. It includes calculating first error values of the loss function and determining blocks that do not match the template using the first error values.
  • the process of determining the motion vector of the second area is to use motion vectors excluding the motion vector of the first area among the motion vectors included in the candidate list of the geometric division mode to correspond to blocks that are not template-matched in the reference pictures.
  • a process of determining template blocks, a process of calculating second error values of the loss function between blocks that do not match templates and template blocks in reference pictures, and determining a motion vector of the second area using the second error values includes further processes.
  • the video encoding device determines splitting direction candidates using the template blocks of the current block and determines splitting direction information among the splitting direction candidates (S1530).
  • the process of determining division direction information includes determining a third area containing template blocks corresponding to blocks that are not template-matched in the first reference picture and using the motion vector of the second area to determine the template in the second reference picture. It includes a process of determining a fourth area containing template blocks corresponding to unmatched blocks.
  • the process of determining division direction information includes calculating weighted sum signals for division direction candidates by applying the third and fourth regions and geometric matrices to the first equation, including the weighted sum signals and template blocks of the current block. It further includes calculating third error values of the loss function between regions and determining division direction information using the third error values.
  • Geometric matrices may be predefined matrices based on split direction candidates.
  • the video encoding device generates a prediction block of the first area using the motion vector of the first area and generates a prediction block of the second area using the motion vector of the second area (S1540).
  • the video encoding device determines the blending area using the division direction information and determines the blending matrix using the blending area (S1550).
  • the video encoding device generates a prediction block of the current block using the blending matrix and the prediction block of the first area and the prediction block of the second area (S1560).
  • the process of generating the prediction block of the current block includes applying the blending matrix, the prediction block of the first area, and the prediction block of the second area to a second equation to generate the prediction block of the current block.
  • the blending matrix may be a predefined matrix based on the blending area.
  • Non-transitory recording media include, for example, all types of recording devices that store data in a form readable by a computer system.
  • non-transitory recording media include storage media such as erasable programmable read only memory (EPROM), flash drives, optical drives, magnetic hard drives, and solid state drives (SSD).
  • EPROM erasable programmable read only memory
  • SSD solid state drives

Landscapes

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

Abstract

A method and a device for video encoding/decoding are provided. A video decoding method according to the present disclosure may comprise the steps of: determining a motion vector of a first region of a current block; determining a motion vector of a second region of the current block; determining partitioning direction candidates by using template blocks of the current block, and determining partitioning direction information among the partitioning direction candidates; generating a prediction block of the first region and generating a prediction block of the second region; determining a blending region by using the partitioning direction information and determining a blending matrix by using the blending region; and generating a prediction block of the current block by using the blending matrix, the prediction block of the first region, and the prediction block of the second region.

Description

기하학적 분할모드를 이용한 비디오 부호화/복호화 방법 및 장치Video encoding/decoding method and device using geometric segmentation mode
본 개시는 기하학적 분할모드를 이용한 비디오 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 기하학적 분할모드에서 두 개의 분할된 영역의 움직임벡터를 결정하고 기하학적 분할모드를 결정하고 블렌딩영역을 결정하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 비디오 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a video encoding/decoding method and device using a geometric division mode. More specifically, in the geometric division mode, the motion vectors of the two divided areas are determined, the geometric division mode is determined, and the blending area is determined to determine the current block. It relates to a video encoding/decoding method and device for generating a prediction block.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다. The content described below simply provides background information related to this embodiment and does not constitute prior art.
비디오 데이터는 음성 데이터나 정지 영상 데이터 등에 비하여 많은 데이터량을 가지기 때문에, 압축을 위한 처리 없이 그 자체를 저장하거나 전송하기 위해서는 메모리를 포함하여 많은 하드웨어 자원을 필요로 한다. Since video data has a larger amount of data than audio data or still image data, it requires a lot of hardware resources, including memory, to store or transmit it without processing for compression.
따라서, 통상적으로 비디오 데이터를 저장하거나 전송할 때에는 부호화기를 사용하여 비디오 데이터를 압축하여 저장하거나 전송하며, 복호화기에서는 압축된 비디오 데이터를 수신하여 압축을 해제하고 재생한다. 이러한 비디오 압축 기술로는 H.264/AVC, HEVC(High Efficiency Video Coding) 등을 비롯하여, HEVC에 비해 약 30% 이상의 부호화 효율을 향상시킨 VVC(Versatile Video Coding)가 존재한다. Therefore, typically, when storing or transmitting video data, an encoder is used to compress the video data and store or transmit it, and a decoder receives the compressed video data, decompresses it, and plays it. These video compression technologies include H.264/AVC, HEVC (High Efficiency Video Coding), and VVC (Versatile Video Coding), which improves coding efficiency by about 30% or more compared to HEVC.
그러나, 영상의 크기 및 해상도, 프레임률이 점차 증가하고 있고, 이에 따라 부호화해야 하는 데이터량도 증가하고 있으므로 기존의 압축 기술보다 더 부호화 효율이 좋고 화질 개선 효과도 높은 새로운 압축 기술이 요구된다.However, the size, resolution, and frame rate of the image are gradually increasing, and the amount of data that needs to be encoded is also increasing accordingly, so a new compression technology with better coding efficiency and higher picture quality improvement effect than the existing compression technology is required.
기하학적 분할모드는 하나의 부호화유닛(Coding Unit,CU)을 두개의 영역으로 분할하고 분할된 두 개의 영역에 독립적으로 인터예측을 수행하여 생성된 두 개의 인터예측신호를 가중평균하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 방법이다. 기하학적 분할모드를 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 경우, 부호화/복호화 효율을 향상시킬 필요가 있다.Geometric division mode divides one coding unit (CU) into two regions and performs inter prediction independently on the two divided regions. The predicted block of the current block is calculated by weighted average of the two inter prediction signals generated. This is a method to create . When generating a prediction block of the current block using geometric partition mode, there is a need to improve encoding/decoding efficiency.
본 개시는 기하학적 분할모드에서 템플릿매칭을 수행하여 각 영역의 움직임벡터를 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present disclosure is to provide a method and device for determining the motion vector of each region by performing template matching in geometric segmentation mode.
또한, 본 개시는 기하학적 분할모드에서 템플릿매칭을 수행하여 분할방향정보를 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the present disclosure aims to provide a method and device for determining division direction information by performing template matching in geometric division mode.
또한, 본 개시는 블렌딩 매트릭스를 이용하여 각 영역의 예측블록을 가중평균하여 현재블록의 최종예측블록을 생성하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the present disclosure aims to provide a method and device for generating a final prediction block of the current block by performing a weighted average of the prediction blocks in each region using a blending matrix.
또한, 본 개시는 비디오 부호화/복호화 효율을 향상시키는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the present disclosure aims to provide a method and device for improving video encoding/decoding efficiency.
또한, 본 개시는 본 개시의 비디오 부호화/복호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the present disclosure aims to provide a recording medium that stores a bitstream generated by the video encoding/decoding method or device of the present disclosure.
또한, 본 개시는 본 개시의 비디오 부호화/복호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the present disclosure aims to provide a method and device for transmitting a bitstream generated by the video encoding/decoding method or device of the present disclosure.
본 개시에 따른, 비디오 복호화 방법은, 머지 후보리스트를 이용하여 현재블록의 제1 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정, 상기 제1 영역의 움직임벡터와 상기 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 상기 현재블록의 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정, 상기 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 분할방향후보들을 결정하고, 상기 분할방향후보들 중 상기 현재블록의 분할방향정보를 결정하는 과정, 상기 제1 영역의 움직임벡터를 이용하여 상기 제1 영역의 예측블록을 생성하고, 상기 제2 영역의 움직임벡터를 이용하여 상기 제2 영역의 예측블록을 생성하는 과정, 상기 분할방향정보를 이용하여 블렌딩영역을 결정하고, 상기 블렌딩영역을 이용하여 블렌딩 매트릭스를 결정하는 과정 및 상기 블렌딩 매트릭스와 상기 제1 영역의 예측블록과 상기 제2 영역의 예측블록을 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정을 포함할 수 있다.A video decoding method according to the present disclosure includes a process of determining a motion vector of a first area of a current block using a merge candidate list, and determining a motion vector of a first area of the current block using a motion vector of the first area and template blocks of the current block. A process of determining a motion vector of the second area, determining division direction candidates using template blocks of the current block, and determining division direction information of the current block among the division direction candidates, of the first area. Generating a prediction block of the first area using a motion vector, generating a prediction block of the second area using a motion vector of the second area, determining a blending area using the division direction information, and , determining a blending matrix using the blending area, and generating a prediction block of the current block using the blending matrix, the prediction block of the first area, and the prediction block of the second area. .
본 개시에 따른, 비디오 부호화 방법은, 머지 후보리스트를 이용하여 현재블록의 제1 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정, 상기 제1 영역의 움직임벡터와 상기 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 상기 현재블록의 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정, 상기 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 분할방향후보들을 결정하고, 상기 분할방향후보들 중 상기 현재블록의 분할방향정보를 결정하는 과정, 상기 제1 영역의 움직임벡터를 이용하여 상기 제1 영역의 예측블록을 생성하고, 상기 제2 영역의 움직임벡터를 이용하여 상기 제2 영역의 예측블록을 생성하는 과정, 상기 분할방향정보를 이용하여 블렌딩영역을 결정하고, 상기 블렌딩영역을 이용하여 블렌딩 매트릭스를 결정하는 과정 및 상기 블렌딩 매트릭스와 상기 제1 영역의 예측블록과 상기 제2 영역의 예측블록을 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정을 포함할 수 있다.A video encoding method according to the present disclosure includes a process of determining a motion vector of a first area of a current block using a merge candidate list, and determining a motion vector of a first area of the current block using a motion vector of the first area and template blocks of the current block. A process of determining a motion vector of the second area, determining division direction candidates using template blocks of the current block, and determining division direction information of the current block among the division direction candidates, of the first area. Generating a prediction block of the first area using a motion vector, generating a prediction block of the second area using a motion vector of the second area, determining a blending area using the division direction information, and , determining a blending matrix using the blending area, and generating a prediction block of the current block using the blending matrix, the prediction block of the first area, and the prediction block of the second area. .
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 비디오 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법이 제공될 수 있다.Additionally, according to the present disclosure, a method for transmitting a bitstream generated by the video encoding method or device according to the present disclosure can be provided.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 비디오 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.Additionally, according to the present disclosure, a recording medium storing a bitstream generated by the video encoding method or device according to the present disclosure can be provided.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 비디오 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.Additionally, according to the present disclosure, a recording medium storing a bitstream received and decoded by the video decoding device according to the present disclosure and used for image restoration can be provided.
본 개시에 따르면, 기하학적 분할모드에서 템플릿매칭을 수행하여 각 영역의 움직임벡터를 결정하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.According to the present disclosure, a method and apparatus can be provided for determining the motion vector of each region by performing template matching in geometric division mode.
또한, 본 개시에 따르면, 기하학적 분할모드에서 템플릿매칭을 수행하여 분할방향정보를 결정하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.Additionally, according to the present disclosure, a method and device for determining division direction information by performing template matching in a geometric division mode can be provided.
또한, 본 개시에 따르면, 블렌딩 매트릭스를 이용하여 각 영역의 예측블록을 가중평균하여 현재블록의 최종예측블록을 생성하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.Additionally, according to the present disclosure, a method and apparatus can be provided for generating a final prediction block of the current block by performing a weighted average of the prediction blocks of each region using a blending matrix.
또한, 본 개시에 따르면, 비디오 부호화/복호화 효율을 향상시키는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.Additionally, according to the present disclosure, a method and device for improving video encoding/decoding efficiency can be provided.
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.The effects that can be obtained from the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 1 is an example block diagram of a video encoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 2 is a diagram to explain a method of dividing a block using the QTBTTT structure.
도 3a 및 도 3b는 광각 인트라 예측모드들을 포함한 복수의 인트라 예측모드들을 나타낸 도면이다.3A and 3B are diagrams showing a plurality of intra prediction modes including wide-angle intra prediction modes.
도 4는 현재블록의 주변블록에 대한 예시도이다.Figure 4 is an example diagram of neighboring blocks of the current block.
도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.Figure 5 is an example block diagram of a video decoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 32x32 블록에 기하학적 분할모드를 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a method of applying a geometric partition mode to a 32x32 block according to an embodiment of the present disclosure.
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 기하학적 분할모드에서 각도매개변수와 거리매개변수를 설명하기 위한 도면이다.7A and 7B are diagrams for explaining angle parameters and distance parameters in geometric division mode, according to an embodiment of the present disclosure.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 기하학적 분할모드에서 분할방향정보의 룩업테이블을 설명하기 위한 도면이다.Figure 8 is a diagram for explaining a lookup table of division direction information in geometric division mode, according to an embodiment of the present disclosure.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 기하학적 분할모드에서 기하학적 분할경계와 현재블록 내에 2개의 서브영역을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating a geometric division boundary and two sub-areas within a current block in a geometric division mode, according to an embodiment of the present disclosure.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른, 기하학적 분할모드를 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 10 is a flowchart illustrating a process for generating a prediction block of a current block using a geometric partition mode according to an embodiment of the present disclosure.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른, 현재블록과 현재블록 주변의 템플릿블록을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 11 is a diagram for explaining a current block and template blocks surrounding the current block, according to an embodiment of the present disclosure.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른, 템플릿매칭을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 12 is a diagram for explaining a method of performing template matching according to an embodiment of the present disclosure.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른, 템플릿매칭을 수행하여 분할방향정보를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 13 is a diagram for explaining a method of determining division direction information by performing template matching, according to an embodiment of the present disclosure.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른, 비디오 복호화 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 14 is a flowchart for explaining a video decoding process according to an embodiment of the present disclosure.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른, 비디오 부호화 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 15 is a flowchart for explaining a video encoding process according to an embodiment of the present disclosure.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 본 개시에서 영상과 비디오는 혼용될 수 있다.Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to illustrative drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present embodiments, the detailed description will be omitted. In this disclosure, image and video may be used interchangeably.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 1의 도시를 참조하여 영상 부호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.1 is an example block diagram of a video encoding device that can implement the techniques of the present disclosure. Hereinafter, the video encoding device and its sub-configurations will be described with reference to the illustration in FIG. 1.
영상 부호화 장치는 픽처 분할부(110), 예측부(120), 감산기(130), 변환부(140), 양자화부(145), 재정렬부(150), 엔트로피 부호화부(155), 역양자화부(160), 역변환부(165), 가산기(170), 루프 필터부(180) 및 메모리(190)를 포함하여 구성될 수 있다.The image encoding device includes a picture division unit 110, a prediction unit 120, a subtractor 130, a transform unit 140, a quantization unit 145, a rearrangement unit 150, an entropy encoding unit 155, and an inverse quantization unit. It may be configured to include (160), an inverse transform unit (165), an adder (170), a loop filter unit (180), and a memory (190).
영상 부호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.Each component of the video encoding device may be implemented as hardware or software, or may be implemented as a combination of hardware and software. Additionally, the function of each component may be implemented as software and a microprocessor may be implemented to execute the function of the software corresponding to each component.
하나의 영상(비디오)은 복수의 픽처들을 포함하는 하나 이상의 시퀀스로 구성된다. 각 픽처들은 복수의 영역으로 분할되고 각 영역마다 부호화가 수행된다. 예를 들어, 하나의 픽처는 하나 이상의 타일(Tile) 및/또는 슬라이스(Slice)로 분할된다. 여기서, 하나 이상의 타일을 타일 그룹(Tile Group)으로 정의할 수 있다. 각 타일 또는/슬라이스는 하나 이상의 CTU(Coding Tree Unit)로 분할된다. 그리고 각 CTU는 트리 구조에 의해 하나 이상의 CU(Coding Unit)들로 분할된다. 각 CU에 적용되는 정보들은 CU의 신택스로서 부호화되고, 하나의 CTU에 포함된 CU들에 공통적으로 적용되는 정보는 CTU의 신택스로서 부호화된다. 또한, 하나의 슬라이스 내의 모든 블록들에 공통적으로 적용되는 정보는 슬라이스 헤더의 신택스로서 부호화되며, 하나 이상의 픽처들을 구성하는 모든 블록들에 적용되는 정보는 픽처 파라미터 셋(PPS, Picture Parameter Set) 혹은 픽처 헤더에 부호화된다. 나아가, 복수의 픽처가 공통으로 참조하는 정보들은 시퀀스 파라미터 셋(SPS, Sequence Parameter Set)에 부호화된다. 그리고, 하나 이상의 SPS가 공통으로 참조하는 정보들은 비디오 파라미터 셋(VPS, Video Parameter Set)에 부호화된다. 또한, 하나의 타일 또는 타일 그룹에 공통으로 적용되는 정보는 타일 또는 타일 그룹 헤더의 신택스로서 부호화될 수도 있다. SPS, PPS, 슬라이스 헤더, 타일 또는 타일 그룹 헤더에 포함되는 신택스들은 상위수준(high level) 신택스로 칭할 수 있다. One image (video) consists of one or more sequences including a plurality of pictures. Each picture is divided into a plurality of regions and encoding is performed for each region. For example, one picture is divided into one or more tiles and/or slices. Here, one or more tiles can be defined as a tile group. Each tile or/slice is divided into one or more Coding Tree Units (CTUs). And each CTU is divided into one or more CUs (Coding Units) by a tree structure. Information applied to each CU is encoded as the syntax of the CU, and information commonly applied to CUs included in one CTU is encoded as the syntax of the CTU. Additionally, information commonly applied to all blocks within one slice is encoded as the syntax of the slice header, and information applied to all blocks constituting one or more pictures is a picture parameter set (PPS) or picture parameter set. Encoded in the header. Furthermore, information commonly referenced by multiple pictures is encoded in a sequence parameter set (SPS). And, information commonly referenced by one or more SPSs is encoded in a video parameter set (VPS). Additionally, information commonly applied to one tile or tile group may be encoded as the syntax of a tile or tile group header. Syntax included in the SPS, PPS, slice header, tile, or tile group header may be referred to as high level syntax.
픽처 분할부(110)는 CTU의 크기를 결정한다. CTU의 크기에 대한 정보(CTU size)는 SPS 또는 PPS의 신택스로서 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. The picture division unit 110 determines the size of the CTU. Information about the size of the CTU (CTU size) is encoded as SPS or PPS syntax and transmitted to the video decoding device.
픽처 분할부(110)는 영상을 구성하는 각 픽처(picture)를 미리 결정된 크기를 가지는 복수의 CTU들로 분할한 이후에, 트리 구조(tree structure)를 이용하여 CTU를 반복적으로(recursively) 분할한다. 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 부호화의 기본 단위인 CU가 된다. The picture division unit 110 divides each picture constituting the image into a plurality of CTUs with a predetermined size and then recursively divides the CTUs using a tree structure. . The leaf node in the tree structure becomes the CU, the basic unit of encoding.
트리 구조로는 상위 노드(혹은 부모 노드)가 동일한 크기의 네 개의 하위 노드(혹은 자식 노드)로 분할되는 쿼드트리(QuadTree, QT), 또는 상위 노드가 두 개의 하위 노드로 분할되는 바이너리트리(BinaryTree, BT), 또는 상위 노드가 1:2:1 비율로 세 개의 하위 노드로 분할되는 터너리트리(TernaryTree, TT), 또는 이러한 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조 중 둘 이상을 혼용한 구조일 수 있다. 예컨대, QTBT(QuadTree plus BinaryTree) 구조가 사용될 수 있고, 또는 QTBTTT(QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) 구조가 사용될 수 있다. 여기서, BTTT를 합쳐서 MTT(Multiple-Type Tree)라 지칭될 수 있다. The tree structure is QuadTree (QT), in which the parent node is divided into four child nodes (or child nodes) of the same size, or BinaryTree, in which the parent node is divided into two child nodes. , BT), or a TernaryTree (TT) in which the parent node is divided into three child nodes in a 1:2:1 ratio, or a structure that mixes two or more of these QT structures, BT structures, and TT structures. there is. For example, a QuadTree plus BinaryTree (QTBT) structure may be used, or a QuadTree plus BinaryTree TernaryTree (QTBTTT) structure may be used. Here, BTTT may be combined and referred to as MTT (Multiple-Type Tree).
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 2 is a diagram to explain a method of dividing a block using the QTBTTT structure.
도 2에 도시된 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달할 때까지 반복될 수 있다. QT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 4 개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. QT의 리프 노드가 BT에서 허용되는 루트 노드의 최대 블록 크기(MaxBTSize)보다 크지 않은 경우, BT 구조 또는 TT 구조 중 어느 하나 이상으로 더 분할될 수 있다. BT 구조 및/또는 TT 구조에서는 복수의 분할 방향이 존재할 수 있다. 예컨대, 해당 노드의 블록이 가로로 분할되는 방향과 세로로 분할되는 방향 두 가지가 존재할 수 있다. 도 2의 도시와 같이, MTT 분할이 시작되면, 노드들이 분할되었는지 여부를 지시하는 제2 플래그(mtt_split_flag)와, 분할이 되었다면 추가적으로 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그 및/또는 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.As shown in Figure 2, the CTU can first be divided into a QT structure. Quadtree splitting can be repeated until the size of the splitting block reaches the minimum block size (MinQTSize) of the leaf node allowed in QT. The first flag (QT_split_flag) indicating whether each node of the QT structure is split into four nodes of the lower layer is encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the image decoding device. If the leaf node of QT is not larger than the maximum block size (MaxBTSize) of the root node allowed in BT, it may be further divided into either the BT structure or the TT structure. In the BT structure and/or TT structure, there may be multiple division directions. For example, there may be two directions in which the block of the node is divided: horizontally and vertically. As shown in Figure 2, when MTT splitting begins, a second flag (mtt_split_flag) indicates whether the nodes have been split, and if split, an additional flag indicating the splitting direction (vertical or horizontal) and/or the splitting type (Binary). Or, a flag indicating Ternary) is encoded by the entropy encoding unit 155 and signaled to the video decoding device.
대안적으로, 각 노드가 하위 레이어의 4 개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)를 부호화하기에 앞서, 그 노드가 분할되는지 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)가 부호화될 수도 있다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할되지 않았음을 지시하는 경우, 해당 노드의 블록이 분할 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 되어 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할됨을 지시하는 경우, 영상 부호화 장치는 전술한 방식으로 제1 플래그부터 부호화를 시작한다.Alternatively, prior to encoding the first flag (QT_split_flag) indicating whether each node is split into four nodes of the lower layer, a CU split flag (split_cu_flag) indicating whether the node is split is encoded. It could be. If the CU split flag (split_cu_flag) value indicates that it is not split, the block of the corresponding node becomes a leaf node in the split tree structure and becomes a CU (coding unit), which is the basic unit of coding. When the CU split flag (split_cu_flag) value indicates splitting, the video encoding device starts encoding from the first flag in the above-described manner.
트리 구조의 다른 예시로서 QTBT가 사용되는 경우, 해당 노드의 블록을 동일 크기의 두 개 블록으로 가로로 분할하는 타입(즉, symmetric horizontal splitting)과 세로로 분할하는 타입(즉, symmetric vertical splitting) 두 가지가 존재할 수 있다. BT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 블록으로 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할되는 타입을 지시하는 분할 타입 정보가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 한편, 해당 노드의 블록을 서로 비대칭 형태의 두 개의 블록으로 분할하는 타입이 추가로 더 존재할 수도 있다. 비대칭 형태에는 해당 노드의 블록을 1:3의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록으로 분할하는 형태가 포함될 수 있고, 혹은 해당 노드의 블록을 대각선 방향으로 분할하는 형태가 포함될 수도 있다.When QTBT is used as another example of a tree structure, there are two types: a type that horizontally splits the block of the node into two blocks of the same size (i.e., symmetric horizontal splitting) and a type that splits it vertically (i.e., symmetric vertical splitting). Branches may exist. A split flag (split_flag) indicating whether each node of the BT structure is divided into blocks of a lower layer and split type information indicating the type of division are encoded by the entropy encoder 155 and transmitted to the video decoding device. Meanwhile, there may be an additional type that divides the block of the corresponding node into two asymmetric blocks. The asymmetric form may include dividing the block of the corresponding node into two rectangular blocks with a size ratio of 1:3, or may include dividing the block of the corresponding node diagonally.
CU는 CTU로부터의 QTBT 또는 QTBTTT 분할에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 이하에서는, 부호화 또는 복호화하고자 하는 CU(즉, QTBTTT의 리프 노드)에 해당하는 블록을 '현재블록'이라 칭한다. QTBTTT 분할의 채용에 따라, 현재블록의 모양은 정사각형뿐만 아니라 직사각형일 수도 있다.A CU can have various sizes depending on the QTBT or QTBTTT division from the CTU. Hereinafter, the block corresponding to the CU (i.e., leaf node of QTBTTT) to be encoded or decoded is referred to as the 'current block'. Depending on the adoption of QTBTTT partitioning, the shape of the current block may be rectangular as well as square.
예측부(120)는 현재블록을 예측하여 예측블록을 생성한다. 예측부(120)는 인트라 예측부(122)와 인터 예측부(124)를 포함한다. The prediction unit 120 predicts the current block and generates a prediction block. The prediction unit 120 includes an intra prediction unit 122 and an inter prediction unit 124.
일반적으로, 픽처 내 현재블록들은 각각 예측적으로 코딩될 수 있다. 일반적으로 현재블록의 예측은 (현재블록을 포함하는 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인트라 예측 기술 또는 (현재블록을 포함하는 픽처 이전에 코딩된 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인터 예측 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 인터 예측은 단방향 예측과 양방향 예측 모두를 포함한다.In general, each current block in a picture can be coded predictively. Typically, prediction of the current block is performed using intra prediction techniques (using data from the picture containing the current block) or inter prediction techniques (using data from pictures coded before the picture containing the current block). It can be done. Inter prediction includes both one-way prediction and two-way prediction.
인트라 예측부(122)는 현재블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재블록의 주변에 위치한 픽셀(참조 픽셀)들을 이용하여 현재블록 내의 픽셀들을 예측한다. 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 도 3a에서 보는 바와 같이, 복수의 인트라 예측모드는 Planar 모드와 DC 모드를 포함하는 2 개의 비방향성 모드와 65 개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 주변 픽셀과 연산식이 다르게 정의된다.The intra prediction unit 122 predicts pixels within the current block using pixels (reference pixels) located around the current block within the current picture including the current block. There are multiple intra prediction modes depending on the prediction direction. For example, as shown in FIG. 3A, the plurality of intra prediction modes may include two non-directional modes including a planar mode and a DC mode and 65 directional modes. The surrounding pixels and calculation formulas to be used are defined differently for each prediction mode.
직사각형 모양의 현재블록에 대한 효율적인 방향성 예측을 위해, 도 3b에 점선 화살표로 도시된 방향성 모드들(67 ~ 80번, -1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)이 추가로 사용될 수 있다. 이들은 "광각 인트라 예측모드들(wide angle intra-prediction modes)"로 지칭될 수 있다. 도 3b에서 화살표들은 예측에 사용되는 대응하는 참조샘플들을 가리키는 것이며, 예측 방향을 나타내는 것이 아니다. 예측 방향은 화살표가 가리키는 방향과 반대이다. 광각 인트라 예측모드들은 현재블록이 직사각형일 때 추가적인 비트 전송 없이 특정 방향성 모드를 반대방향으로 예측을 수행하는 모드이다. 이때 광각 인트라 예측모드들 중에서, 직사각형의 현재블록의 너비와 높이의 비율에 의해, 현재블록에 이용 가능한 일부 광각 인트라 예측모드들이 결정될 수 있다. 예컨대, 45도보다 작은 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(67 ~ 80번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 높이가 너비보다 작은 직사각형 형태일 때 이용 가능하고, -135도보다 큰 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(-1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 너비가 높이보다 큰 직사각형 형태일 때 이용 가능하다.For efficient directional prediction of the rectangular-shaped current block, the directional modes (67 to 80, -1 to -14 intra prediction modes) shown by dotted arrows in FIG. 3B can be additionally used. These may be referred to as “wide angle intra-prediction modes”. In Figure 3b, the arrows point to corresponding reference samples used for prediction and do not indicate the direction of prediction. The predicted direction is opposite to the direction indicated by the arrow. Wide-angle intra prediction modes are modes that perform prediction in the opposite direction of a specific directional mode without transmitting additional bits when the current block is rectangular. At this time, among the wide-angle intra prediction modes, some wide-angle intra prediction modes available for the current block may be determined according to the ratio of the width and height of the rectangular current block. For example, wide-angle intra prediction modes with angles smaller than 45 degrees (intra prediction modes 67 to 80) are available when the current block is in the form of a rectangle whose height is smaller than its width, and wide-angle intra prediction modes with angles larger than -135 degrees are available. Intra prediction modes (-1 to -14 intra prediction modes) are available when the current block has a rectangular shape with a width greater than the height.
인트라 예측부(122)는 현재블록을 부호화하는데 사용할 인트라 예측모드를 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 인트라 예측부(122)는 여러 인트라 예측모드들을 사용하여 현재블록을 인코딩하고, 테스트된 모드들로부터 사용할 적절한 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다. 예를 들어, 인트라 예측부(122)는 여러 테스트된 인트라 예측모드들에 대한 비트율 왜곡(rate-distortion) 분석을 사용하여 비트율 왜곡 값들을 계산하고, 테스트된 모드들 중 최선의 비트율 왜곡 특징들을 갖는 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다.The intra prediction unit 122 can determine the intra prediction mode to be used to encode the current block. In some examples, intra prediction unit 122 may encode the current block using multiple intra prediction modes and select an appropriate intra prediction mode to use from the tested modes. For example, the intra prediction unit 122 calculates rate-distortion values using rate-distortion analysis for several tested intra-prediction modes and has the best rate-distortion characteristics among the tested modes. You can also select intra prediction mode.
인트라 예측부(122)는 복수의 인트라 예측모드 중에서 하나의 인트라 예측모드를 선택하고, 선택된 인트라 예측모드에 따라 결정되는 주변 픽셀(참조 픽셀)과 연산식을 사용하여 현재블록을 예측한다. 선택된 인트라 예측모드에 대한 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.The intra prediction unit 122 selects one intra prediction mode from a plurality of intra prediction modes and predicts the current block using surrounding pixels (reference pixels) and an operation formula determined according to the selected intra prediction mode. Information about the selected intra prediction mode is encoded by the entropy encoding unit 155 and transmitted to the video decoding device.
인터 예측부(124)는 움직임 보상 과정을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 인터 예측부(124)는 현재 픽처보다 먼저 부호화 및 복호화된 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하고, 그 탐색된 블록을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고, 현재 픽처 내의 현재블록과 참조픽처 내의 예측블록 간의 변위(displacement)에 해당하는 움직임벡터(Motion Vector: MV)를 생성한다. 일반적으로, 움직임 추정은 루마(luma) 성분에 대해 수행되고, 루마 성분에 기초하여 계산된 움직임벡터는 루마 성분 및 크로마 성분 모두에 대해 사용된다. 현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처에 대한 정보 및 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.The inter prediction unit 124 generates a prediction block for the current block using a motion compensation process. The inter prediction unit 124 searches for a block most similar to the current block in a reference picture that has been encoded and decoded before the current picture, and generates a prediction block for the current block using the searched block. Then, a motion vector (MV) corresponding to the displacement between the current block in the current picture and the prediction block in the reference picture is generated. Typically, motion estimation is performed on the luma component, and a motion vector calculated based on the luma component is used for both the luma component and the chroma component. Motion information including information about reference pictures and motion vectors used to predict the current block is encoded by the entropy encoding unit 155 and transmitted to the video decoding device.
인터 예측부(124)는, 예측의 정확성을 높이기 위해, 참조픽처 또는 참조 블록에 대한 보간을 수행할 수도 있다. 즉, 연속한 두 정수 샘플 사이의 서브 샘플들은 그 두 정수 샘플을 포함한 연속된 복수의 정수 샘플들에 필터 계수들을 적용하여 보간된다. 보간된 참조픽처에 대해서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하는 과정을 수행하면, 움직임벡터는 정수 샘플 단위의 정밀도(precision)가 아닌 소수 단위의 정밀도까지 표현될 수 있다. 움직임벡터의 정밀도 또는 해상도(resolution)는 부호화하고자 하는 대상 영역, 예컨대, 슬라이스, 타일, CTU, CU 등의 단위마다 다르게 설정될 수 있다. 이와 같은 적응적 움직임벡터 해상도(Adaptive Motion Vector Resolution: AMVR)가 적용되는 경우 각 대상 영역에 적용할 움직임벡터 해상도에 대한 정보는 대상 영역마다 시그널링되어야 한다. 예컨대, 대상 영역이 CU인 경우, 각 CU마다 적용된 움직임벡터 해상도에 대한 정보가 시그널링된다. 움직임벡터 해상도에 대한 정보는 후술할 차분 움직임벡터의 정밀도를 나타내는 정보일 수 있다.The inter prediction unit 124 may perform interpolation on a reference picture or reference block to increase prediction accuracy. That is, subsamples between two consecutive integer samples are interpolated by applying filter coefficients to a plurality of consecutive integer samples including the two integer samples. If the process of searching for the block most similar to the current block is performed for the interpolated reference picture, the motion vector can be expressed with precision in decimal units rather than precision in integer samples. The precision or resolution of the motion vector may be set differently for each target area to be encoded, for example, slice, tile, CTU, CU, etc. When such adaptive motion vector resolution (AMVR) is applied, information about the motion vector resolution to be applied to each target area must be signaled for each target area. For example, if the target area is a CU, information about the motion vector resolution applied to each CU is signaled. Information about motion vector resolution may be information indicating the precision of a differential motion vector, which will be described later.
한편, 인터 예측부(124)는 양방향 예측(bi-prediction)을 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다. 양방향 예측의 경우, 두 개의 참조픽처와 각 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록 위치를 나타내는 두 개의 움직임벡터가 이용된다. 인터 예측부(124)는 참조픽처 리스트 0(RefPicList0) 및 참조픽처 리스트 1(RefPicList1)으로부터 각각 제1 참조픽처 및 제2 참조픽처를 선택하고, 각 참조픽처 내에서 현재블록과 유사한 블록을 탐색하여 제1 참조블록과 제2 참조블록을 생성한다. 그리고, 제1 참조블록과 제2 참조블록을 평균 또는 가중 평균하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고 현재블록을 예측하기 위해 사용한 두 개의 참조픽처에 대한 정보 및 두 개의 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보를 엔트로피 부호화부(155)로 전달한다. 여기서, 참조픽처 리스트 0은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이전의 픽처들로 구성되고, 참조픽처 리스트 1은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이후의 픽처들로 구성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 순서 상으로 현재 픽처 이후의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 0에 추가로 더 포함될 수 있고, 역으로 현재 픽처 이전의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 1에 추가로 더 포함될 수도 있다.Meanwhile, the inter prediction unit 124 may perform inter prediction using bi-prediction. In the case of bidirectional prediction, two reference pictures and two motion vectors indicating the position of the block most similar to the current block within each reference picture are used. The inter prediction unit 124 selects the first reference picture and the second reference picture from reference picture list 0 (RefPicList0) and reference picture list 1 (RefPicList1), respectively, and searches for a block similar to the current block within each reference picture. Create a first reference block and a second reference block. Then, the first reference block and the second reference block are averaged or weighted to generate a prediction block for the current block. Then, motion information including information about the two reference pictures used to predict the current block and information about the two motion vectors is transmitted to the entropy encoding unit 155. Here, reference picture list 0 may be composed of pictures before the current picture in display order among the restored pictures, and reference picture list 1 may be composed of pictures after the current picture in display order among the restored pictures. there is. However, it is not necessarily limited to this, and in terms of display order, relief pictures after the current picture may be additionally included in reference picture list 0, and conversely, relief pictures before the current picture may be additionally included in reference picture list 1. may be included.
움직임 정보를 부호화하는 데에 소요되는 비트량을 최소화하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다. Various methods can be used to minimize the amount of bits required to encode motion information.
예컨대, 현재블록의 참조픽처와 움직임벡터가 주변블록의 참조픽처 및 움직임벡터와 동일한 경우에는 그 주변블록을 식별할 수 있는 정보를 부호화함으로써, 현재블록의 움직임 정보를 영상 복호화 장치로 전달할 수 있다. 이러한 방법을 '머지 모드(merge mode)'라 한다.For example, if the reference picture and motion vector of the current block are the same as the reference picture and motion vector of the neighboring block, the motion information of the current block can be transmitted to the video decoding device by encoding information that can identify the neighboring block. This method is called ‘merge mode’.
머지 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들로부터 기 결정된 개수의 머지 후보블록(이하, '머지 후보'라 함)들을 선택한다. In the merge mode, the inter prediction unit 124 selects a predetermined number of merge candidate blocks (hereinafter referred to as 'merge candidates') from neighboring blocks of the current block.
머지 후보를 유도하기 위한 주변블록으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(A0), 좌하단블록(A1), 상단블록(B0), 우상단블록(B1), 및 좌상단블록(B2) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 머지 후보로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(co-located block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 머지 후보로서 추가로 더 사용될 수 있다. 이상에서 기술된 방법에 의해 선정된 머지 후보의 개수가 기설정된 개수보다 작으면, 0 벡터를 머지 후보에 추가한다. As shown in FIG. 4, the surrounding blocks for deriving merge candidates include the left block (A0), bottom left block (A1), top block (B0), and top right block (B1) adjacent to the current block in the current picture. ), and all or part of the upper left block (B2) can be used. Additionally, a block located within a reference picture (which may be the same or different from the reference picture used to predict the current block) rather than the current picture where the current block is located may be used as a merge candidate. For example, a block co-located with the current block within the reference picture or blocks adjacent to the co-located block may be additionally used as merge candidates. If the number of merge candidates selected by the method described above is less than the preset number, the 0 vector is added to the merge candidates.
인터 예측부(124)는 이러한 주변블록들을 이용하여 기결정된 개수의 머지 후보를 포함하는 머지 리스트를 구성한다. 머지 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 현재블록의 움직임정보로서 사용할 머지 후보를 선택하고 선택된 후보를 식별하기 위한 머지 인덱스 정보를 생성한다. 생성된 머지 인덱스 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.The inter prediction unit 124 uses these neighboring blocks to construct a merge list including a predetermined number of merge candidates. A merge candidate to be used as motion information of the current block is selected from among the merge candidates included in the merge list, and merge index information to identify the selected candidate is generated. The generated merge index information is encoded by the entropy encoding unit 155 and transmitted to the video decoding device.
머지 스킵(merge skip) 모드는 머지 모드의 특별한 경우로서, 양자화를 수행한 후, 엔트로피 부호화를 위한 변환 계수가 모두 영(zero)에 가까울 때, 잔차신호들의 전송 없이 주변블록 선택 정보만을 전송한다. 머지 스킵 모드를 이용함으로써, 움직임이 적은 영상, 정지 영상, 스크린 콘텐츠 영상 등에서 상대적으로 높은 부호화 효율을 달성할 수 있다. Merge skip mode is a special case of merge mode. After performing quantization, when all transformation coefficients for entropy encoding are close to zero, only peripheral block selection information is transmitted without transmitting residual signals. By using merge skip mode, relatively high coding efficiency can be achieved in low-motion images, still images, screen content images, etc.
이하, 머지 모드와 머지 스킵 모드를 통칭하여, 머지/스킵 모드로 나타낸다. Hereinafter, merge mode and merge skip mode are collectively referred to as merge/skip mode.
움직임 정보를 부호화하기 위한 또 다른 방법은 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드이다.Another method for encoding motion information is AMVP (Advanced Motion Vector Prediction) mode.
AMVP 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터 후보들을 유도한다. 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로는, 도 4에 도시된 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(A0), 좌하단블록(A1), 상단블록(B0), 우상단블록(B1), 및 좌상단블록(B2) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(co-located block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 사용될 수 있다. 이상에서 기술된 방법에 의해 움직임벡터 후보의 개수가 기설정된 개수보다 작으면, 0 벡터를 움직임벡터 후보에 추가한다. In AMVP mode, the inter prediction unit 124 uses neighboring blocks of the current block to derive predicted motion vector candidates for the motion vector of the current block. The surrounding blocks used to derive predicted motion vector candidates include the left block (A0), bottom left block (A1), top block (B0), and top right block adjacent to the current block in the current picture shown in FIG. B1), and all or part of the upper left block (B2) can be used. In addition, a block located within a reference picture (which may be the same or different from the reference picture used to predict the current block) rather than the current picture where the current block is located will be used as a surrounding block used to derive prediction motion vector candidates. It may be possible. For example, a block co-located with the current block within the reference picture or blocks adjacent to the co-located block may be used. If the number of motion vector candidates is less than the preset number by the method described above, the 0 vector is added to the motion vector candidates.
인터 예측부(124)는 이 주변블록들의 움직임벡터를 이용하여 예측 움직임벡터 후보들을 유도하고, 예측 움직임벡터 후보들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터를 결정한다. 그리고, 현재블록의 움직임벡터로부터 예측 움직임벡터를 감산하여 차분 움직임벡터를 산출한다. The inter prediction unit 124 derives predicted motion vector candidates using the motion vectors of the neighboring blocks, and determines a predicted motion vector for the motion vector of the current block using the predicted motion vector candidates. Then, the predicted motion vector is subtracted from the motion vector of the current block to calculate the differential motion vector.
예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들에 기정의된 함수(예컨대, 중앙값, 평균값 연산 등)를 적용하여 구할 수 있다. 이 경우, 영상 복호화 장치도 기정의된 함수를 알고 있다. 또한, 예측 움직임벡터 후보를 유도하기 위해 사용하는 주변블록은 이미 부호화 및 복호화가 완료된 블록이므로 영상 복호화 장치도 그 주변블록의 움직임벡터도 이미 알고 있다. 그러므로 영상 부호화 장치는 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보를 부호화할 필요가 없다. 따라서, 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보와 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보가 부호화된다.The predicted motion vector can be obtained by applying a predefined function (eg, median, average value calculation, etc.) to the predicted motion vector candidates. In this case, the video decoding device also knows the predefined function. In addition, since the neighboring blocks used to derive predicted motion vector candidates are blocks for which encoding and decoding have already been completed, the video decoding device also already knows the motion vectors of the neighboring blocks. Therefore, the video encoding device does not need to encode information to identify the predicted motion vector candidate. Therefore, in this case, information about the differential motion vector and information about the reference picture used to predict the current block are encoded.
한편, 예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들 중 어느 하나를 선택하는 방식으로 결정될 수도 있다. 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보 및 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보와 함께, 선택된 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보가 추가로 부호화된다.Meanwhile, the predicted motion vector may be determined by selecting one of the predicted motion vector candidates. In this case, information for identifying the selected prediction motion vector candidate is additionally encoded, along with information about the differential motion vector and information about the reference picture used to predict the current block.
감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성한다.The subtractor 130 generates a residual block by subtracting the prediction block generated by the intra prediction unit 122 or the inter prediction unit 124 from the current block.
변환부(140)는 공간 영역의 픽셀 값들을 가지는 잔차블록 내의 잔차신호들을 주파수 도메인의 변환 계수로 변환한다. 변환부(140)는 잔차블록의 전체 크기를 변환 단위로 사용하여 잔차블록 내의 잔차신호들을 변환할 수 있으며, 또는 잔차블록을 복수 개의 서브블록으로 분할하고 그 서브블록을 변환 단위로 사용하여 변환을 할 수도 있다. 또는, 변환 영역 및 비변환 영역인 두 개의 서브블록으로 구분하여, 변환 영역 서브블록만 변환 단위로 사용하여 잔차신호들을 변환할 수 있다. 여기서, 변환 영역 서브블록은 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:1의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록 중 하나일 수 있다. 이런 경우, 서브블록 만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 또한, 변환 영역 서브블록의 크기는 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:3의 크기 비율을 가질 수 있으며, 이런 경우 해당 분할을 구분하는 플래그(cu_sbt_quad_flag)가 추가적으로 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. The converter 140 converts residual signals in a residual block containing pixel values in the spatial domain into transform coefficients in the frequency domain. The conversion unit 140 may convert the residual signals in the residual block by using the entire size of the residual block as a conversion unit, or divide the residual block into a plurality of subblocks and perform conversion by using the subblocks as a conversion unit. You may. Alternatively, the residual signals can be converted by dividing them into two subblocks, a transform area and a non-transformation region, and using only the transform region subblock as a transform unit. Here, the transformation area subblock may be one of two rectangular blocks with a size ratio of 1:1 based on the horizontal axis (or vertical axis). In this case, a flag indicating that only the subblock has been converted (cu_sbt_flag), directional (vertical/horizontal) information (cu_sbt_horizontal_flag), and/or position information (cu_sbt_pos_flag) are encoded by the entropy encoding unit 155 and signaled to the video decoding device. do. In addition, the size of the transform area subblock may have a size ratio of 1:3 based on the horizontal axis (or vertical axis), and in this case, a flag (cu_sbt_quad_flag) that distinguishes the corresponding division is additionally encoded by the entropy encoding unit 155 to encode the image. Signaled to the decryption device.
한편, 변환부(140)는 잔차블록에 대해 가로 방향과 세로 방향으로 개별적으로 변환을 수행할 수 있다. 변환을 위해, 다양한 타입의 변환 함수 또는 변환 행렬이 사용될 수 있다. 예컨대, 가로 방향 변환과 세로 방향 변환을 위한 변환 함수의 쌍을 MTS(Multiple Transform Set)로 정의할 수 있다. 변환부(140)는 MTS 중 변환 효율이 가장 좋은 하나의 변환 함수 쌍을 선택하고 가로 및 세로 방향으로 각각 잔차블록을 변환할 수 있다. MTS 중에서 선택된 변환 함수 쌍에 대한 정보(mts_idx)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. Meanwhile, the transformation unit 140 can separately perform transformation on the residual block in the horizontal and vertical directions. For transformation, various types of transformation functions or transformation matrices can be used. For example, a pair of transformation functions for horizontal transformation and vertical transformation can be defined as MTS (Multiple Transform Set). The conversion unit 140 may select a conversion function pair with the best conversion efficiency among MTSs and convert the residual blocks in the horizontal and vertical directions, respectively. Information (mts_idx) about the transformation function pair selected from the MTS is encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the video decoding device.
양자화부(145)는 변환부(140)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화 파라미터를 이용하여 양자화하고, 양자화된 변환 계수들을 엔트로피 부호화부(155)로 출력한다. 양자화부(145)는, 어떤 블록 혹은 프레임에 대해, 변환 없이, 관련된 잔차 블록을 곧바로 양자화할 수도 있다. 양자화부(145)는 변환블록 내의 변환 계수들의 위치에 따라 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 2차원으로 배열된 양자화된 변환 계수들에 적용되는 양자화 행렬은 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. The quantization unit 145 quantizes the transform coefficients output from the transform unit 140 using a quantization parameter and outputs the quantized transform coefficients to the entropy encoding unit 155. The quantization unit 145 may directly quantize a residual block related to a certain block or frame without conversion. The quantization unit 145 may apply different quantization coefficients (scaling values) depending on the positions of the transform coefficients within the transform block. The quantization matrix applied to the quantized transform coefficients arranged in two dimensions may be encoded and signaled to the video decoding device.
재정렬부(150)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.The rearrangement unit 150 may rearrange coefficient values for the quantized residual values.
재정렬부(150)는 계수 스캐닝(coefficient scanning)을 이용하여 2차원의 계수 어레이를 1차원의 계수 시퀀스로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(150)에서는 지그-재그 스캔(zig-zag scan) 또는 대각선 스캔(diagonal scan)을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원의 계수 시퀀스를 출력할 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 계수 어레이를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔, 대각선 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중에서 사용될 스캔 방법이 결정될 수도 있다.The rearrangement unit 150 can change a two-dimensional coefficient array into a one-dimensional coefficient sequence using coefficient scanning. For example, the realignment unit 150 can scan from DC coefficients to coefficients in the high frequency region using zig-zag scan or diagonal scan to output a one-dimensional coefficient sequence. . Depending on the size of the transformation unit and the intra prediction mode, a vertical scan that scans a two-dimensional coefficient array in the column direction or a horizontal scan that scans the two-dimensional block-type coefficients in the row direction may be used instead of the zig-zag scan. That is, the scan method to be used among zig-zag scan, diagonal scan, vertical scan, and horizontal scan may be determined depending on the size of the transformation unit and the intra prediction mode.
엔트로피 부호화부(155)는, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code), 지수 골롬(Exponential Golomb) 등의 다양한 부호화 방식을 사용하여, 재정렬부(150)로부터 출력된 1차원의 양자화된 변환 계수들의 시퀀스를 부호화함으로써 비트스트림을 생성한다. The entropy encoding unit 155 uses various encoding methods such as CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code) and Exponential Golomb to encode the one-dimensional quantized transform coefficients output from the reordering unit 150. A bitstream is created by encoding the sequence.
또한, 엔트로피 부호화부(155)는 블록 분할과 관련된 CTU size, CU 분할 플래그, QT 분할 플래그, MTT 분할 타입, MTT 분할 방향 등의 정보를 부호화하여, 영상 복호화 장치가 영상 부호화 장치와 동일하게 블록을 분할할 수 있도록 한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 현재블록이 인트라 예측에 의해 부호화되었는지 아니면 인터 예측에 의해 부호화되었는지 여부를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 부호화하고, 예측 타입에 따라 인트라 예측정보(즉, 인트라 예측모드에 대한 정보) 또는 인터 예측정보(움직임 정보의 부호화 모드(머지 모드 또는 AMVP 모드), 머지 모드의 경우 머지 인덱스, AMVP 모드의 경우 참조픽처 인덱스 및 차분 움직임벡터에 대한 정보)를 부호화한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 양자화와 관련된 정보, 즉, 양자화 파라미터에 대한 정보 및 양자화 행렬에 대한 정보를 부호화한다.In addition, the entropy encoder 155 encodes information such as CTU size, CU split flag, QT split flag, MTT split type, and MTT split direction related to block splitting, so that the video decoding device can encode blocks in the same way as the video coding device. Allow it to be divided. In addition, the entropy encoding unit 155 encodes information about the prediction type indicating whether the current block is encoded by intra prediction or inter prediction, and generates intra prediction information (i.e., intra prediction) according to the prediction type. Information about the mode) or inter prediction information (coding mode of motion information (merge mode or AMVP mode), merge index in case of merge mode, information on reference picture index and differential motion vector in case of AMVP mode) is encoded. Additionally, the entropy encoding unit 155 encodes information related to quantization, that is, information about quantization parameters and information about the quantization matrix.
역양자화부(160)는 양자화부(145)로부터 출력되는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 생성한다. 역변환부(165)는 역양자화부(160)로부터 출력되는 변환 계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 변환하여 잔차블록을 복원한다.The inverse quantization unit 160 inversely quantizes the quantized transform coefficients output from the quantization unit 145 to generate transform coefficients. The inverse transform unit 165 restores the residual block by converting the transform coefficients output from the inverse quantization unit 160 from the frequency domain to the spatial domain.
가산기(170)는 복원된 잔차블록과 예측부(120)에 의해 생성된 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 다음 순서의 블록을 인트라 예측할 때 참조 픽셀들로서 사용된다.The adder 170 restores the current block by adding the restored residual block and the prediction block generated by the prediction unit 120. Pixels in the restored current block are used as reference pixels when intra-predicting the next block.
루프(loop) 필터부(180)는 블록 기반의 예측 및 변환/양자화로 인해 발생하는 블록킹 아티팩트(blocking artifacts), 링잉 아티팩트(ringing artifacts), 블러링 아티팩트(blurring artifacts) 등을 줄이기 위해 복원된 픽셀들에 대한 필터링을 수행한다. 루프 필터부(180)는 인루프(in-loop) 필터로서 디블록킹 필터(182), SAO(Sample Adaptive Offset) 필터(184) 및 ALF(Adaptive Loop Filter, 186)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.The loop filter unit 180 restores pixels to reduce blocking artifacts, ringing artifacts, blurring artifacts, etc. that occur due to block-based prediction and transformation/quantization. Perform filtering on them. The loop filter unit 180 is an in-loop filter and may include all or part of a deblocking filter 182, a Sample Adaptive Offset (SAO) filter 184, and an Adaptive Loop Filter (ALF) 186. there is.
디블록킹 필터(182)는 블록 단위의 부호화/복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 필터링하고, SAO 필터(184) 및 ALF(186)는 디블록킹 필터링된 영상에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. SAO 필터(184) 및 ALF(186)는 손실 부호화(lossy coding)로 인해 발생하는 복원된 픽셀들과 원본 픽셀들 간의 차이를 보상하기 위해 사용되는 필터이다. SAO 필터(184)는 CTU 단위로 오프셋을 적용함으로써 주관적 화질뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킨다. 이에 비하여 ALF(186)는 블록 단위의 필터링을 수행하는데, 해당 블록의 에지 및 변화량의 정도를 구분하여 상이한 필터를 적용하여 왜곡을 보상한다. ALF에 사용될 필터 계수들에 대한 정보는 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.The deblocking filter 182 filters the boundaries between restored blocks to remove blocking artifacts caused by block-level encoding/decoding, and the SAO filter 184 and ALF 186 perform deblocking filtering. Additional filtering is performed on the image. The SAO filter 184 and the ALF 186 are filters used to compensate for differences between restored pixels and original pixels caused by lossy coding. The SAO filter 184 improves not only subjective image quality but also coding efficiency by applying an offset in units of CTU. In comparison, the ALF 186 performs filtering on a block basis, distinguishing the edge and degree of change of the block and applying different filters to compensate for distortion. Information about filter coefficients to be used in ALF may be encoded and signaled to a video decoding device.
디블록킹 필터(182), SAO 필터(184) 및 ALF(186)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(190)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조픽처로 사용될 수 있다. The restored block filtered through the deblocking filter 182, SAO filter 184, and ALF 186 is stored in the memory 190. When all blocks in one picture are reconstructed, the reconstructed picture can be used as a reference picture for inter prediction of blocks in the picture to be encoded later.
영상 부호화 장치는 부호화된 비디오 데이터의 비트스트림을 비일시적인 기록매체에 저장하거나 통신 네트워크를 이용하여 영상 복호화 장치에게 전송할 수 있다.The video encoding device can store the bitstream of encoded video data in a non-transitory recording medium or transmit it to the video decoding device using a communication network.
도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 5를 참조하여 영상 복호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.Figure 5 is an example block diagram of a video decoding device that can implement the techniques of the present disclosure. Hereinafter, the video decoding device and its sub-configurations will be described with reference to FIG. 5.
영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(510), 재정렬부(515), 역양자화부(520), 역변환부(530), 예측부(540), 가산기(550), 루프 필터부(560) 및 메모리(570)를 포함하여 구성될 수 있다. The image decoding device includes an entropy decoding unit 510, a rearrangement unit 515, an inverse quantization unit 520, an inverse transform unit 530, a prediction unit 540, an adder 550, a loop filter unit 560, and a memory ( 570).
도 1의 영상 부호화 장치와 마찬가지로, 영상 복호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.Like the video encoding device of FIG. 1, each component of the video decoding device may be implemented as hardware or software, or may be implemented as a combination of hardware and software. Additionally, the function of each component may be implemented as software and a microprocessor may be implemented to execute the function of the software corresponding to each component.
엔트로피 복호화부(510)는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 복호화하여 블록 분할과 관련된 정보를 추출함으로써 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하고, 현재블록을 복원하기 위해 필요한 예측정보, 잔차신호들에 대한 정보 등을 추출한다.The entropy decoder 510 decodes the bitstream generated by the video encoding device, extracts information related to block division, determines the current block to be decoded, and provides prediction information and residual signals needed to restore the current block. Extract information about
엔트로피 복호화부(510)는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 PPS(Picture Parameter Set)로부터 CTU size에 대한 정보를 추출하여 CTU의 크기를 결정하고, 픽처를 결정된 크기의 CTU로 분할한다. 그리고, CTU를 트리 구조의 최상위 레이어, 즉, 루트 노드로 결정하고, CTU에 대한 분할정보를 추출함으로써 트리 구조를 이용하여 CTU를 분할한다. The entropy decoder 510 extracts information about the CTU size from a Sequence Parameter Set (SPS) or Picture Parameter Set (PPS), determines the size of the CTU, and divides the picture into CTUs of the determined size. Then, the CTU is determined as the highest layer of the tree structure, that is, the root node, and the CTU is divided using the tree structure by extracting the division information for the CTU.
예컨대, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 MTT의 분할과 관련된 제2 플래그(mtt_split_flag) 및 분할 방향(vertical / horizontal) 및/또는 분할 타입(binary / ternary) 정보를 추출하여 해당 리프 노드를 MTT 구조로 분할한다. 이에 따라 QT의 리프 노드 이하의 각 노드들을 BT 또는 TT 구조로 반복적으로(recursively) 분할한다.For example, when dividing a CTU using the QTBTTT structure, first extract the first flag (QT_split_flag) related to the division of the QT and split each node into four nodes of the lower layer. And, for the node corresponding to the leaf node of QT, the second flag (mtt_split_flag) and split direction (vertical / horizontal) and/or split type (binary / ternary) information related to the split of MTT are extracted and the leaf node is divided into MTT. Divide by structure. Accordingly, each node below the leaf node of QT is recursively divided into a BT or TT structure.
또 다른 예로서, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 CU의 분할 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)를 추출하고, 해당 블록이 분할된 경우, 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출할 수도 있다. 분할 과정에서 각 노드는 0번 이상의 반복적인 QT 분할 후에 0번 이상의 반복적인 MTT 분할이 발생할 수 있다. 예컨대, CTU는 바로 MTT 분할이 발생하거나, 반대로 다수 번의 QT 분할만 발생할 수도 있다. As another example, when splitting a CTU using the QTBTTT structure, first extract the CU split flag (split_cu_flag) indicating whether to split the CU, and if the corresponding block is split, extract the first flag (QT_split_flag). It may be possible. During the division process, each node may undergo 0 or more repetitive MTT divisions after 0 or more repetitive QT divisions. For example, MTT division may occur immediately in the CTU, or conversely, only multiple QT divisions may occur.
다른 예로서, QTBT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 BT로 더 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할 방향 정보를 추출한다.As another example, when dividing a CTU using the QTBT structure, the first flag (QT_split_flag) related to the division of the QT is extracted and each node is divided into four nodes of the lower layer. And, for the node corresponding to the leaf node of QT, a split flag (split_flag) indicating whether to further split into BT and split direction information are extracted.
한편, 엔트로피 복호화부(510)는 트리 구조의 분할을 이용하여 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하게 되면, 현재블록이 인트라 예측되었는지 아니면 인터 예측되었는지를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 추출한다. 예측 타입 정보가 인트라 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 현재블록의 인트라 예측정보(인트라 예측모드)에 대한 신택스 요소를 추출한다. 예측 타입 정보가 인터 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 인터 예측정보에 대한 신택스 요소, 즉, 움직임벡터 및 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 나타내는 정보를 추출한다.Meanwhile, when the entropy decoding unit 510 determines the current block to be decoded using division of the tree structure, it extracts information about the prediction type indicating whether the current block is intra-predicted or inter-predicted. When prediction type information indicates intra prediction, the entropy decoder 510 extracts syntax elements for intra prediction information (intra prediction mode) of the current block. When prediction type information indicates inter prediction, the entropy decoder 510 extracts syntax elements for inter prediction information, that is, information indicating a motion vector and a reference picture to which the motion vector refers.
또한, 엔트로피 복호화부(510)는 양자화 관련된 정보, 및 잔차신호들에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.Additionally, the entropy decoding unit 510 extracts information about quantized transform coefficients of the current block as quantization-related information and information about residual signals.
재정렬부(515)는, 영상 부호화 장치에 의해 수행된 계수 스캐닝 순서의 역순으로, 엔트로피 복호화부(510)에서 엔트로피 복호화된 1차원의 양자화된 변환계수들의 시퀀스를 다시 2차원의 계수 어레이(즉, 블록)로 변경할 수 있다.The reordering unit 515 re-organizes the sequence of one-dimensional quantized transform coefficients entropy decoded in the entropy decoding unit 510 into a two-dimensional coefficient array (i.e., in reverse order of the coefficient scanning order performed by the image encoding device). block).
역양자화부(520)는 양자화된 변환계수들을 역양자화하고, 양자화 파라미터를 이용하여 양자화된 변환계수들을 역양자화한다. 역양자화부(520)는 2차원으로 배열된 양자화된 변환계수들에 대해 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 역양자화부(520)는 영상 부호화 장치로부터 양자화 계수(스케일링 값)들의 행렬을 양자화된 변환계수들의 2차원 어레이에 적용하여 역양자화를 수행할 수 있다. The inverse quantization unit 520 inversely quantizes the quantized transform coefficients and inversely quantizes the quantized transform coefficients using a quantization parameter. The inverse quantization unit 520 may apply different quantization coefficients (scaling values) to quantized transform coefficients arranged in two dimensions. The inverse quantization unit 520 may perform inverse quantization by applying a matrix of quantization coefficients (scaling values) from an image encoding device to a two-dimensional array of quantized transform coefficients.
역변환부(530)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 잔차블록을 생성한다.The inverse transform unit 530 inversely transforms the inverse quantized transform coefficients from the frequency domain to the spatial domain to restore the residual signals, thereby generating a residual block for the current block.
또한, 역변환부(530)는 변환블록의 일부 영역(서브블록)만 역변환하는 경우, 변환블록의 서브블록만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 서브블록의 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 서브블록의 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)를 추출하여, 해당 서브블록의 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환함으로써 잔차신호들을 복원하고, 역변환되지 않은 영역에 대해서는 잔차신호들로 “0”값을 채움으로써 현재블록에 대한 최종 잔차블록을 생성한다.In addition, when the inverse transformation unit 530 inversely transforms only a partial area (subblock) of the transformation block, a flag (cu_sbt_flag) indicating that only the subblock of the transformation block has been transformed, and directionality (vertical/horizontal) information of the subblock (cu_sbt_horizontal_flag) ) and/or by extracting the position information (cu_sbt_pos_flag) of the subblock, and inversely transforming the transformation coefficients of the corresponding subblock from the frequency domain to the spatial domain to restore the residual signals, and for the area that has not been inversely transformed, the residual signals are set to “0”. By filling in the values, the final residual block for the current block is created.
또한, MTS가 적용된 경우, 역변환부(530)는 영상 부호화 장치로부터 시그널링된 MTS 정보(mts_idx)를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 각각 적용할 변환 함수 또는 변환 행렬을 결정하고, 결정된 변환 함수를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 변환블록 내의 변환계수들에 대해 역변환을 수행한다.In addition, when MTS is applied, the inverse transform unit 530 determines a transformation function or transformation matrix to be applied in the horizontal and vertical directions, respectively, using the MTS information (mts_idx) signaled from the video encoding device, and uses the determined transformation function. Inverse transformation is performed on the transformation coefficients in the transformation block in the horizontal and vertical directions.
예측부(540)는 인트라 예측부(542) 및 인터 예측부(544)를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(542)는 현재블록의 예측 타입이 인트라 예측일 때 활성화되고, 인터 예측부(544)는 현재블록의 예측 타입이 인터 예측일 때 활성화된다.The prediction unit 540 may include an intra prediction unit 542 and an inter prediction unit 544. The intra prediction unit 542 is activated when the prediction type of the current block is intra prediction, and the inter prediction unit 544 is activated when the prediction type of the current block is inter prediction.
인트라 예측부(542)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 요소로부터 복수의 인트라 예측모드 중 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하고, 인트라 예측모드에 따라 현재블록 주변의 참조 픽셀들을 이용하여 현재블록을 예측한다.The intra prediction unit 542 determines the intra prediction mode of the current block among a plurality of intra prediction modes from the syntax elements for the intra prediction mode extracted from the entropy decoder 510, and provides a reference around the current block according to the intra prediction mode. Predict the current block using pixels.
인터 예측부(544)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인터 예측모드에 대한 신택스 요소를 이용하여 현재블록의 움직임벡터와 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 결정하고, 움직임벡터와 참조픽처를 이용하여 현재블록을 예측한다.The inter prediction unit 544 uses the syntax elements for the inter prediction mode extracted from the entropy decoder 510 to determine the motion vector of the current block and the reference picture to which the motion vector refers, and uses the motion vector and the reference picture to determine the motion vector of the current block. Use this to predict the current block.
가산기(550)는 역변환부(530)로부터 출력되는 잔차블록과 인터 예측부(544) 또는 인트라 예측부(542)로부터 출력되는 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 이후에 복호화할 블록을 인트라 예측할 때의 참조픽셀들로서 활용된다.The adder 550 restores the current block by adding the residual block output from the inverse transform unit 530 and the prediction block output from the inter prediction unit 544 or intra prediction unit 542. Pixels in the restored current block are used as reference pixels when intra-predicting a block to be decoded later.
루프 필터부(560)는 인루프 필터로서 디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 포함할 수 있다. 디블록킹 필터(562)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해, 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다. SAO 필터(564) 및 ALF(566)는 손실 부호화(lossy coding)로 인해 발생하는 복원된 픽셀들과 원본 픽셀들 간의 차이를 보상하기 위해, 디블록킹 필터링 이후의 복원된 블록에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. ALF의 필터 계수는 비스트림으로부터 복호한 필터 계수에 대한 정보를 이용하여 결정된다. The loop filter unit 560 may include a deblocking filter 562, a SAO filter 564, and an ALF 566 as an in-loop filter. The deblocking filter 562 performs deblocking filtering on the boundaries between restored blocks to remove blocking artifacts that occur due to block-level decoding. The SAO filter 564 and the ALF 566 perform additional filtering on the reconstructed block after deblocking filtering to compensate for the difference between the reconstructed pixels and the original pixels caused by lossy coding. do. The filter coefficient of ALF is determined using information about the filter coefficient decoded from the non-stream.
디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(570)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조픽처로 사용된다.The restored block filtered through the deblocking filter 562, SAO filter 564, and ALF 566 is stored in the memory 570. When all blocks in one picture are reconstructed, the reconstructed picture is later used as a reference picture for inter prediction of blocks in the picture to be encoded.
이하의 실시예들은 영상 부호화 장치 내 인트라 예측부(122), 변환부(140) 및 역변환부(165)에 의해 수행될 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치 내 역변환부(530) 및 인트라 예측부(542)에 의해 수행될 수 있다.The following embodiments may be performed by the intra prediction unit 122, the transform unit 140, and the inverse transform unit 165 within the video encoding device. Additionally, it may be performed by the inverse transform unit 530 and the intra prediction unit 542 within the video decoding device.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 32x32 블록에 기하학적 분할모드를 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 기하학적 분할모드에 대해 설명하면, 하나의 부호화 유닛(Coding Unit)이 직선분할경계에 의해 두 개의 영역으로 분할된다. 분할된 두 개의 영역은 각각 서로 다른 움직임정보를 이용하여 인터예측을 수행한다. 분할된 두 개의 영역에 대한 인터예측블록이 각각 생성된다. 생성된 두 개의 인터예측블록을 가중평균하여 최종적인 기하학적 분할모드의 예측블록이 생성된다. 기하하적 분할모드는 각도매개변수와 거리매개변수를 사용하여 직선으로 정의되는 분할경계영역을 설정한다.FIG. 6 is a diagram illustrating a method of applying a geometric partition mode to a 32x32 block according to an embodiment of the present disclosure. To explain the geometric division mode, one coding unit is divided into two areas by a straight division boundary. The two divided areas perform inter prediction using different motion information. Inter prediction blocks are generated for each of the two divided areas. A prediction block in the final geometric partition mode is generated by weighting the two generated inter prediction blocks. The geometric division mode uses angle parameters and distance parameters to set a division boundary area defined by a straight line.
도 6을 참조하면, 32x32 블록은 두 개의 영역으로 분할된다. 분할된 두 개의 영역 각각에 대해 인터예측이 수행될 수 있다. 32x32 블록은 두 개의 영역으로 분할될 수 있다. 분할된 두 개의 영역 각각에 대해 인터예측이 수행될 수 있다. φ 는 각도매개변수일 수 있다. ρ 는 거리매개변수일 수 있다. 각도매개변수와 거리매개변수를 이용하여 32x32 블록을 분할하는 직선이 설정될 수 있다. Referring to Figure 6, the 32x32 block is divided into two areas. Inter prediction can be performed for each of the two divided regions. A 32x32 block can be divided into two regions. Inter prediction can be performed for each of the two divided regions. ϕ may be an angle parameter. ρ may be a distance parameter. A straight line dividing the 32x32 block can be set using the angle parameter and the distance parameter.
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 기하학적 분할모드에서 각도매개변수와 거리매개변수를 설명하기 위한 도면이다.7A and 7B are diagrams for explaining angle parameters and distance parameters in geometric division mode, according to an embodiment of the present disclosure.
도 7a를 참조하면, 각도매개변수는 부호화 유닛 내의 360도 범위를 대칭 분할하여 총 20개의 양자화된 각도로 정의될 수 있다.Referring to FIG. 7A, the angle parameter can be defined as a total of 20 quantized angles by symmetrically dividing the 360-degree range within the coding unit.
도 7b를 참조하면, 거리매개변수는 4개의 양자화된 거리로 정의될 수 있다. 각도매개변수와 거리매개변수의 조합으로 발생할 수 있는 총 80개의 분할방향으로부터 중복되는 10개의 분할방향과 이진트리분할 및 삼진트리분할과 중복되는 6개의 분할방향이 제외될 수 있다. 이에 따라, 기하학적 분할모드에서 총 64개의 분할방향이 사용될 수 있다.Referring to Figure 7b, the distance parameter can be defined as four quantized distances. From a total of 80 split directions that can occur through a combination of the angle parameter and the distance parameter, 10 split directions that overlap and 6 split directions that overlap with binary tree division and ternary tree division can be excluded. Accordingly, a total of 64 division directions can be used in geometric division mode.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 기하학적 분할모드에서 분할방향정보의 룩업테이블을 설명하기 위한 도면이다. 각도매개변수와 거리매개변수의 조합은 룩업테이블(look-up table)로 표현될 수 있다. 하나의 부호화 유닛마다 분할방향정보가 전송될 수 있다. 기하학적 분할모드는 일반 머지후보리스트로부터 단방향 움직임정보만을 포함하는 기하학적 분할모드를 위한 머지후보리스트를 구성할 수 있다. 이에 따라, 움직임정보의 부호화가 간소화되고 가능한 조합 수가 줄어들 수 있다. 기하학적 분할모드를 위한 머지후보리스트를 이용하여 각 분할영역별로 사용한 머지인덱스가 전송될 수 있다.Figure 8 is a diagram for explaining a lookup table of division direction information in geometric division mode, according to an embodiment of the present disclosure. The combination of angle parameters and distance parameters can be expressed as a look-up table. Segmentation direction information may be transmitted for each coding unit. The geometric partition mode can construct a merge candidate list for the geometric partition mode that includes only unidirectional motion information from the general merge candidate list. Accordingly, the encoding of motion information can be simplified and the number of possible combinations can be reduced. The merge index used for each partition area can be transmitted using the merge candidate list for the geometric partition mode.
도 8을 참조하면, 각도매개변수에 대한 정보(e.g., angleIdx)와 거리매개변수에 대한 정보(e.g., distanceIdx)에 따라 분할방향정보(e.g., merge_gpm_partition_idx)가 결정될 수 있다. angleIdx와 distanceIdx의 조합에 따른 merge_gpm_partition_idx는 룩업테이블로 표현될 수 있다. merge_gpm_partition_idx의 값은 0 ~ 63 범위 내에 존재할 수 있다. 하나의 부호화유닛 마다 merge_gpm_partition_idx가 전송될 수 있다.Referring to FIG. 8, division direction information (e.g., merge_gpm_partition_idx) may be determined according to information about the angle parameter (e.g., angleIdx) and information about the distance parameter (e.g., distanceIdx). merge_gpm_partition_idx according to the combination of angleIdx and distanceIdx can be expressed as a lookup table. The value of merge_gpm_partition_idx can be in the range of 0 to 63. merge_gpm_partition_idx can be transmitted for each coding unit.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 기하학적 분할모드에서 기하학적 분할경계와 현재블록 내에 2개의 서브영역을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 영상 복호화 장치가 각 과정을 수행하는 것으로 서술하나 영상 부호화 장치도 각 과정을 수행할 수 있다.FIG. 9 is a diagram illustrating a geometric division boundary and two sub-areas within a current block in a geometric division mode, according to an embodiment of the present disclosure. Hereinafter, it is described that the video decoding device performs each process, but the video encoding device can also perform each process.
도 9를 참조하면, 현재블록의 예측모드가 인터예측모드이고 기하학적 분할모드인 경우, 영상 복호화 장치는 기하학적 분할경계를 이용하여 현재블록을 서브영역 0과 서브영역 1로 분할한다. 영상 복호화 장치는 서브영역 0의 예측블록과 서브영역 1의 예측블록을 생성한다. 영상 복호화 장치는 서브영역 0의 예측블록과 서브영역 1의 예측블록을 이용하여 현재블록의 최종예측블록이 생성한다.Referring to FIG. 9, when the prediction mode of the current block is the inter prediction mode and the geometric segmentation mode, the image decoding device divides the current block into subregion 0 and subregion 1 using the geometric segmentation boundary. The video decoding device generates a prediction block in subregion 0 and a prediction block in subregion 1. The video decoding device generates the final prediction block of the current block using the prediction block in subarea 0 and the prediction block in subarea 1.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른, 기하학적 분할모드를 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 10 is a flowchart illustrating a process for generating a prediction block of a current block using a geometric partition mode according to an embodiment of the present disclosure.
도 10을 참조하면, 유도기반 기하학적 분할모드를 수행할지 여부를 나타내는 정보(e.g., Derive_GPM_flag)가 파싱될 수 있다. Derive_GPM_flag가 제1 값(e.g., 0)인 경우, 영상 복호화 장치는 일반적인 기하학적 분할모드를 수행할 수 있다. Derive_GPM_flag가 제2 값(e.g., 1)인 경우, 영상 복호화 장치는 유도기반 기하학적 분할모드를 수행할 수 있다. 유도기반 기하학적 분할모드는 서브영역 0의 움직임벡터를 이용하여 서브영역 1의 움직임벡터를 결정하고, 서브영역 0의 움직임벡터와 서브영역 1의 움직임벡터를 이용하여 분할방향정보를 결정하는 모드이다.Referring to FIG. 10, information (e.g., Derive_GPM_flag) indicating whether to perform derive-based geometric segmentation mode can be parsed. When Derive_GPM_flag is the first value (e.g., 0), the image decoding device can perform a general geometric segmentation mode. When Derive_GPM_flag is the second value (e.g., 1), the image decoding device can perform derivation-based geometric segmentation mode. The induction-based geometric segmentation mode is a mode in which the motion vector of subarea 1 is determined using the motion vector of subarea 0, and the division direction information is determined using the motion vector of subarea 0 and the motion vector of subarea 1.
Derive_GPM_flag가 제2 값(e.g., 1)인 경우, 영상 복호화 장치는 기하학적 분할모드의 후보리스트를 생성한다(S1010). 영상 복호화 장치는 일반 머지 후보리스트를 기하학적 분할모드의 후보리스트로 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 일반 머지 후보리스트를 이용하여 기하학적 분할모드의 후보리스트를 생성할 수 있다. 영상 복호화 장치는 일반 머지후보리스트 중 인덱스가 짝수인 경우 첫번째 참조픽처리스트에 존재하는 움직임정보를 선택하고 인덱스가 홀수인 경우 두번째 참조픽처리스트에 존재하는 움직임정보를 선택하여 기하학적 분할모드의 후보리스트를 생성할 수 있다.If Derive_GPM_flag is the second value (e.g., 1), the video decoding device generates a candidate list of geometric segmentation modes (S1010). The video decoding device may determine the general merge candidate list as the candidate list for the geometric partition mode. The video decoding device can generate a candidate list for geometric segmentation mode using a general merge candidate list. Among the general merge candidate lists, if the index is an even number, the video decoding device selects the motion information present in the first reference picture list, and if the index is an odd number, it selects motion information present in the second reference picture list to create a candidate list for geometric segmentation mode. can be created.
영상 복호화 장치는 서브영역 0의 움직임정보를 결정한다(S1020). 영상 복호화 장치는 파싱된 서브영역 0의 움직임정보에 대한 인덱스(e.g., PM_idx_0)를 이용하여 서브영역 0의 움직임정보를 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 PM_idx_0를 이용하여 기하학적 분할모드의 후보리스트 중 서브영역 0의 움직임정보를 결정할 수 있다.The video decoding device determines motion information of subregion 0 (S1020). The video decoding device can determine the motion information of sub-region 0 using the index (e.g., PM_idx_0) for the parsed motion information of sub-region 0. The video decoding device can use PM_idx_0 to determine motion information of subregion 0 among the candidate list for geometric segmentation mode.
영상 복호화 장치는 서브영역 1의 움직임정보를 결정한다(S1030). 영상 복호화 장치는 파싱된 서브영역 1의 움직임정보에 대한 인덱스(e.g., PM_idx_1)와 서브영역 0의 예측블록을 이용하여 서브영역 1의 움직임정보를 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 분할방향정보를 결정한다(S1040). 영상 복호화 장치는 서브영역 1의 움직임정보와 분할방향정보에 대한 인덱스(e.g., GPMmode_idx)를 이용하여 분할방향정보를 결정할 수 있다. The video decoding device determines the motion information of subregion 1 (S1030). The video decoding device can determine the motion information of sub-region 1 using the index (e.g., PM_idx_1) for the parsed motion information of sub-region 1 and the prediction block of sub-region 0. The video decoding device determines division direction information (S1040). The video decoding device can determine division direction information using the motion information of subregion 1 and an index (e.g., GPMmode_idx) for division direction information.
영상 복호화 장치는 블렌딩영역을 결정한다(S1050). 영상 복호화 장치는 분할방향정보, 블렌딩영역에 대한 인덱스(e.g., BlendingArea_idx) 또는 서브영역 0의 예측블록과 서브영역 1의 예측블록 등을 이용하여 블렌딩영역을 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 서브영역 0의 예측블록과 서브영역 1의 예측블록을 가중평균하여 현재블록의 최종예측블록을 생성한다(S1060). 영상 복호화 장치는 블렌딩영역을 이용하여 블렌딩 매트릭스를 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 블렌딩 매트릭스를 이용하여 서브영역 0의 예측블록과 서브영역 1의 예측블록을 가중평균하여 현재블록의 최종예측블록을 생성할 수 있다.The video decoding device determines the blending area (S1050). The image decoding device can determine the blending area using division direction information, an index for the blending area (e.g., BlendingArea_idx), or a prediction block in subarea 0 and a prediction block in subarea 1. The video decoding device generates the final prediction block of the current block by performing a weighted average of the prediction block in subarea 0 and the prediction block in subarea 1 (S1060). The video decoding device can determine the blending matrix using the blending area. The image decoding device can generate the final prediction block of the current block by performing a weighted average of the prediction block in subarea 0 and the prediction block in subarea 1 using a blending matrix.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른, 현재블록과 현재블록 주변의 템플릿블록을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 11 is a diagram for explaining a current block and template blocks surrounding the current block, according to an embodiment of the present disclosure.
도 11을 참조하면, 현재블록 주변에 기복원된 템플릿블록은 현재블록의 상단, 좌측 및 좌상단에 있을 수 있다. 현재블록 주변에 기복원된 템플릿블록들은 A 블록, B 블록 C 블록, D 블록 및 E 블록일 수 있다. 현재블록 주변에 기복원된 템플릿블록들의 위치 및 크기는 현재블록의 크기 및 종횡비에 기반하여 변경될 수 있다. Referring to FIG. 11, template blocks raised and restored around the current block may be at the top, left, and upper left of the current block. Template blocks restored around the current block may be A block, B block, C block, D block, and E block. The positions and sizes of template blocks raised and restored around the current block can be changed based on the size and aspect ratio of the current block.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른, 템플릿매칭을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 12 is a diagram for explaining a method of performing template matching according to an embodiment of the present disclosure.
도 12를 참조하면, 영상 복호화 장치는 PM_idx_0를 이용하여 기하학적 분할모드의 후보리스트 중 서브영역 0의 움직임정보를 결정할 수 있다. 서브영역 0의 움직임정보는 서브영역 0의 움직임벡터 MV0를 포함한다. 영상 복호화 장치는 현재블록 주변에 기복원된 템플릿블록들을 A 블록, B 블록 C 블록, D 블록 및 E 블록으로 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 움직임벡터 MV0를 이용하여 참조픽처 내 참조블록 주변에 템플릿블록들을 A' 블록, B' 블록 C' 블록, D' 블록 및 E' 블록으로 결정할 수 있다. Referring to FIG. 12, the video decoding device can use PM_idx_0 to determine motion information of subregion 0 among the candidate list for geometric partition mode. The motion information of sub-area 0 includes the motion vector MV0 of sub-area 0. The video decoding device can determine the template blocks restored around the current block as A block, B block, C block, D block, and E block. The video decoding device can use the motion vector MV0 to determine template blocks around the reference block in the reference picture into A' block, B' block, C' block, D' block, and E' block.
영상 복호화 장치는 A 블록, B 블록 C 블록, D 블록 및 E 블록과 A' 블록, B' 블록 C' 블록, D' 블록 및 E' 블록을 이용하여 템플릿매칭을 수행하고 서브영역 1의 움직임벡터를 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 A 블록, B 블록 C 블록, D 블록 및 E 블록 순서로 템플릿매칭을 수행할 수 있다. 다만, 템플릿매칭의 순서는 이에 한정되지 않고 변경될 수 있다. 템플릿매칭은 손실함수의 에러 값이 최소가 되는 블록을 찾는 것일 수 있다. 여기서, 손실함수는 MSE(Mean Squared Error) 또는 SATD(Sum of Absolute Differences) 등일 수 있다. 영상 복호화 장치는 A 블록과 A' 블록 사이의 손실함수의 에러 값, B 블록과 B' 블록 사이의 손실함수의 에러 값, C 블록과 C' 블록 사이의 손실함수의 에러 값, D 블록과 D' 블록 사이의 손실함수의 에러 값 및 E 블록과 E' 블록 사이의 손실함수의 에러 값을 계산할 수 있다.The video decoding device performs template matching using A block, B block, C block, D block, and E block, and A' block, B' block, C' block, D' block, and E' block, and uses the motion vector of subregion 1. can be decided. The video decoding device can perform template matching in the following order: A block, B block, C block, D block, and E block. However, the order of template matching is not limited to this and may be changed. Template matching can be about finding a block where the error value of the loss function is minimized. Here, the loss function may be MSE (Mean Squared Error) or SATD (Sum of Absolute Differences). The video decoding device determines the error value of the loss function between the A block and the A' block, the error value of the loss function between the B block and the B' block, the error value of the loss function between the C block and the C' block, and the error value of the loss function between the D block and the D block. The error value of the loss function between 'blocks and the error value of the loss function between E block and E' block can be calculated.
영상 복호화 장치는 A 블록, B 블록 C 블록, D 블록 및 E 블록 중 손실함수의 에러 값이 가장 작은 n개의 블록을 선택할 수 있다. 여기서 n개는 기정의된 임의의 개수일 수 있다. n개는 템플릿블록의 개수에 기반하여 결정될 수 있다. 영상 복호화 장치는 선택된 n개의 블록 이외의 템플릿블록들을 이용하여 서브영역 1의 움직임벡터를 결정할 수 있다. 다른 실시예로서, 영상 복호화 장치는 기정의된 임계값보다 작은 에러 값을 가지는 템플릿블록들을 선택하여 템플릿매칭을 수행할 수 있다.The video decoding device can select n blocks with the smallest loss function error value among A blocks, B blocks, C blocks, D blocks, and E blocks. Here, n may be any predefined number. n can be determined based on the number of template blocks. The video decoding device can determine the motion vector of subregion 1 using template blocks other than the selected n blocks. As another embodiment, an image decoding apparatus may perform template matching by selecting template blocks with an error value smaller than a predefined threshold.
영상 복호화 장치는 매칭된 템플릿블록 이외의 템플릿블록들과 기하학적 분할모드의 후보리스트에 포함된 움직임벡터들 중 서브영역 0의 움직임벡터인 MV0를 제외한 움직임벡터들을 이용하여 서브영역 1의 움직임벡터를 결정할 수 있다. The video decoding device determines the motion vector of sub-region 1 using template blocks other than the matched template block and motion vectors excluding MV0, which is the motion vector of sub-region 0, among the motion vectors included in the candidate list of the geometric division mode. You can.
예를 들어, A 블록, B 블록 C 블록, D 블록 및 E 블록 중 A 블록, B 블록 및 D 블록이 템플릿매칭을 이용하여 선택된 블록이고, 기하학적 분할모드의 후보리스트에 3개의 움직임벡터가 포함된 경우, 영상 복호화 장치는 C 블록 및 E 블록과 기하하적 분할모드의 후보리스트에 포함된 움직임벡터들 중 MV0를 제외한 2개의 움직임벡터를 이용하여 서브영역 1의 움직임벡터를 결정할 수 있다. 2개의 움직임벡터가 MV' 와 MV''인 경우, 영상 복호화 장치는 움직임벡터 MV'를 이용하여 참조픽처 1 내의 참조블록 1을 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 참조블록 1의 주변에 템플릿블록들 중 C'' 블록 및 E'' 블록을 C 블록 및 E 블록에 대응하는 템플릿블록들로 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 움직임벡터 MV''를 이용하여 참조픽처 2 내의 참조블록 2를 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 참조블록 2의 주변에 템플릿블록들 중 C''' 블록 및 E''' 블록을 C 블록 및 E 블록에 대응하는 템플릿블록들로 결정할 수 있다. For example, among A block, B block, C block, D block, and E block, A block, B block, and D block are blocks selected using template matching, and three motion vectors are included in the candidate list of geometric division mode. In this case, the video decoding device can determine the motion vector of sub-region 1 using two motion vectors excluding MV0 among the motion vectors included in the candidate list of the C block, E block, and geometric partition mode. When the two motion vectors are MV' and MV'', the video decoding device can determine reference block 1 in reference picture 1 using the motion vector MV'. The video decoding device may determine the C'' block and the E'' block among the template blocks surrounding reference block 1 as template blocks corresponding to the C block and the E block. The video decoding device can determine reference block 2 in reference picture 2 using the motion vector MV''. The video decoding device may determine the C''' block and the E''' block among the template blocks surrounding reference block 2 as template blocks corresponding to the C block and the E block.
영상 복호화 장치는 C 블록과 C'' 블록 사이의 손실함수의 에러 값과 E 블록과 E'' 블록 사이의 손실함수의 에러 값을 더한 값인 K1과 C 블록과 C''' 블록 사이의 손실함수의 에러 값과 E 블록과 E''' 블록 사이의 손실함수의 에러 값을 더한 값인 K2를 계산할 수 있다. K1이 K2 보다 작은 경우, 영상 복호화 장치는 움직임벡터 MV'를 서브영역 1의 움직임벡터로 결정할 수 있다. K2가 K1 보다 작은 경우, 영상 복호화 장치는 움직임벡터 MV''를 서브영역 1의 움직임벡터로 결정할 수 있다.The video decoding device uses K1, which is the sum of the error value of the loss function between the C block and the C'' block and the error value of the loss function between the E block and the E'' block, and the loss function between the C block and the C''' block. K2, which is the sum of the error value of and the error value of the loss function between the E block and the E''' block, can be calculated. If K1 is smaller than K2, the video decoding device can determine the motion vector MV' as the motion vector of subregion 1. If K2 is smaller than K1, the video decoding device can determine the motion vector MV'' as the motion vector of subregion 1.
영상 복호화 장치는 매칭된 템플릿블록 이외의 템플릿블록들과 기하학적 분할모드의 후보리스트에 포함된 움직임벡터들 중 서브영역 0의 움직임벡터인 MV0를 제외한 움직임벡터들과 파싱된 PM_idx_1을 이용하여 서브영역 1의 움직임벡터를 결정할 수 있다. 기하학적 분할모드의 후보리스트에 포함된 움직임벡터들의 개수가 m개인 경우, PM_idx_1은 m보다 작은 정수 값일 수 있다. The video decoding device uses template blocks other than the matched template block, motion vectors other than MV0, which is the motion vector of subregion 0, among the motion vectors included in the candidate list of the geometric division mode, and the parsed PM_idx_1 to generate subregion 1. The motion vector of can be determined. If the number of motion vectors included in the candidate list of the geometric partition mode is m, PM_idx_1 may be an integer value smaller than m.
예를 들어, A 블록, B 블록 C 블록, D 블록 및 E 블록 중 A 블록, B 블록 및 D 블록이 템플릿매칭을 이용하여 선택된 블록이고, 기하학적 분할모드의 후보리스트에 3개의 움직임벡터가 포함된 경우, 영상 복호화 장치는 C 블록 및 E블록과 기하하적 분할모드의 후보리스트에 포함된 움직임벡터들 중 MV0를 제외한 2개의 움직임벡터와 파싱된 PM_idx_1을 이용하여 서브영역 1의 움직임벡터를 결정할 수 있다. For example, among A block, B block, C block, D block, and E block, A block, B block, and D block are blocks selected using template matching, and three motion vectors are included in the candidate list of geometric division mode. In this case, the video decoding device can determine the motion vector of subregion 1 using two motion vectors excluding MV0 and the parsed PM_idx_1 among the motion vectors included in the candidate list of the C block, E block, and geometric partition mode. there is.
2개의 움직임벡터가 MV' 및 MV''인 경우, 영상 복호화 장치는 움직임벡터 MV'를 이용하여 참조픽처 1 내의 참조블록 1을 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 참조블록 1의 주변에 템플릿블록들 중 C'' 블록 및 E'' 블록을 C 블록 및 E 블록에 대응하는 템플릿블록들로 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 움직임벡터 MV''를 이용하여 참조픽처 2 내의 참조블록 2를 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 참조블록 2의 주변에 템플릿블록들 중 C''' 블록 및 E''' 블록을 C 블록 및 E 블록에 대응하는 템플릿블록들로 결정할 수 있다. When the two motion vectors are MV' and MV'', the video decoding device can determine reference block 1 in reference picture 1 using the motion vector MV'. The video decoding device may determine the C'' block and the E'' block among the template blocks surrounding reference block 1 as template blocks corresponding to the C block and the E block. The video decoding device can determine reference block 2 in reference picture 2 using the motion vector MV''. The video decoding device may determine the C''' block and the E''' block among the template blocks surrounding reference block 2 as template blocks corresponding to the C block and the E block.
영상 복호화 장치는 C 블록과 C'' 블록 사이의 손실함수의 에러 값과 E 블록과 E'' 블록 사이의 손실함수의 에러 값을 더한 값인 K1과 C 블록과 C''' 블록 사이의 손실함수의 에러 값과 E 블록과 E''' 블록 사이의 손실함수의 에러 값을 더한 값인 K2를 계산할 수 있다. K1이 K2 보다 작은 경우, 영상 복호화 장치는 MV' 및 MV'' 순으로 움직임벡터 후보들을 정렬할 수 있다. 영상 복호화 장치는 파싱된 PM_idx_1을 이용하여 정렬된 움직임벡터 후보들 중 서브영역 1의 움직임벡터를 결정할 수 있다. K2가 K1 보다 작은 경우, 영상 복호화 장치는 MV'' 및 MV' 순으로 움직임벡터 후보들을 정렬할 수 있다. 영상 복호화 장치는 파싱된 PM_idx_1을 이용하여 정렬된 움직임벡터 후보들 중 서브영역 1의 움직임벡터를 결정할 수 있다.The video decoding device uses K1, which is the sum of the error value of the loss function between the C block and the C'' block and the error value of the loss function between the E block and the E'' block, and the loss function between the C block and the C''' block. K2, which is the sum of the error value of and the error value of the loss function between the E block and the E''' block, can be calculated. If K1 is smaller than K2, the video decoding device can sort the motion vector candidates in the order of MV' and MV''. The video decoding device can determine the motion vector of subregion 1 among the sorted motion vector candidates using the parsed PM_idx_1. If K2 is smaller than K1, the video decoding device can sort the motion vector candidates in the order of MV'' and MV'. The video decoding device can determine the motion vector of subregion 1 among the sorted motion vector candidates using the parsed PM_idx_1.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른, 템플릿매칭을 수행하여 분할방향정보를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 13 is a diagram for explaining a method of determining division direction information by performing template matching, according to an embodiment of the present disclosure.
도 13을 참조하면, 영상 복호화 장치는 현재블록 주변에 기복원된 템플릿블록들을 A 블록, B 블록 C 블록, D 블록 및 E 블록으로 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 서브영역 0의 움직임벡터 MV0를 이용하여 참조픽처 L0 내 참조블록의 주변에 템플릿블록들을 A' 블록, B' 블록 C' 블록, D' 블록 및 E' 블록으로 결정할 수 있다. Referring to FIG. 13, the video decoding device can determine the template blocks that have been restored or restored around the current block as A block, B block, C block, D block, and E block. The video decoding device can use the motion vector MV0 of subregion 0 to determine template blocks around the reference block in the reference picture L0 into A' block, B' block, C' block, D' block, and E' block.
도 12에서 설명한 템플릿매칭을 수행하여 A 블록, B 블록 및 D 블록이 매칭된 경우, 영상 복호화 장치는 C 블록 및 E 블록을 이용하여 64개의 분할방향정보 중 현재블록의 분할방향후보들을 결정한다. 영상 복호화 장치는 B 블록과 C 블록 사이로부터 D 블록과 E 블록의 사이를 지나는 기하하적 분할경계들을 이용하여 분할방향후보들을 결정한다. 예를 들어, 64개의 기하학적 분할경계들 중 B 블록과 C 블록 사이로부터 D 블록과 E 블록의 사이를 지나는 기하하적 분할경계들이 3개 있는 경우, 영상 복호화 장치는 64개의 분할방향정보 중 3개의 분할방향후보들을 결정할 수 있다.When the A block, B block, and D block are matched by performing the template matching described in FIG. 12, the video decoding device uses the C block and E block to determine split direction candidates for the current block among 64 split direction information. The image decoding device determines splitting direction candidates using geometric split boundaries that pass between the B block and the C block and between the D block and the E block. For example, if there are three geometric division boundaries among the 64 geometric division boundaries that pass between the B block and the C block and between the D block and the E block, the image decoding device uses 3 of the 64 division direction information. Candidates for the direction of division can be determined.
영상 복호화 장치는 참조픽처 내 템플릿블록들의 가중합신호를 이용하여 분할방향후보들 중 현재블록의 분할방향정보를 결정한다. 분할방향후보들에 대한 템플릿블록들의 가중합 신호인 PG(i, j)는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.The video decoding device determines the division direction information of the current block among the division direction candidates by using the weighted sum signal of the template blocks in the reference picture. P G (i, j), which is a weighted sum signal of template blocks for splitting direction candidates, can be expressed as Equation 1.
Figure PCTKR2023019868-appb-img-000001
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여기서, WB 는 분할방향후보들에 대한 기하학적 매트릭스이다. WB 의 각 계수의 값의 범위는 0 ~ 2k 사이의 정수 값일 수 있다. 여기서, k는 정수이다. k는 기정의된 임의의 양의 정수 값일 수 있다. 각각의 분할방향후보들에 대해 기정의된 WB 가 적용될 수 있다. P0 는 참조픽처 L0 내 참조블록의 템플릿블록들인 B' 블록, F' 블록, C' 블록, D' 블록, G' 블록 및 E' 블록을 포함하는 영역에 대한 신호일 수 있다. B 블록과 C 블록 사이에 F 블록이 있고 D 블록과 E 블록 사이에 G 블록이 있다. B' 블록, F' 블록, C' 블록, D' 블록, G' 블록 및 E' 블록은 B 블록, F 블록, C 블록, D 블록, G 블록 및 E 블록에 대응하고 참조픽처 L0 내의 템플릿블록들이다. Here, W B is the geometric matrix for the splitting direction candidates. W B The range of the value of each coefficient may be an integer value between 0 and 2 k . Here, k is an integer. k may be any predefined positive integer value. A predefined W B can be applied to each split direction candidate. P 0 may be a signal for an area including B' block, F' block, C' block, D' block, G' block, and E' block, which are template blocks of the reference block in the reference picture L0. There is an F block between the B block and the C block, and a G block between the D block and the E block. B' block, F' block, C' block, D' block, G' block and E' block correspond to B block, F block, C block, D block, G block and E block and template block in reference picture L0. admit.
P1 은 참조픽처 L1 내 참조블록의 템플릿블록들인 B'' 블록, F'' 블록, C'' 블록, D'' 블록, G'' 블록 및 E'' 블록을 포함하는 영역에 대한 신호일 수 있다. B'' 블록, F'' 블록, C'' 블록, D'' 블록, G'' 블록 및 E'' 블록은 B 블록, F 블록, C 블록, D 블록, G 블록 및 E 블록에 대응하고 참조픽처 L1 내의 템플릿블록들이다. 영상 복호화 장치는 분할방향후보 별로 PG(i,j)를 계산할 수 있다. 예를 들어, 64개의 기하학적 분할경계들 중 B 블록과 C 블록 사이로부터 D 블록과 E 블록의 사이를 지나는 기하하적 분할경계들이 3개 있는 경우, 영상 복호화 장치는 3개의 분할방향후보들을 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 수학식 1과 WB 와 P0 와 P1 를 이용하여 3개의 분할방향후보 각각에 대한 PG(i,j)를 계산할 수 있다. P 1 may be a signal for an area containing B'' block, F'' block, C'' block, D'' block, G'' block, and E'' block, which are template blocks of the reference block in the reference picture L1. there is. B'' block, F'' block, C'' block, D'' block, G'' block and E'' block correspond to B block, F block, C block, D block, G block and E block; These are template blocks in reference picture L1. The video decoding device can calculate P G (i,j) for each split direction candidate. For example, if there are three geometric division boundaries among the 64 geometric division boundaries that pass between the B block and the C block and between the D block and the E block, the image decoding device can determine three division direction candidates. there is. The video decoding device can calculate P G (i,j) for each of the three split direction candidates using Equation 1, W B , P 0 and P 1 .
영상 복호화 장치는 3개의 분할방향후보 각각에 대한 PG(i,j)와 현재블록의 템플릿블록들을 포함하는 영역 중 B 블록, F 블록, C 블록, D 블록, G 블록 및 E 블록을 포함하는 영역 사이의 손실함수의 에러 값을 계산할 수 있다. 손실함수는 MSE 또는 SATD 등일 수 있다. 예를 들어, 결정된 3개의 분할방향후보가 방향정보 1, 방향정보 2 및 방향정보 3인 경우, 영상 복호화 장치는 방향정보 1에 대해 PG1(i,j)를 계산하고 방향정보 2에 대해 PG2(i,j)를 계산하고 방향정보 3에 대해 PG3(i,j)를 계산할 수 있다. The image decoding device includes B block, F block, C block, D block, G block, and E block among the areas containing P G (i,j) for each of the three split direction candidates and the template blocks of the current block. The error value of the loss function between regions can be calculated. The loss function may be MSE or SATD. For example, if the three determined split direction candidates are direction information 1, direction information 2, and direction information 3, the image decoding device calculates P G1 (i,j) for direction information 1 and P for direction information 2. You can calculate G2 (i,j) and P G3 (i,j) for direction information 3.
영상 복호화 장치는 PG1(i,j)와 B 블록, F 블록, C 블록, D 블록, G 블록 및 E 블록을 포함하는 영역 사이의 손실함수의 에러 값 E1을 계산하고, PG2(i,j)와 B 블록, F 블록, C 블록, D 블록, G 블록 및 E 블록을 포함하는 영역 사이의 손실함수의 에러 값 E2를 계산하고, PG3(i,j)와 B 블록, F 블록, C 블록, D 블록, G 블록 및 E 블록을 포함하는 영역 사이의 손실함수의 에러 값 E3을 계산할 수 있다. 계산된 에러 값 E1, E2 및 E3 중 E1의 값이 가장 작은 경우, 영상 복호화 장치는 현재블록의 분할방향정보를 방향정보 1로 결정할 수 있다. 계산된 에러 값 E1, E2 및 E3 중 E2의 값이 가장 작은 경우, 영상 복호화 장치는 현재블록의 분할방향정보를 방향정보 2로 결정할 수 있다. 계산된 에러 값 E1, E2 및 E3 중 E3의 값이 가장 작은 경우, 영상 복호화 장치는 현재블록의 분할방향정보를 방향정보 3으로 결정할 수 있다.The image decoding device calculates the error value E1 of the loss function between P G1 (i,j) and the area including B block, F block, C block, D block, G block, and E block, and P G2 (i, Calculate the error value E2 of the loss function between j) and the area containing B block, F block, C block, D block, G block, and E block, and P G3 (i,j) and B block, F block, The error value E3 of the loss function between the area including the C block, D block, G block, and E block can be calculated. If the value of E1 is the smallest among the calculated error values E1, E2, and E3, the video decoding device may determine the division direction information of the current block as direction information 1. If the value of E2 is the smallest among the calculated error values E1, E2, and E3, the video decoding device may determine the division direction information of the current block as direction information 2. If the value of E3 is the smallest among the calculated error values E1, E2, and E3, the video decoding device may determine the division direction information of the current block as direction information 3.
영상 복호화 장치는 분할방향후보들 각각에 대한 PG(i,j)와 B 블록, F 블록, C 블록, D 블록, G 블록 및 E 블록을 포함하는 영역과 파싱된 GPMmode_idx를 이용하여 현재블록의 분할방향정보를 결정할 수 있다. GPMmode_idx의 값은 분할방향후보들의 개수보다 작은 정수 값일 수 있다. The video decoding device divides the current block using the area including P G (i,j), B block, F block, C block, D block, G block, and E block for each of the split direction candidates, and the parsed GPMmode_idx. Directional information can be determined. The value of GPMmode_idx may be an integer value smaller than the number of split direction candidates.
예를 들어, 결정된 3개의 분할방향후보가 방향정보 1, 방향정보 2 및 방향정보 3인 경우, 영상 복호화 장치는 방향정보 1에 대해 PG1(i,j)를 계산하고 방향정보 2에 대해 PG2(i,j)를 계산하고 방향정보 3에 대해 PG3(i,j)를 계산할 수 있다. 영상 복호화 장치는 PG1(i,j)와 B 블록, F 블록, C 블록, D 블록, G 블록 및 E 블록을 포함하는 영역 사이의 손실함수의 에러 값 E1을 계산하고, PG2(i,j)와 B 블록, F 블록, C 블록, D 블록, G 블록 및 E 블록을 포함하는 영역 사이의 손실함수의 에러 값 E2를 계산하고, PG3(i,j)와 B 블록, F 블록, C 블록, D 블록, G 블록 및 E 블록을 포함하는 영역 사이의 손실함수의 에러 값 E3을 계산할 수 있다. 영상 복호화 장치는 에러 값이 낮은 순서대로 분할방향후보들을 재정렬할 수 있다. E1, E3 및 E2 순으로 에러 값이 낮은 경우, 영상 복호화 장치는 방향정보 1, 방향정보 3 및 방향정보 2 순으로 분할방향후보들을 재정렬할 수 있다. 영상 복호화 장치는 파싱된 GPMmode_idx과 재정렬된 분할방향후보들을 이용하여 현재블록의 분할방향정보를 결정할 수 있다.For example, if the three determined split direction candidates are direction information 1, direction information 2, and direction information 3, the image decoding device calculates P G1 (i,j) for direction information 1 and P for direction information 2. You can calculate G2 (i,j) and P G3 (i,j) for direction information 3. The image decoding device calculates the error value E1 of the loss function between P G1 (i,j) and the area including B block, F block, C block, D block, G block, and E block, and P G2 (i, Calculate the error value E2 of the loss function between j) and the area containing B block, F block, C block, D block, G block, and E block, and P G3 (i,j) and B block, F block, The error value E3 of the loss function between the area including the C block, D block, G block, and E block can be calculated. The video decoding device can rearrange the splitting direction candidates in descending order of error values. When the error value is low in the order of E1, E3, and E2, the video decoding device can rearrange the split direction candidates in the order of direction information 1, direction information 3, and direction information 2. The video decoding device can determine the division direction information of the current block using the parsed GPMmode_idx and the rearranged division direction candidates.
블렌딩영역 결정Determination of blending area
영상 복호화 장치는 결정된 현재블록의 분할방향정보와 서브영역 0의 움직임정보와 서브영역 1의 움직임정보를 이용하여 서브영역 0의 예측블록과 서브영역 1의 예측블록을 생성한다. 영상 복호화 장치는 분할방향정보 등을 이용하여 블렌딩영역을 결정한다. 영상 복호화 장치는 블렌딩영역을 이용하여 서브영역 0의 예측블록과 서브영역 1의 예측블록을 가중평균하는 과정에서 사용할 블렌딩 매트릭스인 WB f(i,j)를 결정한다. The video decoding device generates a prediction block in subarea 0 and a prediction block in subarea 1 using the determined division direction information of the current block, motion information of subarea 0, and motion information of subarea 1. The video decoding device determines the blending area using division direction information, etc. The image decoding device uses the blending region to determine W B f (i,j), which is a blending matrix to be used in the process of weighted averaging the prediction block in subregion 0 and the prediction block in subregion 1.
예를 들어, 영상 복호화 장치는 현재블록의 크기와 현재블록의 분할방향정보를 이용하여 블렌딩영역을 결정할 수 있다. 여기서, 블렌딩영역은 현재블록의 크기와 현재블록의 분할방향정보에 기반하여 기정의된 영역일 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치는 파싱된 BlendingArea_idx를 이용하여 블렌딩영역을 결정할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치는 현재블록의 기하학적 분할경계 주변의 초기예측신호들을 이용하여 블렌딩영역을 결정할 수 있다.For example, an image decoding device can determine a blending area using the size of the current block and the division direction information of the current block. Here, the blending area may be a predefined area based on the size of the current block and the division direction information of the current block. For example, the video decoding device can determine the blending area using the parsed BlendingArea_idx. For example, an image decoding device can determine a blending area using initial prediction signals around the geometric division boundary of the current block.
영상 복호화 장치는 결정된 블렌딩영역을 이용하여 블렌딩 매트릭스인 WB f(i,j)를 결정한다. 블렌딩 매트릭스는 블렌딩영역에 기반하여 기정의된 매트릭스일 수 있다. WB f(i,j)의 각 계수의 값의 범위는 0 ~ 2w 사이의 정수 값일 수 있다. 여기서, w는 현재블록의 크기 및/또는 현재블록의 분할방향정보에 기반하여 결정될 수 있다. 여기서, w는 정수 값일 수 있다.The video decoding device determines the blending matrix W B f (i,j) using the determined blending area. The blending matrix may be a predefined matrix based on the blending area. The range of the value of each coefficient of W B f (i,j) may be an integer value between 0 and 2 w . Here, w may be determined based on the size of the current block and/or division direction information of the current block. Here, w may be an integer value.
가중평균 수행Perform weighted average
영상 복호화 장치는 서브영역 0의 예측블록과 서브영역 1의 예측블록과 블렌딩 매트릭스인 WB f(i,j)를 이용하여 현재블록의 최종예측블록을 생성한다. 현재블록의 최종예측블록인 PK(i,j)은 수학식 2로 표현될 수 있다.The video decoding device generates the final prediction block of the current block using the prediction block in subarea 0, the prediction block in subarea 1, and the blending matrix W B f (i,j). P K (i,j), the final prediction block of the current block, can be expressed as Equation 2.
Figure PCTKR2023019868-appb-img-000002
Figure PCTKR2023019868-appb-img-000002
여기서, P0는 서브영역 0의 움직임벡터를 이용하여 예측한 예측블록이고 P1은 서브영역 1의 움직임벡터를 이용하여 예측한 예측블록일 수 있다. WB f(i,j)는 블렌딩영역으로부터 결정된 블렌딩 매트릭스이다. w는 기정의된 임의의 값일 수 있다. Here, P 0 may be a prediction block predicted using the motion vector of subregion 0, and P 1 may be a prediction block predicted using the motion vector of subregion 1. W B f (i,j) is the blending matrix determined from the blending area. w may be any predefined value.
크로마블록에 대한 최종예측블록Final prediction block for chromablock
영상 복호화 장치가 크로마블록의 최종예측블록을 생성하는 경우, 영상 복호화 장치는 대응하는 위치의 루마블록의 블렌딩영역을 컬러포맷에 기반하여 샘플링하여 크로마블록의 최종예측블록을 생성할 수 있다. 다른 실시예로, 영상 복호화 장치는 루마블록의 움직임정보, 분할방향정보 또는 블렌딩영역을 컬러포맷에 기반하여 샘플링하여 크로마블록의 최종예측블록을 생성할 수 있다.When the image decoding device generates the final prediction block of the chroma block, the image decoding device may generate the final prediction block of the chroma block by sampling the blending area of the luma block at the corresponding position based on the color format. In another embodiment, the image decoding device may generate the final prediction block of the chroma block by sampling the motion information, division direction information, or blending area of the luma block based on the color format.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른, 비디오 복호화 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 14 is a flowchart for explaining a video decoding process according to an embodiment of the present disclosure.
도 14를 참조하면, 영상 복호화 장치는 머지 후보리스트를 이용하여 현재블록의 제1 영역의 움직임벡터를 결정한다(S1410). 제1 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정은 머지 후보리스트의 인덱스를 이용하여 기하학적 분할모드의 후보리스트를 결정하는 과정 및 기하학적 분할모드의 후보리스트를 이용하여 제1 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정을 포함한다.Referring to FIG. 14, the video decoding apparatus determines the motion vector of the first area of the current block using the merge candidate list (S1410). The process of determining the motion vector of the first area includes the process of determining the candidate list of the geometric division mode using the index of the merge candidate list and the process of determining the motion vector of the first area using the candidate list of the geometric division mode. Includes.
영상 복호화 장치는 제1 영역의 움직임벡터와 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 현재블록의 제2 영역의 움직임벡터를 결정한다(S1420). 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정은 제1 영역의 움직임벡터를 이용하여 제1 참조픽처 내 참조블록의 템플릿블록들을 결정하는 과정, 현재블록의 템플릿블록들과 참조블록의 템플릿블록들 사이의 손실함수의 제1 에러 값들을 계산하는 과정 및 제1 에러 값들을 이용하여 템플릿매칭되지 않은 블록들을 결정하는 과정을 포함한다.The video decoding apparatus determines the motion vector of the second area of the current block using the motion vector of the first area and the template blocks of the current block (S1420). The process of determining the motion vector of the second area is the process of determining the template blocks of the reference block in the first reference picture using the motion vector of the first area, and the process of determining the template blocks of the reference block in the first reference picture and the process of determining the motion vector of the second area. It includes calculating first error values of the loss function and determining blocks that do not match the template using the first error values.
제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정은 기하학적 분할모드의 후보리스트에 포함된 움직임벡터들 중 제1 영역의 움직임벡터를 제외한 움직임벡터들을 이용하여 참조픽처들 내의 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 템플릿블록들을 결정하는 과정, 템플릿매칭되지 않은 블록들과 참조픽처들 내의 템플릿블록들 사이의 손실함수의 제2 에러 값들을 계산하는 과정 및 제2 에러 값들을 이용하여 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정을 더 포함한다.The process of determining the motion vector of the second area is to use motion vectors excluding the motion vector of the first area among the motion vectors included in the candidate list of the geometric division mode to correspond to blocks that are not template-matched in the reference pictures. A process of determining template blocks, a process of calculating second error values of the loss function between blocks that do not match templates and template blocks in reference pictures, and determining a motion vector of the second area using the second error values. It includes further processes.
영상 복호화 장치는 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 분할방향후보들을 결정하고 분할방향후보들 중 분할방향정보를 결정한다(S1430). 분할방향정보를 결정하는 과정은 제1 참조픽처 내 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 템플릿블록들을 포함하는 제3 영역을 결정하는 과정 및 제2 영역의 움직임벡터를 이용하여 제2 참조픽처 내 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 템플릿블록들을 포함하는 제4 영역을 결정하는 과정을 포함한다.The video decoding device determines splitting direction candidates using the template blocks of the current block and determines splitting direction information among the splitting direction candidates (S1430). The process of determining division direction information includes determining a third area containing template blocks corresponding to blocks that are not template-matched in the first reference picture and using the motion vector of the second area to determine the template in the second reference picture. It includes a process of determining a fourth area containing template blocks corresponding to unmatched blocks.
분할방향정보를 결정하는 과정은 제3 영역과 제4 영역과 기하학적 매트릭스들을 제1 식에 적용하여 분할방향후보들에 대한 가중합신호들을 계산하는 과정, 가중합신호들과 현재블록의 템플릿블록들을 포함하는 영역 사이의 손실함수의 제3 에러 값들을 계산하는 과정 및 제3 에러 값들을 이용하여 분할방향정보를 결정하는 과정을 더 포함한다. 기하학적 매트릭스들은 분할방향후보들에 기반하여 기정의된 매트릭스들일 수 있다.The process of determining division direction information includes calculating weighted sum signals for division direction candidates by applying the third and fourth regions and geometric matrices to the first equation, including the weighted sum signals and template blocks of the current block. It further includes calculating third error values of the loss function between regions and determining division direction information using the third error values. Geometric matrices may be predefined matrices based on split direction candidates.
영상 복호화 장치는 제1 영역의 움직임벡터를 이용하여 제1 영역의 예측블록을 생성하고 제2 영역의 움직임벡터를 이용하여 제2 영역의 예측블록을 생성한다(S1440). 영상 복호화 장치는 분할방향정보를 이용하여 블렌딩영역을 결정하고 블렌딩영역을 이용하여 블렌딩 매트릭스를 결정한다(S1450). 영상 복호화 장치는 블렌딩 매트릭스와 제1 영역의 예측블록과 제2 영역의 예측블록을 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성한다(S1460). 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정은 블렌딩 매트릭스와 제1 영역의 예측블록과 제2 영역의 예측블록을 제2 식에 적용하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정을 포함한다. 블렌딩 매트릭스는 블렌딩영역에 기반하여 기정의된 매트릭스일 수 있다.The video decoding apparatus generates a prediction block of the first area using the motion vector of the first area and generates a prediction block of the second area using the motion vector of the second area (S1440). The video decoding device determines the blending area using the division direction information and determines the blending matrix using the blending area (S1450). The image decoding device generates a prediction block of the current block using the blending matrix and the prediction block of the first area and the prediction block of the second area (S1460). The process of generating a prediction block of the current block includes applying the blending matrix, the prediction block of the first area, and the prediction block of the second area to a second equation to generate the prediction block of the current block. The blending matrix may be a predefined matrix based on the blending area.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른, 비디오 부호화 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 15 is a flowchart for explaining a video encoding process according to an embodiment of the present disclosure.
도 15를 참조하면, 영상 부호화 장치는 머지 후보리스트를 이용하여 현재블록의 제1 영역의 움직임벡터를 결정한다(S1510). 제1 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정은 머지후보리스트의 인덱스를 이용하여 기하학적 분할모드의 후보리스트를 결정하는 과정 및 기하학적 분할모드의 후보리스트를 이용하여 제1 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정을 포함한다.Referring to FIG. 15, the video encoding device determines the motion vector of the first area of the current block using the merge candidate list (S1510). The process of determining the motion vector of the first area includes determining a candidate list for the geometric division mode using the index of the merge candidate list and determining the motion vector of the first area using the candidate list for the geometric division mode. Includes.
영상 부호화 장치는 제1 영역의 움직임벡터와 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 현재블록의 제2 영역의 움직임벡터를 결정한다(S1520). 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정은 제1 영역의 움직임벡터를 이용하여 제1 참조픽처 내 참조블록의 템플릿블록들을 결정하는 과정, 현재블록의 템플릿블록들과 참조블록의 템플릿블록들 사이의 손실함수의 제1 에러 값들을 계산하는 과정 및 제1 에러 값들을 이용하여 템플릿매칭되지 않은 블록들을 결정하는 과정을 포함한다.The video encoding device determines the motion vector of the second area of the current block using the motion vector of the first area and the template blocks of the current block (S1520). The process of determining the motion vector of the second area is the process of determining the template blocks of the reference block in the first reference picture using the motion vector of the first area, and the process of determining the template blocks of the reference block in the first reference picture and the process of determining the motion vector of the second area. It includes calculating first error values of the loss function and determining blocks that do not match the template using the first error values.
제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정은 기하학적 분할모드의 후보리스트에 포함된 움직임벡터들 중 제1 영역의 움직임벡터를 제외한 움직임벡터들을 이용하여 참조픽처들 내의 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 템플릿블록들을 결정하는 과정, 템플릿매칭되지 않은 블록들과 참조픽처들 내의 템플릿블록들 사이의 손실함수의 제2 에러 값들을 계산하는 과정 및 제2 에러 값들을 이용하여 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정을 더 포함한다.The process of determining the motion vector of the second area is to use motion vectors excluding the motion vector of the first area among the motion vectors included in the candidate list of the geometric division mode to correspond to blocks that are not template-matched in the reference pictures. A process of determining template blocks, a process of calculating second error values of the loss function between blocks that do not match templates and template blocks in reference pictures, and determining a motion vector of the second area using the second error values. It includes further processes.
영상 부호화 장치는 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 분할방향후보들을 결정하고 분할방향후보들 중 분할방향정보를 결정한다(S1530). 분할방향정보를 결정하는 과정은 제1 참조픽처 내 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 템플릿블록들을 포함하는 제3 영역을 결정하는 과정 및 제2 영역의 움직임벡터를 이용하여 제2 참조픽처 내 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 템플릿블록들을 포함하는 제4 영역을 결정하는 과정을 포함한다.The video encoding device determines splitting direction candidates using the template blocks of the current block and determines splitting direction information among the splitting direction candidates (S1530). The process of determining division direction information includes determining a third area containing template blocks corresponding to blocks that are not template-matched in the first reference picture and using the motion vector of the second area to determine the template in the second reference picture. It includes a process of determining a fourth area containing template blocks corresponding to unmatched blocks.
분할방향정보를 결정하는 과정은 제3 영역과 제4 영역과 기하학적 매트릭스들을 제1 식에 적용하여 분할방향후보들에 대한 가중합신호들을 계산하는 과정, 가중합신호들과 현재블록의 템플릿블록들을 포함하는 영역 사이의 손실함수의 제3 에러 값들을 계산하는 과정 및 제3 에러 값들을 이용하여 분할방향정보를 결정하는 과정을 더 포함한다. 기하학적 매트릭스들은 분할방향후보들에 기반하여 기정의된 매트릭스들일 수 있다.The process of determining division direction information includes calculating weighted sum signals for division direction candidates by applying the third and fourth regions and geometric matrices to the first equation, including the weighted sum signals and template blocks of the current block. It further includes calculating third error values of the loss function between regions and determining division direction information using the third error values. Geometric matrices may be predefined matrices based on split direction candidates.
영상 부호화 장치는 제1 영역의 움직임벡터를 이용하여 제1 영역의 예측블록을 생성하고 제2 영역의 움직임벡터를 이용하여 제2 영역의 예측블록을 생성한다(S1540). 영상 부호화 장치는 분할방향정보를 이용하여 블렌딩영역을 결정하고 블렌딩영역을 이용하여 블렌딩 매트릭스를 결정한다(S1550). 영상 부호화 장치는 블렌딩 매트릭스와 제1 영역의 예측블록과 제2 영역의 예측블록을 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성한다(S1560). 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정은 블렌딩 매트릭스와 제1 영역의 예측블록과 제2 영역의 예측블록을 제2 식에 적용하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정을 포함한다. 블렌딩 매트릭스는 블렌딩영역에 기반하여 기정의된 매트릭스일 수 있다.The video encoding device generates a prediction block of the first area using the motion vector of the first area and generates a prediction block of the second area using the motion vector of the second area (S1540). The video encoding device determines the blending area using the division direction information and determines the blending matrix using the blending area (S1550). The video encoding device generates a prediction block of the current block using the blending matrix and the prediction block of the first area and the prediction block of the second area (S1560). The process of generating the prediction block of the current block includes applying the blending matrix, the prediction block of the first area, and the prediction block of the second area to a second equation to generate the prediction block of the current block. The blending matrix may be a predefined matrix based on the blending area.
본 명세서의 흐름도/타이밍도에서는 각 과정들을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 개시의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 개시의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 흐름도/타이밍도에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정들 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 흐름도/타이밍도는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In the flowchart/timing diagram of this specification, each process is described as being executed sequentially, but this is merely an illustrative explanation of the technical idea of an embodiment of the present disclosure. In other words, a person skilled in the art to which an embodiment of the present disclosure pertains may change the order described in the flowchart/timing diagram and execute one of the processes without departing from the essential characteristics of the embodiment of the present disclosure. Since the above processes can be applied in various modifications and variations by executing them in parallel, the flowchart/timing diagram is not limited to a time series order.
이상의 설명에서 예시적인 실시예들은 많은 다른 방식으로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 하나 이상의 예시들에서 설명된 기능들 혹은 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 기능적 컴포넌트들은 그들의 구현 독립성을 특히 더 강조하기 위해 "...부(unit)" 로 라벨링되었음을 이해해야 한다. It should be understood from the above description that the example embodiments may be implemented in many different ways. The functions or methods described in one or more examples may be implemented in hardware, software, firmware, or any combination thereof. It should be understood that the functional components described herein are labeled "...unit" to further emphasize their implementation independence.
한편, 본 실시예에서 설명된 다양한 기능들 혹은 방법들은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 비일시적 기록매체에 저장된 명령어들로 구현될 수도 있다. 비일시적 기록매체는, 예를 들어, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독가능한 형태로 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 예를 들어, 비일시적 기록매체는 EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 드라이브, 광학 드라이브, 자기 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, various functions or methods described in this embodiment may be implemented with instructions stored in a non-transitory recording medium that can be read and executed by one or more processors. Non-transitory recording media include, for example, all types of recording devices that store data in a form readable by a computer system. For example, non-transitory recording media include storage media such as erasable programmable read only memory (EPROM), flash drives, optical drives, magnetic hard drives, and solid state drives (SSD).
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment, but rather to explain it, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these examples. The scope of protection of this embodiment should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of this embodiment.
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본 특허출원은 2022년 12월 6일 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2022-0168738 호, 2023년 12월 1일 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2023-0172358 호에 대해 우선권을 주장하며, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다. This patent application claims priority over Patent Application No. 10-2022-0168738, filed in Korea on December 6, 2022, and Patent Application No. 10-2023-0172358, filed in Korea on December 1, 2023. and all of its contents are incorporated into this patent application by reference.

Claims (15)

  1. 머지 후보리스트를 이용하여 현재블록의 제1 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정;A process of determining a motion vector of a first area of the current block using a merge candidate list;
    상기 제1 영역의 움직임벡터와 상기 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 상기 현재블록의 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정;determining a motion vector of a second area of the current block using the motion vector of the first area and template blocks of the current block;
    상기 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 분할방향후보들을 결정하고, 상기 분할방향후보들 중 상기 현재블록의 분할방향정보를 결정하는 과정;determining division direction candidates using template blocks of the current block, and determining division direction information of the current block among the division direction candidates;
    상기 제1 영역의 움직임벡터를 이용하여 상기 제1 영역의 예측블록을 생성하고, 상기 제2 영역의 움직임벡터를 이용하여 상기 제2 영역의 예측블록을 생성하는 과정;generating a prediction block of the first area using a motion vector of the first area, and generating a prediction block of the second area using a motion vector of the second area;
    상기 분할방향정보를 이용하여 블렌딩영역을 결정하고, 상기 블렌딩영역을 이용하여 블렌딩 매트릭스를 결정하는 과정; 및determining a blending area using the division direction information and determining a blending matrix using the blending area; and
    상기 블렌딩 매트릭스와 상기 제1 영역의 예측블록과 상기 제2 영역의 예측블록을 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정을 포함하는, 비디오 복호화 방법.A video decoding method comprising generating a prediction block of the current block using the blending matrix, the prediction block of the first area, and the prediction block of the second area.
  2. 제1항에 있어서,According to paragraph 1,
    상기 제1 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정은,The process of determining the motion vector of the first area is,
    상기 머지 후보리스트의 인덱스를 이용하여 기하학적 분할모드의 후보리스트를 결정하는 과정; 및A process of determining a candidate list for a geometric partition mode using the index of the merge candidate list; and
    상기 기하학적 분할모드의 후보리스트를 이용하여 상기 제1 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정을 포함하는, 비디오 복호화 방법.A video decoding method comprising determining a motion vector of the first region using a candidate list of the geometric division mode.
  3. 제2항에 있어서,According to paragraph 2,
    상기 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정은,The process of determining the motion vector of the second area is,
    상기 제1 영역의 움직임벡터를 이용하여 제1 참조픽처 내 참조블록의 템플릿블록들을 결정하는 과정;A process of determining template blocks of a reference block in a first reference picture using a motion vector of the first area;
    상기 현재블록의 템플릿블록들과 상기 참조블록의 템플릿블록들 사이의 손실함수의 제1 에러 값들을 계산하는 과정; 및Calculating first error values of a loss function between template blocks of the current block and template blocks of the reference block; and
    상기 제1 에러 값들을 이용하여 템플릿매칭되지 않은 블록들을 결정하는 과정을 포함하는, 비디오 복호화 방법.A video decoding method comprising determining blocks that do not match templates using the first error values.
  4. 제3항에 있어서,According to paragraph 3,
    상기 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정은,The process of determining the motion vector of the second area is,
    상기 기하학적 분할모드의 후보리스트에 포함된 움직임벡터들 중 상기 제1 영역의 움직임벡터를 제외한 움직임벡터들을 이용하여 참조픽처들 내의 상기 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 템플릿블록들을 결정하는 과정;determining template blocks corresponding to the non-template-matched blocks in reference pictures using motion vectors excluding the motion vector of the first region among the motion vectors included in the candidate list of the geometric division mode;
    상기 템플릿매칭되지 않은 블록들과 상기 참조픽처들 내의 상기 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 상기 템플릿블록들 사이의 손실함수의 제2 에러 값들을 계산하는 과정; 및calculating second error values of a loss function between the non-template matched blocks and the template blocks corresponding to the non-template matched blocks in the reference pictures; and
    상기 제2 에러 값들을 이용하여 상기 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정을 더 포함하는, 비디오 복호화 방법.A video decoding method further comprising determining a motion vector of the second area using the second error values.
  5. 제4항에 있어서,According to clause 4,
    상기 분할방향정보를 결정하는 과정은,The process of determining the division direction information is,
    상기 제1 참조픽처 내 상기 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 템플릿블록들을 포함하는 제3 영역을 결정하는 과정; 및determining a third area containing template blocks corresponding to the non-template matched blocks in the first reference picture; and
    상기 제2 영역의 움직임벡터를 이용하여 제2 참조픽처 내 상기 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 템플릿블록들을 포함하는 제4 영역을 결정하는 과정을 포함하는, 비디오 복호화 방법.A video decoding method comprising determining a fourth region containing template blocks corresponding to the non-template-matched blocks in a second reference picture using a motion vector of the second region.
  6. 제5항에 있어서,According to clause 5,
    상기 분할방향정보를 결정하는 과정은,The process of determining the division direction information is,
    상기 제3 영역과 상기 제4 영역과 기하학적 매트릭스들을 제1 식에 적용하여 상기 분할방향후보들에 대한 가중합신호들을 계산하는 과정, 상기 기하학적 매트릭스들은 상기 분할방향후보들에 기반하여 기정의된 매트릭스들임;Calculating weighted sum signals for the division direction candidates by applying the third region, the fourth region, and geometric matrices to a first equation, wherein the geometric matrices are predefined matrices based on the division direction candidates;
    상기 가중합신호들과 상기 현재블록의 상기 템플릿블록들을 포함하는 영역 사이의 손실함수의 제3 에러 값들을 계산하는 과정; 및calculating third error values of a loss function between the weighted sum signals and an area including the template blocks of the current block; and
    상기 제3 에러 값들을 이용하여 상기 분할방향정보를 결정하는 과정을 더 포함하는, 비디오 복호화 방법.A video decoding method further comprising determining the division direction information using the third error values.
  7. 제1항에 있어서,According to paragraph 1,
    상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정은,The process of generating a prediction block of the current block is,
    상기 블렌딩 매트릭스와 상기 제1 영역의 예측블록과 상기 제2 영역의 예측블록을 제2 식에 적용하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정을 포함하고,Generating a prediction block of the current block by applying the blending matrix, the prediction block of the first area, and the prediction block of the second area to a second equation,
    상기 블렌딩 매트릭스는 상기 블렌딩영역에 기반하여 기정의된 매트릭스인, 비디오 복호화 방법.A video decoding method, wherein the blending matrix is a predefined matrix based on the blending area.
  8. 머지 후보리스트를 이용하여 현재블록의 제1 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정;A process of determining a motion vector of a first area of the current block using a merge candidate list;
    상기 제1 영역의 움직임벡터와 상기 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 상기 현재블록의 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정;determining a motion vector of a second area of the current block using the motion vector of the first area and template blocks of the current block;
    상기 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 분할방향후보들을 결정하고, 상기 분할방향후보들 중 상기 현재블록의 분할방향정보를 결정하는 과정;determining division direction candidates using template blocks of the current block, and determining division direction information of the current block among the division direction candidates;
    상기 제1 영역의 움직임벡터를 이용하여 상기 제1 영역의 예측블록을 생성하고, 상기 제2 영역의 움직임벡터를 이용하여 상기 제2 영역의 예측블록을 생성하는 과정;generating a prediction block of the first area using a motion vector of the first area, and generating a prediction block of the second area using a motion vector of the second area;
    상기 분할방향정보를 이용하여 블렌딩영역을 결정하고, 상기 블렌딩영역을 이용하여 블렌딩 매트릭스를 결정하는 과정; 및determining a blending area using the division direction information and determining a blending matrix using the blending area; and
    상기 블렌딩 매트릭스와 상기 제1 영역의 예측블록과 상기 제2 영역의 예측블록을 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정을 포함하는, 비디오 부호화 방법.A video encoding method comprising generating a prediction block of a current block using the blending matrix, the prediction block of the first area, and the prediction block of the second area.
  9. 제8항에 있어서,According to clause 8,
    상기 제1 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정은,The process of determining the motion vector of the first area is,
    상기 머지 후보리스트의 인덱스를 이용하여 기하학적 분할모드의 후보리스트를 결정하는 과정; 및A process of determining a candidate list for a geometric partition mode using the index of the merge candidate list; and
    상기 기하학적 분할모드의 후보리스트를 이용하여 상기 제1 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정을 포함하는, 비디오 부호화 방법.A video encoding method comprising determining a motion vector of the first region using a candidate list of the geometric division mode.
  10. 제9항에 있어서,According to clause 9,
    상기 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정은,The process of determining the motion vector of the second area is,
    상기 제1 영역의 움직임벡터를 이용하여 제1 참조픽처 내 참조블록의 템플릿블록들을 결정하는 과정;A process of determining template blocks of a reference block in a first reference picture using a motion vector of the first area;
    상기 현재블록의 템플릿블록들과 상기 참조블록의 템플릿블록들 사이의 손실함수의 제1 에러 값들을 계산하는 과정; 및Calculating first error values of a loss function between template blocks of the current block and template blocks of the reference block; and
    상기 제1 에러 값들을 이용하여 템플릿매칭되지 않은 블록들을 결정하는 과정을 포함하는, 비디오 부호화 방법.A video encoding method comprising determining blocks that do not match templates using the first error values.
  11. 제10항에 있어서,According to clause 10,
    상기 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정은,The process of determining the motion vector of the second area is,
    상기 기하학적 분할모드의 후보리스트에 포함된 움직임벡터들 중 상기 제1 영역의 움직임벡터를 제외한 움직임벡터들을 이용하여 참조픽처들 내의 상기 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 템플릿블록들을 결정하는 과정;determining template blocks corresponding to the non-template-matched blocks in reference pictures using motion vectors excluding the motion vector of the first region among the motion vectors included in the candidate list of the geometric division mode;
    상기 템플릿매칭되지 않은 블록들과 상기 참조픽처들 내의 상기 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 상기 템플릿블록들 사이의 손실함수의 제2 에러 값들을 계산하는 과정; 및calculating second error values of a loss function between the non-template matched blocks and the template blocks corresponding to the non-template matched blocks in the reference pictures; and
    상기 제2 에러 값들을 이용하여 상기 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정을 더 포함하는, 비디오 부호화 방법.A video encoding method further comprising determining a motion vector of the second area using the second error values.
  12. 제11항에 있어서,According to clause 11,
    상기 분할방향정보를 결정하는 과정은,The process of determining the division direction information is,
    상기 제1 참조픽처 내 상기 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 템플릿블록들을 포함하는 제3 영역을 결정하는 과정; 및determining a third area containing template blocks corresponding to the non-template matched blocks in the first reference picture; and
    상기 제2 영역의 움직임벡터를 이용하여 제2 참조픽처 내 상기 템플릿매칭되지 않은 블록들에 대응하는 템플릿블록들을 포함하는 제4 영역을 결정하는 과정을 포함하는, 비디오 부호화 방법.A video encoding method comprising determining a fourth region containing template blocks corresponding to the non-template-matched blocks in a second reference picture using a motion vector of the second region.
  13. 제12항에 있어서,According to clause 12,
    상기 분할방향정보를 결정하는 과정은,The process of determining the division direction information is,
    상기 제3 영역과 상기 제4 영역과 기하학적 매트릭스들을 제1 식에 적용하여 상기 분할방향후보들에 대한 가중합신호들을 계산하는 과정, 상기 기하학적 매트릭스들은 상기 분할방향후보들에 기반하여 기정의된 매트릭스들임;Calculating weighted sum signals for the division direction candidates by applying the third region, the fourth region, and geometric matrices to a first equation, wherein the geometric matrices are predefined matrices based on the division direction candidates;
    상기 가중합신호들과 상기 현재블록의 상기 템플릿블록들을 포함하는 영역 사이의 손실함수의 제3 에러 값들을 계산하는 과정; 및calculating third error values of a loss function between the weighted sum signals and an area including the template blocks of the current block; and
    상기 제3 에러 값들을 이용하여 상기 분할방향정보를 결정하는 과정을 더 포함하는, 비디오 부호화 방법.A video encoding method further comprising determining the division direction information using the third error values.
  14. 제8항에 있어서,According to clause 8,
    상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정은,The process of generating a prediction block of the current block is,
    상기 블렌딩 매트릭스와 상기 제1 영역의 예측블록과 상기 제2 영역의 예측블록을 제2 식에 적용하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정을 포함하고,Generating a prediction block of the current block by applying the blending matrix, the prediction block of the first area, and the prediction block of the second area to a second equation,
    상기 블렌딩 매트릭스는 상기 블렌딩영역에 기반하여 기정의된 매트릭스인, 비디오 부호화 방법.The video encoding method, wherein the blending matrix is a predefined matrix based on the blending area.
  15. 비디오 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 비디오 부호화 방법은,A computer-readable recording medium storing a bitstream generated by a video encoding method, the video encoding method comprising:
    머지 후보리스트를 이용하여 현재블록의 제1 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정;A process of determining a motion vector of a first area of the current block using a merge candidate list;
    상기 제1 영역의 움직임벡터와 상기 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 상기 현재블록의 제2 영역의 움직임벡터를 결정하는 과정;determining a motion vector of a second area of the current block using the motion vector of the first area and template blocks of the current block;
    상기 현재블록의 템플릿블록들을 이용하여 분할방향후보들을 결정하고, 상기 분할방향후보들 중 상기 현재블록의 분할방향정보를 결정하는 과정;determining division direction candidates using template blocks of the current block, and determining division direction information of the current block among the division direction candidates;
    상기 제1 영역의 움직임벡터를 이용하여 상기 제1 영역의 예측블록을 생성하고, 상기 제2 영역의 움직임벡터를 이용하여 상기 제2 영역의 예측블록을 생성하는 과정;generating a prediction block of the first area using a motion vector of the first area, and generating a prediction block of the second area using a motion vector of the second area;
    상기 분할방향정보를 이용하여 블렌딩영역을 결정하고, 상기 블렌딩영역을 이용하여 블렌딩 매트릭스를 결정하는 과정; 및determining a blending area using the division direction information and determining a blending matrix using the blending area; and
    상기 블렌딩 매트릭스와 상기 제1 영역의 예측블록과 상기 제2 영역의 예측블록을 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정을 포함하는, 기록매체.A recording medium comprising generating a prediction block of a current block using the blending matrix, the prediction block of the first area, and the prediction block of the second area.
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