KR20180059444A

KR20180059444A - 영상 코딩 시스템에서 amvr 기반한 영상 코딩 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180059444A
Application number: KR1020187007986A
Authority: KR
Inventors: 장형문; 임재현; 박승욱; 예세훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2018-06-04
Also published as: CN108353176B; EP3355582A4; US10547847B2; CN108353176A; JP2018533298A; EP3355582A1; US20180270485A1; WO2017052009A1; EP3355582B1

Abstract

본 발명에 따른 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법은 AMVR(adaptive motion vector range) 가용(enable) 플래그를 생성하는 단계, 현재 블록에 대한 MVD(motion vector difference)를 도출하는 단계, 다수의 MVD 범위들 중 상기 MVD의 값이 포함되는 MVD 범위에 대한 MVD 대표값을 도출하는 단계, 상기 MVD 대표값에 대응하는 코딩된 MVD를 생성하는 단계, 및 상기 AMVR 가용 플래그 및 상기 코딩된 MVD를 비트스트림을 통하여 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, MVD에 할당되는 비트량이 감소하여 전반적인 코딩 효율이 증가될 수 있다.

Description

영상 코딩 시스템에서 AMVR 기반한 영상 코딩 방법 및 장치

본 발명은 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 AMVR(adaptive motion vector range) 기반한 영상 코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.

이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.

본 발명의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 인터 예측(inter prediction)의 효율을 향상시키기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 AMVR(adaptive motion vector range) 기반으로 MVD에 할당되는 비트들을 줄이는 데 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 선형(linear)/비선형(non-linear) MVD 범위(range)를 기반한 효율적인 MVD 송수신 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 AMVR(adaptive motion vector range) 가용(enable) 플래그를 생성하는 단계, 현재 블록에 대한 MVD(motion vector difference)를 도출하는 단계, 다수의 MVD 범위들 중 상기 MVD의 값이 포함되는 MVD 범위에 대한 MVD 대표값을 도출하는 단계, 상기 MVD 대표값에 대응하는 코딩된 MVD를 생성하는 단계, 및 상기 AMVR 가용 플래그 및 상기 코딩된 MVD를 비트스트림을 통하여 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 인터 예측 방법이 제공된다. 상기 방법은 AMVR(adaptive motion vector range) 가용(enable) 플래그를 비트스트림으로부터 획득하는 단계, 코딩된 MVD(motion vector difference)를 상기 비트스트림으로부터 획득하는 단계, 상기 AMVR 가용 플래그의 값이 1인 경우, 상기 코딩된 MVD의 값에 대응하는 대표 MVD의 값을 도출하는 단계, 현재 블록의 주변 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, MVP)를 도출하는 단계, 상기 MVP 및 상기 대표 MVD를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 움직임 벡터(motion vector, MV)를 도출하는 단계, 및 상기 MV를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인터 예측을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는 AMVR(adaptive motion vector range) 가용(enable) 플래그를 비트스트림으로부터 획득하고 코딩된 MVD(motion vector difference)를 상기 비트스트림으로부터 획득하는 디코딩부, 및 상기 AMVR 가용 플래그의 값이 1인 경우, 상기 코딩된 MVD의 값에 대응하는 대표 MVD의 값을 도출하고, 현재 블록의 주변 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, MVP)를 도출하고, 상기 MVP 및 상기 대표 MVD를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 움직임 벡터(motion vector, MV)를 도출하고, 상기 MV를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 예측부를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 적은 부가 정보를 사용하면서 현재 블록에 대한 인터 예측을 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 MVD(motion vector difference)에 할당되는 비트량이 감소하여 전반적인 코딩 효율이 증가될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 현재 블록에 대해 인터 예측이 수행되는 경우에 이용될 수 있는 후보 블록의 일 실시예를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 인터 예측에 있어서, 1/4 분수 단위 샘플 보간에 대한 정수 샘플과 분수 샘플의 위치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 AMVR을 기반으로 MV를 유도하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 6은 선형 범위(linear range)를 가지는 AVMR 방법을 나타낸다.
도 7은 균형된 선형 범위(balanced linear range)를 가지는 AVMR 방법을 나타낸다.
도 8은 비선형 범위를 가지는 AVMR 방법의 일 예를 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 비선형 AVMR 범위 파라미터 신텍스를 파싱하여 비선형 AMVR을 구성한 예를 나타낸다.
도 10은 적응적인 MVD 정밀도(precision)를 가지는 비선형 AMVR 방법의 일 예를 나타낸다.
도 11은 본 발명에 따른 적응적인 MVD 정밀도에 따른 MVD 도출을 위한 방법을 예시적으로 나타내낸다.
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 정수 펠 정밀도, 하프 펠 정밀도, 또는 쿼터 펠 정밀도에서의 MVD 값 디코딩 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 15는 본 발명에 따른 영상 코딩 방법의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 16은 본 발명에 따른 인터 예측 방법의 일 예를 개략적으로 나타낸다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 비디오 인코딩 장치/디코딩 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명에 포함된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 인코딩 장치(100)는 픽처 분할부(105), 예측부(110), 변환부(115), 양자화부(120), 재정렬부(125), 엔트로피 인코딩부(130), 역양자화부(135), 역변환부(140), 필터부(145) 및 메모리(150)를 구비한다.

픽처 분할부(105)는 입력된 픽처를 적어도 하나의 처리 단위 블록으로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위로서의 블록은 예측 유닛(Prediction Unit, PU)일 수도 있고, 변환 유닛(Transform Unit, TU)일 수도 있으며, 코딩 유닛(Coding Unit, CU)일 수도 있다. 픽처는 복수의 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit, CTU)들로 구성될 수 있으며, 각각의 CTU는 쿼드 트리(quad-tree) 구조로 CU들로 분할(split)될 수 있다. CU는 보다 하위(deeper) 뎁스의 CU들로 쿼드 트리 구조로 분할될 수도 있다. PU 및 TU는 CU로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, PU는 CU로부터 대칭 또는 비대칭 사각형 구조로 파티셔닝(partitioning)될 수 있다. 또한 TU는 CU로부터 쿼드 트리 구조로 분할될 수도 있다.

예측부(110)는 후술하는 바와 같이, 인터 예측을 수행하는 인터 예측부와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 포함한다. 예측부(110)는, 픽처 분할부(105)에서 픽처의 처리 단위에 대하여 예측을 수행하여 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)을 포함하는 예측 블록을 생성한다. 예측부(110)에서 픽처의 처리 단위는 CU일 수도 있고, TU일 수도 있고, PU일 수도 있다. 또한, 예측부(110)는 해당 처리 단위에 대하여 실시되는 예측이 인터 예측인지 인트라 예측인지를 결정하고, 각 예측 방법의 구체적인 내용(예컨대, 예측 모드 등)을 정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 예측 방법의 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 PU 단위로 결정되고, 예측의 수행은 TU 단위로 수행될 수도 있다.

인터 예측을 통해서는 현재 픽처의 이전 픽처 및/또는 이후 픽처 중 적어도 하나의 픽처의 정보를 기초로 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 인트라 예측을 통해서는 현재 픽처 내의 픽셀 정보를 기초로 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.

인터 예측의 방법으로서, 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 등을 이용할 수 있다. 인터 예측에서는 PU에 대하여, 참조 픽처를 선택하고 PU에 대응하는 참조 블록을 선택할 수 있다. 참조 블록은 정수 픽셀(또는 샘플) 또는 분수 픽셀(또는 샘플) 단위로 선택될 수 있다. 이어서, PU와의 레지듀얼(residual) 신호가 최소화되며 움직임 벡터 크기 역시 최소가 되는 예측 블록이 생성된다. 본 명세서에서 픽셀(pixel), 펠(pel) 및 샘플(sample)은 서로 혼용될 수 있다.

예측 블록은 정수 픽셀 단위로 생성될 수도 있고, 1/2 픽셀 단위 또는 1/4 픽셀 단위와 같이 정수 이하 픽셀 단위로 생성될 수도 있다. 이때, 움직임 벡터 역시 정수 픽셀 이하의 단위로 표현될 수 있다.

인터 예측을 통해 선택된 참조 픽처의 인덱스, 움직임 벡터 차분(motion vector difference, MVD), 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, MVP), 레지듀얼 신호 등의 정보는 엔트로피 인코딩되어 디코딩 장치에 전달될 수 있다. 스킵 모드가 적용되는 경우에는 예측 블록을 복원 블록으로 할 수 있으므로, 레지듀얼을 생성, 변환, 양자화, 전송하지 않을 수 있다.

인트라 예측을 수행하는 경우에는, PU 단위로 예측 모드가 정해져서 PU 단위로 예측이 수행될 수 있다. 또한, PU 단위로 예측 모드가 정해지고 TU 단위로 인트라 예측이 수행될 수도 있다.

인트라 예측에서 예측 모드는 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드와 적어도 2개 이상의 비방향성 모드를 가질 수 있다. 비방향성 모드는 DC 예측 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)을 포함할 수 있다.

인트라 예측에서는 참조 샘플에 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 참조 샘플에 필터를 적용할 것인지는 현재 블록의 인트라 예측 모드 및/또는 사이즈에 따라 결정될 수 있다.

생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 레지듀얼 값(레지듀얼 블록 또는 레지듀얼 신호)은 변환부(115)로 입력된다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 움직임 벡터 정보 등은 레지듀얼 값과 함께 엔트로피 인코딩부(130)에서 인코딩되어 디코딩 장치에 전달된다.

변환부(115)는 변환 블록 단위로 레지듀얼 블록에 대한 변환을 수행하고 변환 계수를 생성한다.

변환 블록은 샘플들의 직사각형 블록으로서 동일한 변환이 적용되는 블록이다. 변환 블록은 변환 유닛(TU)일 수 있으며, 쿼드 트리(quad tree) 구조를 가질 수 있다.

변환부(115)는 레지듀얼 블록에 적용된 예측 모드와 블록의 크기에 따라서 변환을 수행할 수 있다.

예컨대, 레지듀얼 블록에 인트라 예측이 적용되었고 블록이 4x4의 레지듀얼 배열(array)이라면, 레지듀얼 블록을 DST(Discrete Sine Transform)를 이용하여 변환하고, 그 외의 경우라면 레지듀얼 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform)를 이용하여 변환할 수 있다.

변환부(115)는 변환에 의해 변환 계수들의 변환 블록을 생성할 수 있다.

양자화부(120)는 변환부(115)에서 변환된 레지듀얼 값들, 즉 변환 계수들을 양자화하여 양자화된 변환 계수를 생성할 수 있다. 양자화부(120)에서 산출된 값은 역양자화부(135)와 재정렬부(125)에 제공된다.

재정렬부(125)는 양자화부(120)로부터 제공된 양자화된 변환 계수를 재정렬한다. 양자화된 변환 계수를 재정렬함으로써 엔트로피 인코딩부(130)에서의 인코딩 효율을 높일 수 있다.

재정렬부(125)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원의 벡터 형태로 재정렬할 수 있다.

엔트로피 인코딩부(130)는 재정렬부(125)에 의해 재정렬된 양자화된 변환 값들 또는 코딩 과정에서 산출된 인코딩 파라미터 값 등을 기초로 심볼(symbol)을 확률 분포에 따라 엔트로피 코딩하여 비트스트림(bitstream)을 출력할 수 있다. 엔트로피 인코딩 방법은 다양한 값을 갖는 심볼을 입력 받아, 통계적 중복성을 제거하면서, 디코딩 가능한 2진수의 열로 표현하는 방법이다.

여기서, 심볼이란 인코딩/디코딩 대상 구문 요소(syntax element) 및 코딩 파라미터(coding parameter), 레지듀얼 신호(residual signal)의 값 등을 의미한다. 인코딩 파라미터는 인코딩 및 디코딩에 필요한 매개변수로서, 구문 요소와 같이 인코딩 장치에서 인코딩되어 디코딩 장치로 전달되는 정보뿐만 아니라, 인코딩 혹은 디코딩 과정에서 유추될 수 있는 정보를 포함할 수 있으며 영상을 인코딩하거나 디코딩할 때 필요한 정보를 의미한다. 인코딩 파라미터는 예를 들어 인트라/인터 예측모드, 이동/움직임 벡터, 참조 영상 색인, 코딩 블록 패턴, 잔여 신호 유무, 변환 계수, 양자화된 변환 계수, 양자화 파라미터, 블록 크기, 블록 분할 정보 등의 값 또는 통계를 포함할 수 있다. 또한 잔여 신호는 원신호와 예측 신호의 차이를 의미할 수 있고, 또한 원신호와 예측 신호의 차이가 변환(transform)된 형태의 신호 또는 원신호와 예측 신호의 차이가 변환되고 양자화된 형태의 신호를 의미할 수도 있다. 잔여 신호는 블록 단위에서는 잔여 블록이라 할 수 있고, 샘플 단위에서는 잔여 샘플이라고 할 수 있다.

엔트로피 인코딩이 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 인코딩 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 따라서 엔트로피 인코딩을 통해서 영상 인코딩의 압축 성능이 높아질 수 있다.

엔트로피 인코딩을 위해 지수 골룸(exponential golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 인코딩 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 인코딩부(130)에는 가변 길이 코딩(VLC: Variable Length Coding/Code) 테이블과 같은 엔트로피 인코딩을 수행하기 위한 테이블이 저장될 수 있고, 엔트로피 인코딩부(130)는 저장된 가변 길이 코딩(VLC) 테이블을 사용하여 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 인코딩부(130)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출(derive)한 후, 도출된 이진화 방법 또는 확률 모델을 사용하여 엔트로피 인코딩을 수행할 수도 있다.

또한, 엔트로피 인코딩부(130)는 필요한 경우에, 전송하는 파라미터 셋(parameter set) 또는 신택스에 일정한 변경을 가할 수도 있다.

역양자화부(135)는 양자화부(120)에서 양자화된 값(양자화된 변환 계수)들을 역양자화하고, 역변환부(140)는 역양자화부(135)에서 역양자화된 값들을 역변환한다.

역양자화부(135) 및 역변환부(140)에서 생성된 레지듀얼 값(또는 레지듀얼 샘플 또는 레지듀얼 샘플 어레이)과 예측부(110)에서 예측된 예측 블록이 합쳐져 복원 샘플(또는 복원 샘플 어레이)를 포함하는 복원 블록(Reconstructed Block)이 생성될 수 있다.

도 1에서는 가산기를 통해서, 레지듀얼 블록과 예측 블록이 합쳐져 복원 블록이 생성되는 것으로 설명하고 있다. 이때, 가산기를 복원 블록을 생성하는 별도의 유닛(복원 블록 생성부)로 볼 수도 있다.

필터부(145)는 디블록킹 필터, ALF(Adaptive Loop Filter), SAO(Sample Adaptive Offset)를 복원된 픽처에 적용할 수 있다.

디블록킹 필터는 복원된 픽처에서 블록 간의 경계에 생긴 왜곡을 제거할 수 있다. ALF(Adaptive Loop Filter)는 디블록킹 필터를 통해 블록이 필터링된 후 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. ALF는 고효율을 적용하는 경우에만 수행될 수도 있다. SAO는 디블록킹 필터가 적용된 레지듀얼 블록에 대하여, 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋 차이를 복원하며, 밴드 오프셋(Band Offset), 엣지 오프셋(Edge Offset) 등의 형태로 적용된다.

한편, 인터 예측에 사용되는 복원 블록에 대해서 필터부(145)는 필터링을 적용하지 않을 수도 있다.

메모리(150)는 필터부(145)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(150)에 저장된 복원 블록 또는 픽처는 인터 예측을 수행하는 예측부(110)에 제공될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 2를 참조하면, 비디오 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230), 필터부(235) 메모리(240)를 포함할 수 있다.

비디오 인코딩 장치에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 비디오 인코딩 장치에서 영상 정보가 처리된 절차에 따라서 디코딩될 수 있다.

엔트로피 디코딩부(210)는, 입력된 비트스트림을 확률 분포에 따라 엔트로피 디코딩하여, 양자화된 계수(quantized coefficient) 형태의 심볼을 포함한 심볼들을 생성할 수 있다. 엔트로피 디코딩 방법은 2진수의 열을 입력 받아 각 심볼들을 생성하는 방법이다. 엔트로피 디코딩 방법은 상술한 엔트로피 인코딩 방법과 유사하다.

예컨대, 비디오 인코딩 장치에서 엔트로피 인코딩을 수행하기 위해 CAVLC 등의 가변 길이 코딩(Variable Length Coding: VLC, 이하 'VLC' 라 함)가 사용된 경우에, 엔트로피 디코딩부(210)도 인코딩 장치에서 사용한 VLC 테이블과 동일한 VLC 테이블로 구현하여 엔트로피 디코딩을 수행할 수 있다. 또한, 비디오 인코딩 장치에서 엔트로피 인코딩을 수행하기 위해 CABAC을 이용한 경우에, 엔트로피 디코딩부(210)는 이에 대응하여 CABAC을 이용한 엔트로피 디코딩을 수행할 수 있다.

보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다.

엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측 블록을 생성하기 위한 정보는 예측부(230)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수는 재정렬부(215)로 입력될 수 있다.

재정렬부(215)는 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩된 비트스트림의 정보, 즉 양자화된 변환 계수를 인코딩 장치에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬할 수 있다.

재정렬부(215)는 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)는 현재 블록(변환 블록)에 적용된 예측 모드와 변환 블록의 크기를 기반으로 계수에 대한 스캐닝을 수행하여 2 차원 블록 형태의 계수(양자화된 변환 계수) 배열(array)을 생성할 수 있다.

역양자화부(220)는 인코딩 장치에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.

역변환부(225)는 비디오 인코딩 장치에서 수행된 양자화 결과에 대해, 인코딩 장치의 변환부가 수행한 DCT 및 DST에 대해 역DCT 및/또는 역DST를 수행할 수 있다.

역변환은 인코딩 장치에서 결정된 전송 단위 또는 영상의 분할 단위를 기초로 수행될 수 있다. 인코딩 장치의 변환부에서 DCT 및/또는 DST는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 선택적으로 수행될 수 있고, 디코딩 장치의 역변환부(225)는 인코딩 장치의 변환부에서 수행된 변환 정보를 기초로 역변환을 수행할 수 있다.

예측부(230)는 엔트로피 디코딩부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(240)에서 제공된 이전에 디코딩된 블록 및/또는 픽처 정보를 기초로 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)를 포함하는 예측 블록을 생성할 수 있다.

현재 PU에 대한 예측 모드가 인트라 예측(intra prediction) 모드인 경우에, 현재 픽처 내의 픽셀 정보를 기초로 예측 블록을 생성하는 인트라 예측을 수행할 수 있다.

현재 PU에 대한 예측 모드가 인터 예측(inter prediction) 모드인 경우에, 현재 픽처의 이전 픽처 또는 이후 픽처 중 적어도 하나의 픽처에 포함된 정보를 기초로 현재 PU에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 이때, 비디오 인코딩 장치에서 제공된 현재 PU의 인터 예측에 필요한 움직임 정보, 예컨대 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스 등에 관한 정보는 인코딩 장치로부터 수신한 스킵 플래그, 머지 플래그 등을 확인하고 이에 대응하여 유도될 수 있다.

현재 픽처에 대한 인터 예측 시, 현재 블록과의 레지듀얼(residual) 신호가 최소화되며 움직임 벡터 크기 역시 최소가 되도록 예측 블록을 생성할 수 있다.

한편, 움직임 정보 도출 방식은 현재 블록의 예측 모드에 따라 달라질 수 있다. 인터 예측을 위해 적용되는 예측 모드에는 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드, 머지(merge) 모드 등이 있을 수 있다.

일 예로, 머지 모드가 적용되는 경우, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다. 머지 모드에서는 머지 후보 리스트에서 선택된 후보 블록의 움직임 벡터가 현재 블록의 움직임 벡터로 사용된다. 인코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보 블록들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 갖는 후보 블록을 지시하는 머지 인덱스를 디코딩 장치로 전송할 수 있다. 이 때, 디코딩 장치는 상기 머지 인덱스를 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.

다른 예로, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트를 생성할 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 후보로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 지시하는 예측 움직임 벡터 인덱스를 디코딩 장치로 전송할 수 있다. 이 때, 디코딩 장치는 상기 움직임 벡터 인덱스를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서, 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있다.

인코딩 장치는 현재 블록의 움직임 벡터(MV)와 움직임 벡터 예측자(MVP) 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 디코딩 장치로 전송할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 MV에서 MVP를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이 때, 디코딩 장치는 수신된 움직임 벡터 차분을 디코딩할 수 있고, 디코딩된 움직임 벡터 차분과 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.

인코딩 장치는 또한 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 디코딩 장치에 전송할 수 있다.

디코딩 장치는 주변 블록의 움직임 정보들을 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 예측하고, 인코딩 장치로부터 수신한 레지듀얼을 이용하여 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 디코딩 장치는 유도한 움직임 벡터와 인코딩 장치로부터 수신한 참조 픽처 인덱스 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.

다른 예로, 머지(merge) 모드가 적용되는 경우, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록의 움직임 정보를 이용하여, 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다. 즉, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 복원된 주변 블록 및/또는 콜 블록의 움직임 정보가 존재하는 경우, 이를 현재 블록에 대한 머지 후보로 사용할 수 있다.

인코딩 장치는 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보 중에서 최적의 인코딩 효율을 제공할 수 있는 머지 후보를 현재 블록에 대한 움직임 정보로 선택할 수 있다. 이 때, 상기 선택된 머지 후보를 지시하는 머지 인덱스가 비트스트림에 포함되어 디코딩 장치로 전송될 수 있다. 디코딩 장치는 상기 전송된 머지 인덱스를 이용하여, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보 중에서 하나를 선택할 수 있으며, 상기 선택된 머지 후보를 현재 블록의 움직임 정보로 결정할 수 있다. 따라서, 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록 및/또는 콜 블록에 대응하는 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 그대로 사용될 수 있다. 디코딩 장치는 예측 블록과 인코딩 장치로부터 전송되는 레지듀얼을 더하여 현재 블록을 복원할 수 있다.

상술한 AMVP 및 머지 모드에서는, 현재 블록의 움직임 정보를 도출하기 위해, 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록의 움직임 정보가 사용될 수 있다.

화면 간 예측에 이용되는 다른 모드 중 하나인 스킵 모드의 경우에, 주변 블록의 정보를 그대로 현재 블록에 이용할 수 있다. 따라서 스킵 모드의 경우에, 인코딩 장치는 현재 블록의 움직임 정보로서 어떤 블록의 움직임 정보를 이용할 것인지를 지시하는 정보 외에 레지듀얼 등과 같은 신택스 정보를 디코딩 장치에 전송하지 않는다.

인코딩 장치 및 디코딩 장치는 상기 도출된 움직임 정보에 기반하여 현재 블록에 대한 움직임 보상을 수행함으로써, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서, 예측 블록은 현재 블록에 대한 움직임 보상 수행 결과 생성된, 움직임 보상된 블록을 의미할 수 있다. 또한, 복수의 움직임 보상된 블록은 하나의 움직임 보상된 영상을 구성할 수 있다.

복원 블록은 예측부(230)에서 생성된 예측 블록과 역변환부(225)에서 제공된 레지듀얼 블록을 이용해 생성될 수 있다. 도 2에서는 가산기에서 예측 블록과 레지듀얼 블록이 합쳐져 복원 블록이 생성되는 것으로 설명하고 있다. 이때, 가산기를 복원 블록을 생성하는 별도의 유닛(복원 블록 생성부)로 볼 수 있다. 여기서 상기 복원 블록은 상술한 바와 같이 복원 샘플(또는 복원 샘플 어레이)를 포함하고, 상기 예측 블록은 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)를 포함하고, 상기 레지듀얼 블록은 레지듀얼 샘플(또는 레지듀얼 샘플 어레이)를 포함할 수 있다. 따라서, 복원 샘플(또는 복원 샘플 어레이)은 대응하는 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)과 레지듀얼 샘플(레지듀얼 샘플 어레이)이 합쳐서 생성된다고 표현될 수도 있다.

스킵 모드가 적용되는 블록에 대하여는 레지듀얼이 전송되지 않으며 예측 블록을 복원 블록으로 할 수 있다.

복원된 블록 및/또는 픽처는 필터부(235)로 제공될 수 있다. 필터부(235)는 복원된 블록 및/또는 픽처에 디블록킹 필터링, SAO(Sample Adaptive Offset) 및/또는 ALF 등을 적용할 수 있다.

메모리(240)는 복원된 픽처 또는 블록을 저장하여 참조 픽처 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽처를 출력부로 제공할 수 있다.

디코딩 장치(200)에 포함되어 있는 엔트로피 디코딩부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230), 필터부(235) 및 메모리(240) 중 영상의 디코딩에 직접적으로 관련된 구성요소들, 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230), 필터부(235) 등을 다른 구성요소와 구분하여 디코더 또는 디코딩부로 표현할 수 있다.

또한, 디코딩 장치(200)는 비트스트림에 포함되어 있는 인코딩된 영상에 관련된 정보를 파싱(parsing)하는 도시되지 않은 파싱부를 더 포함할 수 있다. 파싱부는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수도 있고, 엔트로피 디코딩부(210)에 포함될 수도 있다. 이러한 파싱부는 또한 디코딩부의 하나의 구성요소로 구현될 수도 있다.

도 3은 현재 블록에 대해 인터 예측이 수행되는 경우에 이용될 수 있는 후보 블록의 일 실시예를 개략적으로 설명하는 도면이다. 여기서 현재 블록은 예측 블록일 수 있다.

인코딩 장치 및 디코딩 장치의 예측부는 현재 블록(300) 주변 소정 위치의 복원된 주변 블록을 후보 블록으로 이용할 수 있다. 예컨대, 도 3의 예에서는 현재 블록 좌측에 위치하는 두 개의 블록 A0(310)와 A1(320) 그리고 현재 블록 상측의 세 블록 B0(330), B1(340), B2(350)이 공간적인(spatial) 후보 블록들로 선택될 수 있다. 여기서 A0(310)는 좌하측 주변 블록(lower left neighboring block)으로 불릴 수 있고, A1(320)은 좌측 주변 블록(left neighboring block)으로 불릴 수 있다. 그리고 B0(330)는 우상측 주변 블록(upper right neighboring block)으로, B1(340)은 상측 주변 블록(upper neighboring block)으로, B2(350)은 좌상측 주변 블록(upper left neighboring block)으로 불릴 수 있다.

또한, 공간적으로 인접하는 블록 외에 시간적인(temporal) 후보 블록으로서, 상술한 Col 블록(360)이 후보 블록으로 이용될 수 있다. Col 블록(360)은 ColPb(Col prediction block)라고 불릴 수 있으며, 복원된 참조 픽처들 중의 하나인 콜 픽쳐(collocated picture) 내에서 현재 블록에 대응하는 블록으로, 소정의 상대적인 위치(예를 들어, Col 픽처 내에서 상기 현재 블록과 동일 위치에 존재하는 블록의 우하측 주변 샘플 위치 또는 센터 우하측 샘플 위치(sample position)으로부터 일정 기준에 따라 산술 쉬프트(arithmetic shift)한 위치)에 존재하는 블록일 수 있다.

구체적으로 AMVP 모드에서는, 후보 블록들로부터 도출된 움직임 벡터 예측자(MVP) 후보들(candidates)을 포함하는 MVP 후보 리스트(MVP candidate list)에서 현재 블록을 위한 최적의 MVP가 선택된다. 이 경우 인코딩 장치에서는 움직임 추정을 수행하여 도출된 현재 블록의 MV를 기반으로 MVP 후보 리스트에서 최적의 MVP를 도출(derive)하고, 상기 MV에서 MVP를 뺀 MVD를 계산한다. 인코딩 장치는 상기 MVP 후보 리스트에 포함되는 MVP 후보들 중에서 어떤 MVP 후보가 현재 블록에 대한 MVP인지를 가리키는 MVP 인덱스 정보, 그리고 상기 구한 MVD의 x축 값 및 y축 값을 나타내는 MVD 정보를 인코딩하여 비트스트림을 통하여 디코딩 장치로 전송한다.

디코딩 장치는 인코딩 장치로부터 전송된 MVP 인덱스 정보 및 MVD 정보를 기반으로 MVP 후보 리스트에서 현재 블록에 대한 MVP를 도출할 수 있고, 도출된 MVP에 MVD를 더하여 현재 블록의 MV를 도출할 수 있다. 그리고 현재 블록의 MV를 기반으로 참조 픽처 상의 참조 블록을 도출하고, 상기 참조 블록을 현재 블록에 대한 예측 블록으로 이용할 수 있다. 즉, 상기 참조 블록 내의 샘플들을 현재 블록에 대한 예측 샘플들로 이용할 수 있다. 디코딩 장치는 인코딩 장치로부터 레지듀얼 샘플에 대한 정보를 수신하여 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다. 상기 레지듀얼 샘플에 대한 정보는 변환 계수들에 대한 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로 예를 들어 디코딩 장치는 인코딩 장치로부터 비트스트림을 통하여 변환 계수들을 수신하고, 상기 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 블록(또는 레지듀얼 샘플들)을 생성할 수 있다. 여기서 레지듀얼 샘플은 원본 샘플과 예측 샘플 간의 차를 나타낼 수 있고, 레지듀얼 블록은 원본 샘플들을 포함하는 원본 블록과 예측 샘플들을 포함하는 예측 블록 간의 차를 나타낼 수 있다.

움직임 벡터는 정수 단위 이하의 샘플 해상도(resolution)을 가질 수 있다. 예컨대 루마 성분에 대해서 1/4 샘플 해상도를 가질 수 있다. 따라서, 참조 픽처 상에서 보간(interpolation)을 통하여 정수 샘플(integer sample or full sample)로부터 1/4 단위 분수 샘플(fractional sample)을 생성하고, 분수 샘플을 포함하는 영역에서 참조 블록을 선택함으로써, 현재 블록에 더 유사한 참조 블록을 가리킬 수 있다.

정수 단위 이하의 분수 샘플은 정수 샘플을 기반으로 보간 필터를 통해 생성될 수 있다. 상술한 바와 같이 루마 성분 샘플(이하 루마 샘플)의 경우, 움직임 벡터의 해상도는 1/4 분수 샘플이며, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 보간을 통해 1/4 샘플 단위로 정수 이하 단위의 샘플 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어 루마 샘플에 대한 보간을 수행하기 위해, 필터 계수를 달리하는 8탭 보간 필터가 사용될 수 있다.

도 4는 인터 예측에 있어서, 1/4 분수 단위 샘플 보간에 대한 정수 샘플과 분수 샘플의 위치를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 샘플들의 위치 중에, 음영으로 표시(또는 대문자로 표시)된 위치는 정수 샘플에 대응하며, 음영 없이 표시(또는 소문자로 표시)된 위치는 분수 샘플에 대응한다.

아래의 표 1은 샘플 위치에 따른 필터 계수(filter coefficients)의 예를 나타낸 표이다. 예를 들어, 상기 필터 계수들은 루마 성분의 샘플에 적용될 수 있다.

샘플 위치	필터 계수
1/4	{-1, 4, -10, 58, 17, -5, 1, 0}
2/4	{-1, 4, -11, 40, 40, -11, 4, -1}
3/4	{0, 1, -5, 17, 58, -10, 4, -1}

예를 들어, 도 4의 분수 샘플들은 상기 필터 계수를 기반으로 8탭 필터를 적용하여 도출될 수 있다.

이와 같이 분수 샘플 단위로 참조 블록을 검출하고, 분수 샘플 단위의 MV를 도출하여, 보다 정밀하게 인터 예측을 수행할 수 있으며, 이 경우 레지듀얼 신호에 할당되는 데이터량이 줄일 수 있다. 다만 이 경우 MVD 또한 분수 샘플 단위로 지시되어야 하며, MVD에 할당되는 데이터량이 상대적으로 증가하게 된다.

한편, 적응적으로 움직임 벡터의 범위(range) 또는 해상도(resolution)을 조절함으로써 코딩 효율을 높일 수도 있다. 이는 AMVR(adaptive motion vector range)이라고 불릴 수 있으며, 부가 정보(side information)을 줄이기 위하여 1/2 분수 샘플(또는 하프 샘플) 단위나 정수 샘플 단위 등으로 MV가 결정될 수도 있다. 이 경우, 전체 범위에서 균일한 분수 샘플 단위 또는 정수 샘플 단위 등을 사용할 수도 있고, 또는 영역에 따라 적응적으로 샘플 단위의 범위(range)를 다르게 설정할 수도 있다. 전자는 선형(linear) AMVR이라고 불릴 수 있으며, 후자는 비선형(non-linear) AMVR이라고 불릴 수 있다.

AMVR을 기반으로 MV를 유도하는 방법은 예를 들어 다음과 같다.

도 5는 AMVR을 기반으로 MV를 유도하는 방법의 일 예를 나타낸다. 도 5에 개시된 방법은 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다.

도 5를 참조하면, 디코딩 장치는 현재 블록의 공간적 주변 블록들 및 시간적 대응 블록을 기반으로 구성된 MVP 후보 리스트 중에서 하나의 MVP를 유도한다. 여기서 MVP는 상기 공간적 주변 블록들 및 시간적 대응 블록 중 하나의 블록의 MV일 수 있으며, 따라서 원래 1/4 분수 펠 단위일 수 있다. 디코딩 장치는 반올림 절차를 통하여 정수 펠 단위의 MVP를 유도한다.

MVD는 정수 펠(pel) 단위로 수신될 수 있으며, 이 경우 디코딩 장치는 상기 수신된 MVD를 스케일 업한다. 디코딩 장치는 1/4 분수 펠 단위와 구분하기 위하여 MVD의 값을 스케일 업하여 정수 펠 단위의 MVD를 도출한다. 즉, 1/4 펠 단위의 MVD의 값 1은 1/4 분수 펠, 값 4는 1 정수 펠을 나타낼 수 있었으며, 디코딩 장치는 스케일 업을 통하여 정수 펠 단위의 MVD의 값 1이 1 정수 펠, 값 4는 4 정수 펠을 나타내도록 할 수 있다.

디코딩 장치는 상기 정수 펠 단위의 MVP와 상기 정수 펠 단위의 MVD를 기반으로 정수 펠 단위의 MV를 도출한다. 이 경우 디코딩 장치는 상기 정수 펠 단위의 MVP와 상기 정수 펠 단위의 MVD를 가산하여 상기 정수 펠 단위의 MV를 도출할 수 있다. 상술한 바와 같이 본 명세서에서 픽셀(pixel), 펠(pel) 및 샘플(sample)은 서로 혼용될 수 있다.

한편, 인코딩 장치는 움직임 추정(motion estimation)을 통하여 최적의 RD 코스트(rate-distortion cost)를 갖는 샘플 포지션을 찾아 제1(임시) MV를 결정한다. 이 경우 상기 제1 MV는 분수 펠 단위의 MV일 수 있다. 그리고 인코딩 장치는 디코딩 장치와 동일한 방법으로 AMVP 후보 리스트를 생성하고 제1 MVP를 유도한다. 이 경우 상기 제1 MVP는 분수 펠 단위일 수 있다. 인코딩 장치는 상기 제1 MVP를 반올림 변환하여 정수 펠 단위의 제2 MVP를 유도한다.

인코딩 장치는 상기 제1 MV와 상기 제1 MVP의 차분값을 기반으로 제1 MVD를 생성한 후 상기 제1 MVD를 반올림 변환하여 정수 펠 단위의 제2 MVD를 유도한다.

인코딩 장치는 상기 제2 MVP와 상기 제2 MVD의 가산을 기반으로 정수 펠 단위의 제2 MV를 유도한다.

인코딩 장치는 상기 제1 MV에 기반한 RD 코스트와 상기 제2 MV에 기반한 RD 코스트를 비교하고, 더 나은 RD 코스트를 갖는(즉, RD 코스트가 더 낮은) 모드를 선택한다. 이 경우, 상기 제1 MV에 기반하여 예측을 수행하는 모드는 일반(normal) 모드라고 불릴 수 있고, 상기 제2 MV에 기반하여 예측을 수행하는 모드는 AMVR 모드라고 불릴 수 있다.

즉, AMVR은 MV를 정수 펠 단위로 표현하여, 코딩되는 MVD의 절대적 크기(즉, 비트량)을 줄이는 방법이다. 상기 MVD는 예를 들어 다음 표 2와 같은 신텍스(syntax)를 통하여 전송될 수 있다. 상기 신텍스는 비트스트림에 포함되어 전송될 수 있다.

표 2를 참조하면, abs_mvd_grater0_flag[0/1]은 움직임 벡터 차분의 x성분/y성분의 절대값이 0보다 큰지 여부를 나타낸다.

abs_mvd_grater1_flag[0/1]은 움직임 벡터 차분의 x성분/y성분의 절대값이 1보다 큰지 여부를 나타낸다. abs_mvd_grater1_flag[0/1]은 abs_mvd_grater0_flag[0/1]이 참(true)인 경우(즉, abs_mvd_grater0_flag[0/1]의 값이 1인 경우)에 송수신 및 파싱될 수 있다.

abs_mvd_minus2[0/1]에 2를 더한 값은 움직임 벡터 차분의 x성분/y성분의 절대값을 나타낸다. abs_mvd_minus2[0/1]은 abs_mvd_grater1_flag[0/1]이 참인 경우(즉, abs_mvd_grater1_flag[0/1]의 값이 1인 경우)에 송수신 및 파싱될 수 있다.

mvd_sign_flag[0/1]은 움직임 벡터 차분의 x성분/y성분의 부호(sign)를 나타낸다. mvd_sign_flag[0/1]의 값이 0인 경우, 해당 움직임 벡터 차분의 x성분/y성분이 양의 값(positive value)을 가진다. mvd_sign_flag[0/1]의 값이 1인 경우, 해당 움직임 벡터 차분의 x성분/y성분이 음의 값(negative value)을 가진다. mvd_sign_flag[0/1]은 abs_mvd_grater1_flag[0/1]은 abs_mvd_grater0_flag[0/1]이 참(true)인 경우(즉, abs_mvd_grater0_flag[0/1]의 값이 1인 경우)에 송수신 및 파싱될 수 있다.

AMVR이 적용되는 경우, 상기와 같은 신텍스 요소(syntax elements)들을 이용하여 MVD를 나타냄에 있어, 정수 펠 단위로 나타낼 수 있기 때문에 MVD의 절대값이 작아지는 효과가 있어, 전송되는 비트들을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 이러한 비트 절감 효과를 더 높이기 위하여, 비선형의 MV 범위를 적용할 수 있다. 본 발명에 따르면, 예측값의 상관관계(correlation)가 높은 범위에는 정수 펠 단위 또는 그 이상의 단위를 사용하여 에너지 압축(energy compaction)을 높이고, 상대적으로 예측값의 상관관계가 떨어지는 범위에는 정수 펠 뿐 아니라 범위에 따라 하프 펠, 쿼터 펠 위치까지를 적응적으로 나타내도록 하여 예측의 정확도를 유지하면서 비트 절감 효과를 얻을 수 있다.

실시예 1

본 발명의 실시예 1에서는 선형 MVD 범위를 유지하면서 MVD의 에너지 압축을 효율적으로 하여 보다 효율적인 비트 전송을 수행할 수 있는 방법이 제공된다.

도 6은 선형 범위(linear range)를 가지는 AVMR 방법을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 선형 MVD 범위는 쿼터 펠 단위의 MVD 값을 4의 배수로 내림한 후, 4로 스케일 다운하는 방법에 기반할 수 있다. 즉, 이 경우 예를 들어, -4 내지 -1의 값을 갖는 쿼터 펠 단위의 MVD는 -1 값을 갖는 정수 펠 단위의 MVD가 되고, 0 내지 3의 값을 갖는 쿼터 펠 단위의 MVD는 0 값을 갖는 정수 펠 단위의 MVD가 되고, 4 내지 7의 값을 갖는 쿼터 펠 단위의 MVD는 1 값을 갖는 정수 펠 단위의 MVD가 된다.

한편, 상기 표 2에서 설명한 바와 같이, MVD 관련 신텍스에서는 MVD의 절대값의 크기가 0보다 큰지 확인한 후, 0보다 크지 않다면 0 값을 갖는 abs_mvd_grater0_flag 1비트를 전송한다. 반면 MVD의 절대값의 크기가 0보다 큰 경우, 추가로 1보다 큰지 확인하고, 1보다 크지 않다면 0 값을 갖는 abs_mvd_grater1_flag 1비트를 추가 전송한다. 반면, 상기 두 경우를 모두 만족하지 않는 경우(즉, MVD가 2보다 크거나 같은 경우)에는 MVD의 절대값에서 2를 뺀 값을 1차 지수 골룸 기반으로 코딩하여 전송한다. 이러한 이유로, 도 6과 같이 범위가 양수 쪽으로 쏠려있는 경우 MVD의 값이 양수 또는 음수인지에 따라 코딩 효율이 달라지는 불균형이 존재하게 된다. 예를 들어, 쿼터 펠 단위의 MVD의 값이 3인 경우, 그 값은 0으로 대표되어 4 단위로 스케일 다운된 0 값이 지시되어야 하므로, 인코딩 장치는 0 값을 갖는 abs_mvd_grater0_flag 1비트를 전송한다. 하지만, 만약 쿼터 펠 단위의 MVD의 값이 -3인 경우, 그 값은 -4로 대표되고, 4 단위로 스케일 다운된 -3 값이 지시되어야 한다. 이 경우 인코딩 장치는 1 값을 갖는 abs_mvd_grater0_flag 1비트 및 0 값을 갖는 abs_mvd_grater1_flag 1비트 총 2비트가 전송되어야 한다. 이와 같은 불균형을 해결하기 위하여 다음 도 7과 같이 균형된(balanced) 선형 범위를 사용할 수 있다.

도 7은 균형된 선형 범위(balanced linear range)를 가지는 AVMR 방법을 나타낸다.

도 7을 참조하면, 균형된 선형 MVD 범위는 쿼터 펠 단위의 MVD 값 플러스 2를 4의 배수로 내림한 후, 4로 스케일 다운하는 방법에 기반할 수 있다. 즉, 이 경우 예를 들어, -6 내지 -3의 값을 갖는 쿼터 펠 단위의 MVD는 대표값 -4로 대표되고 -1 값을 갖는 정수 펠 단위의 MVD가 되고, -2 내지 1의 값을 갖는 쿼터 펠 단위의 MVD는 대표값 0으로 대표되고 0 값을 갖는 정수 펠 단위의 MVD가 되고, 2 내지 5의 값을 갖는 쿼터 펠 단위의 MVD는 대표값 4로 대표되고 1 값을 갖는 정수 펠 단위의 MVD가 된다. 한편 이는 예시로서, 균형된 선형 MVD 범위는 쿼터 펠 단위의 MVD 값 플러스 1을 4의 배수로 내림한 후, 4로 스케일 다운하는 방법에 기반할 수 있다.

상기와 같이 AMVR 방법에서 사용되는 선형 범위를 조정함으로써, MVD의 값이 양수 또는 음수인지에 따라 코딩 효율이 달라지는 불균형을 개선할 수 있다.

실시예 2

또한, 본 발명의 실시예 2에서는 선형 MVD 범위 대신 비선형 MVD 범위를 적용하여, abs_mvd_grater0_flag 또는 abs_mvd_grater1_flag가 사용되는 비율을 높임으로써, 전송되어야 하는 비트량을 절감하는 방법이 제공된다.

도 8은 비선형 범위를 가지는 AVMR 방법의 일 예를 나타낸다.

도 8를 참조하면, 비선형 MVD 범위는, 쿼터 펠 단위의 MVD 값들을 -1, 0, 1로 스케일다운 가능한 범위는 8 단위에 기반하고, 나머지 범위는 4 단위에 기반한다. 즉, 중앙 영역에 대하여는 쿼터 펠 단위의 MVD 값 플러스 4를 8의 배수로 내림한 후, 8로 스케일 다운하는 방법에 기반할 수 있다. 예를 들어, -12 내지 -5의 값을 갖는 쿼터 펠 단위의 MVD는 대표값 -8로 대표되고 스케일 다운되어 -1 값을 갖는 정수 펠 단위의 MVD가 되고, -4 내지 3의 값을 갖는 쿼터 펠 단위의 MVD는 대표값 0으로 대표되고 스케일 다운되어 0 값을 갖는 정수 펠 단위의 MVD가 되고, 4 내지 11의 값을 갖는 쿼터 펠 단위의 MVD는 대표값 8로 대표되고 스케일 다운되어 1 값을 갖는 정수 펠 단위의 MVD가 된다.

상기와 같이 비선형 MVD 범위를 구성하는 경우, 비선형 범위에 속한 MVD는 해당 범위의 대표값으로 표현되고, 범위에 따른 적응적 스케일 다운을 수행한 후의 값이 코딩되어 비트스트림을 통하여 전송된다. 이 경우 코딩되어 전송되는 MVD 값의 0 또는 1로 표현되는 비율을 높여 에너지 압축을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기와 같은 비선형 AMVR는 다음 표와 같이 non_linear_amvr_range_flag 신텍스 요소를 통하여 지시될 수 있다.

표 3을 참조하면, amvr_enable_flag는 AMVR 모드가 가용한지 여부를 나타낸다. non_linear_amvr_range_flag는 비선형 AMVR 범위가 적용되는지 여부를 나타낸다. 상기 non_linear_amvr_range_flag는 상기 amvr_enable_flag의 값이 1인 경우에 송수신 및 파싱될 수 있다. 상기 표 3에 개시된 신텍스는 예를 들어 SPS(sequence parameter set) 신텍스에 포함될 수 있다.

상기 non_linear_amvr_range_flag의 값이 0인 경우, 비선형 AMVR 범위가 적용되지 않는다. 즉, 이 경우 MVD를 표현함에 있어 선형 AMVR 범위가 적용된다. 반면 상기 non_linear_amvr_range_flag의 값이 1인 경우, 비선형 AMVR 범위가 적용될 수 있다. 즉, 디코딩 장치는 상기 non_linear_amvr_range_flag를 기반으로 비선형 AMVR 범위가 적용되는지 여부를 결정할 수 있다.

기본적으로 디코딩 장치는 비선형 범위에 대한 정보와 범위 대표값 정보를 알고 있으며, 상기 non_linear_amvr_range_flag의 값이 1인 경우, 다른 추가적인 정보가 없다면, 미리 결정된 디폴트 비선형 범위를 사용할 수 있다.

실시예 3

또한, 본 발명의 실시예 3에서는 상술한 본 발명의 실시예 2에 더하여, 구체적인 비선형 AMVR 범위를 지시할 수 있는 방법을 제공한다.

상술한 바와 같이 amvr_enable_flag의 값이 1인 경우, non_linear_amvr_range_flag를 통하여 선형 AMVR 범위가 사용될 것인지 비선형 AMVR 범위가 사용될 것인지 여부를 지시할 수 있다.

상술한 실시예 2에서는 디코딩 장치에 비선형 범위의 디폴트 값이 미리 설정되어 있고, 디코딩 장치는 non_linear_amvr_range_flag의 값이 1인 경우, 상기 디폴트 비선형 범위를 사용할 수 있었으나, 본 실시예에서는 다음 표와 같이 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터를 전송하여 디코딩 장치에 비선형 AMVR 범위를 적응적으로 알려줄 수 있다.

여기서, sps_amvr_enable_flag는 AMVR 모드가 가용한지 여부를 나타낸다. 상기 sps_amvr_enable_flag는 amvr_enable_flag와 혼용될 수도 있다. non_linear_amvr_range_flag는 비선형 AMVR 범위가 적용되는지 여부를 나타낸다. 상기 non_linear_amvr_range_flag는 상기 sps_amvr_enable_flag의 값이 1인 경우에 송수신 및 파싱될 수 있다.

한편, 상기 non_linear_amvr_range_flag의 값이 1인 경우(즉, 상기 sps_amvr_enable_flag의 값이 1이고 상기 non_linear_amvr_range_flag의 값이 1인 경우)에 non_linear_amvr_range_paramter 신텍스가 더 송수신 및 파싱/호출될 수도 있다. 상기 non_linear_amvr_range_parameter 신텍스는 상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터들을 나타낸다. 상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터들은 예를 들어 3개의 범위로 나누어져 각 위치에 따른 범위 값와 그 범위의 대표값을 지시할 수 있다. 상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터들은 예를 들어 다음과 같은 신텍스 요소들을 포함할 수 있다.

여기서, num_non_linear_range_table_candidate는 비선형 범위 테이블 후보들의 개수를 나타낸다. 상기 비선형 범위 테이블 후보마다 first_range_value, first_range_representative_value, second_range_value, second_range_representative_value, third_range_value 및 third_range_representative_value을 포함할 수 있다. 인코딩 장치는 범위 테이블 인덱스를 통하여 상기 비선형 범위 테이블 후보들 중 하나를 지시할 수 있다. 한편, 만약 하나의 비선형 범위 테이블이 하나 또는 고정된 개수가 사용되는 경우, 상기 num_non_linear_range_table_candidate는 생략될 수 있다.

상기 first_range_value, 상기 second_range_value 및 상기 third_range_value는 0을 중심으로 하는 제1 범위 값, 제2 범위 값 및 제3 범위 값을 각각 나타낸다. 여기서 상기 제1 범위는 0을 포함하는 범위이다. 상기 first_range_value, second_range_value 및 third_range_value는 각각 0 이상의 값을 나타낼 수 있다.

또한, first_range_representative_value, second_range_representative_value 및 third_range_representative_value는 각각 관련 범위의 대표값을 나타낸다.

예를 들어, 상기 first_range_value의 값이 a이고 상기 first_range_representative_value의 값이 0인 경우, -a≤MVD<a인 범위(0을 포함)가 상기 제1 범위가 되고, 상기 제1 범위의 대표값은 0이 된다. 또한, 상기 상기 second_range_value의 값이 b이고, 상기 second_range_representative_value의 값이 m인 경우, -b≤MVD<-a 및 a≤MVD<b가 상기 제2 범위가 되고, 상기 제2 범위의 대표값은 각각 -m 및 m이 된다. 또한, 상기 third_range_value의 값이 c이고 상기 third_range_representative_value의 값이 n인 경우, -c≤MVD<-b 및 b≤MVD<c가 상기 제3 범위가 되고, 상기 제3 범위의 대표값은 각각 -n 및 n이 된다.

도 9는 본 발명에 따른 비선형 AVMR 범위 파라미터 신텍스를 파싱하여 비선형 AMVR을 구성한 예를 나타낸다. 도 9에서는 설명의 중복을 피하기 위하여 양수 도메인을 위주로 도시 및 설명한다.

도 9의 (a)를 참조하면, 상기 first_range_value의 값은 6, 상기 first_range_representative_value의 값은 0, 상기 second_range_value의 값은 10, 상기 second_range_representative_value의 값은 8, 상기 third_range_value의 값은 14, 상기 third_range_representative_value의 값은 12이다. 이 경우 제1 범위는 -6≤MVD<6이고, 상기 제1 범위에 대한 대표값은 0이다. 양수 도메인의 제2 범위는 6≤MVD<10이고, 상기 제2 범위에 대한 대표값은 8이다. 양수 도메인의 제3 범위는 10≤MVD<14이고 상기 제 3범위에 대한 대표값은 12이다. 상기 제1 범위 내지 제3 범위에 대한 대표값들은 각각 스케일 다운되어 0, 1 및 2에 대응될 수 있다. 이 경우 (a)에 도시된 바와 같이 비선형 AMVR 범위가 도출될 수 있다. 한편, 여기서 etc로 표기된 부분(예를 들어 범위 13 내지 17)은 상기 제1 내지 제3 범위 외의 나머지 범위들을 나타내며, 상기 나머지 범위들은 미리 정의된 기준에 따라 설정될 수 있다.

한편, 도 9의 (b)를 참조하면, 상기 first_range_value의 값은 4, 상기 first_range_representative_value의 값은 0, 상기 second_range_value의 값은 12, 상기 second_range_representative_value의 값은 8, 상기 third_range_value의 값은 16, 상기 third_range_representative_value의 값은 14이다. 이 경우 제1 범위는 -4≤MVD<4이고, 상기 제1 범위에 대한 대표값은 0이다. 양수 도메인의 제2 범위는 4≤MVD<12이고, 상기 제2 범위에 대한 대표값은 8이다. 양수 도메인의 제3 범위는 12≤MVD<16이고 상기 제 3범위에 대한 대표값은 14이다. 상기 제1 범위 내지 제3 범위에 대한 대표값들은 각각 스케일 다운되어 0, 1 및 2에 대응될 수 있다. 이 경우 (a)에 도시된 바와 같이 비선형 AMVR 범위가 도출될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 복수개의 비선형 범위 테이블 후보들이 존재하는 경우, 인코딩 장치는 범위 테이블 인덱스를 기반으로 상기 후보들 중 하나를 지시할 수 있으며, 디코딩 장치는 상기 범위 테이블 인덱스를 수신 및 파싱하여 상기 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 상기 범위 테이블 인덱스는 예를 들어 다음과 같은 신텍스를 통하여 전송될 수 있다.

여기서, slice_non_linear_ambr_range_table_idx는 상술한 범위 테이블 인덱스를 나타낼 수 있다. 상기 slice_non_linear_ambr_range_table_idx는 상기 표 4에서 상술한 non_linear_amvr_range_flag(또는 sps_non_linear_amvr_flag)의 값이 1인 경우에 송수신 및 파싱될 수 있다.

상기 slice_non_linear_ambr_range_table_idx는 슬라이스 헤더 단에서 전송될 수 있다. 즉, 상기 slice_non_linear_ambr_range_table_idx 신텍스 요소는 현재 블록을 포함하는 슬라이스에 관한 슬라이스 세그먼트 헤더 신텍스를 통하여 전송될 수 있다. 여기서 현재 블록은 PU 또는 PB일 수 있다.

디코딩 장치는 상기 slice_non_linear_ambr_range_table_idx가 가리키는 인덱스에 대응하는 비선형 범위 테이블 후보에 대한 범위 값들을 기반으로 MVD를 도출할 수 있다.

실시예 4

또한, 본 발명의 실시예 4에서는 상술한 실시예 3의 확장으로써, MVD의 표현 단위를 범위에 따라 적응적으로 변경할 수 있다. 이 경우 MVD의 표현 단위는 정수 펠 단위, 하프 펠 단위, 쿼터 펠 단위 등으로 적응적으로 변경될 수 있다.

도 10은 적응적인 MVD 정밀도(precision)를 가지는 비선형 AMVR 방법의 일 예를 나타낸다.

도 10을 참조하면, -8≤MVD<8 범위는 정수 펠 정밀도를 갖고, -18≤MVD<-8 범위 및 8≤MVD<18 범위는 하프 펠 정밀도를 갖고, -24≤MVD<-18 범위 및 18≤MVD<24 범위는 쿼터 펠 정밀도를 갖도록 설정되었다. 즉, 이 경우 인코딩 장치는 -8≤MVD<8 범위 내에서는 정수 펠 정밀도로 MVD를 도출하고, -18≤MVD<-8 범위 및 8≤MVD<18 범위에서는 하프 펠 정밀도로 MVD를 도출하고, -24≤MVD<-18 범위 및 18≤MVD<24 범위는 쿼터 펠 정밀도로 MVD를 도출할 수 있다. 이를 통하여 인코딩 장치는 RD 최적화 과정에서 왜곡(distortion)과 율(rate) 관계에 따라 예측된 MV가, 상관관계가 높은 범위에 속해 있는 경우 정수 펠 단위로 추정 및 표현하여 MVD의 비트량을 줄이고, 반대로 상관관계가 낮은 범위에 속해 있는 경우 보다 낮은 단위(예를 들어 하프 펠 또는 쿼터 펠 단위)로 추정 및 표현하여 왜곡을 더 줄일 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 적응적인 MVD 정밀도에 따른 MVD 도출을 위한 방법을 예시적으로 나타내낸다. 도 11의 방법은 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다.

도 11을 참조하면, 디코딩 장치는 MVD를 파싱한다(S1100). 여기서 MVD를 파싱한다 함은 MVD 관련 신텍스를 수신 및 파싱함을 포함한다.

디코딩 장치는 상기 MVD의 코딩된 값이 속하는 범위를 기반으로 상기 MVD가 정수 펠 정밀도를 갖는지 여부를 확인한다(S1110).

만약 S1110에서 상기 MVD가 정수 펠 정밀도를 갖는 경우, 디코딩 장치는 정수 펠 정밀도를 고려하여 상기 MVD의 코딩된 값에 대한 대표값을 도출한다(S1120)

만약 S1110에서 상기 MVD가 정수 펠 정밀도를 갖지 않는 경우, 디코딩 장치는 상기 MVD의 코딩된 값이 속하는 범위를 기반 상기 MVD가 하프 펠 정밀도를 갖는지 여부를 확인한다(S1130)

만약 S1130에서 상기 MVD가 하프 펠 정밀도를 갖는 경우, 디코딩 장치는 상기 하프 펠 정밀도를 고려하여 상기 MVD의 코딩된 값에 대한 대표값을 도출한다(S1140).

만약 S1130에서 상기 MVD가 하프 펠 정밀도를 갖지 않는 경우, 이는 상기 MVD가 쿼터 펠 정밀도를 갖는 경우에 해당하고, 디코딩 장치는 상기 쿼터 펠 정밀도를 고려하여 상기 MVD의 코딩된 값에 대한 대표값을 도출한다(S1150).

상술한 디코딩 방법은 예를 들어, 다음 도면들과 같이 도시될 수 있다.

도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 정수 펠 정밀도, 하프 펠 정밀도, 또는 쿼터 펠 정밀도에서의 MVD 값 디코딩 방법을 예시적으로 나타낸다.

도 12 내지 도 14에서, -8≤MVD<8 범위는 정수 펠 정밀도를 갖고, 8≤MVD<18 범위는 하프 펠 정밀도를 갖고, 18≤MVD<24 범위는 쿼터 펠 정밀도를 갖도록 설정되었다. 또한 도 12 내지 도 14에서는 비선형 AMVR이 적용된 경우를 가정한다.

도 12를 참조하면, MVD의 원래 값이 5인 경우, 상기 5는 대표값 0으로 표현되어 0 값으로 인코딩되고, 디코딩 장치는 상기 인코딩된 0 값을 디코딩하여 0 값을 획득한다. 디코딩 장치는 상기 0의 MVD를 MVP와 가산하여 현재 블록에 대한 MV를 도출할 수 있다.

또한, 도 13을 참조하면, MVD의 원래 값이 11인 경우, 상기 11은 대표값 10으로 표현되고, 상기 10은 스케일 다운되어 1 값으로 인코딩되고, 디코딩 장치는 상기 인코딩된 1 값을 디코딩하고, 스케일 업하여 상기 MVD 값으로 10을 획득한다.

또한, 도 14를 참조하면, MVD의 값이 21인 경우, 상기 21의 대표값은 21이고, 만약 19부터 범위가 1인 경우 상기 21은 6의 값으로 인코딩된다. 이는 0을 기준점으로 하여, 7까지는 0 값으로, 8 내지 13은 1 값으로, 14 내지 17은 2 값으로 인코딩될 수 있고, 19부터는 범위가 1로 설정되어 있으므로, 순차적으로 18은 3 값으로, 19는 4 값으로, 20은 5 값으로, 21은 6 값으로 인코딩 될 수 있다. 이 경우 디코딩 장치는 상기 인코딩된 6 값을 디코딩하고, 상기 코딩된 값 6에 대응하는 MVD 값으로 21의 값을 획득할 수 있다.

혹은 상기 19 이후부터 디폴트로 범위가 4로 설정되어 있는 경우, 상기 21의 대표값은 예를 들어 20이 될 수 있으며, 상기 20은 3 값으로 인코딩될 수 있다. 디코딩 장치는 이 경우 상기 3 값을 디코딩하고, 상기 3 에 대응하는 MVD 값으로 20의 값을 획득할 수 있다.

상기와 같은 적응적 MVD 정밀도를 위한 범위 정보는 상기 실시예 3에서 상술한 바와 같은 SPS 신텍스와 슬라이스 헤더 신텍스를 기반으로 지시될 수 있다. 이 경우 예를 들어 SPS 신텍스는 MVD 정밀도 범위 테이블 후보들의 개수에 관한 신텍스 요소를 포함할 수 있고, 각 MVD 정밀도 범위 테이블 후보별로 정수 펠 정밀도 범위, 하프 펠 정밀도 범위 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 MVD 정밀도 범위 테이블 후보들 중에서 하나의 후보를 나타내는 정밀도 범위 테이블 인덱스가 상기 슬라이스 헤더 신텍스를 통하여 지시될 수 있다.

또는 다음 표와 같이 비선형 AMVR 범위 파라미터들에 관한 신텍스가 정수 펠 정밀도 범위, 하프 펠 정밀도 범위에 대한 정보를 포함할 수도 있다.

표 7을 참조하면, num_non_linear_range_table_candidate는 비선형 범위 테이블 후보들의 개수를 나타낸다. 상기 비선형 범위 테이블 후보마다 integer_pel_precision_range 및 half_pel precision_range 신텍스 요소들을 포함할 수 있다.

여기서, integer_pel_precision_range는 정수 펠 정밀도 범위를 나타내고, half_pel precision_range는 하프 펠 정밀도 범위를 나타낸다. 상기 정수 펠 정밀도 범위 및 상기 하프 펠 정밀도 범위는 상기 표 7의 first_range_value, first_range_representative_value, second_range_value, second_range_representative_value, third_range_value 및 third_range_representative_value에 기반한 제1 범위 내지 제3 범위와 조합되어 사용될 수 있다.

예를 들어, 각 정밀도 범위를 나타내는 값은 스케일 다운되어 전송될 수 있다. 이 경우 integer_pel_precision_range가 나타내는 값은 4로 스케일 다운되어 전송될 수 있고, half_pel precision_range가 나타내는 값은 integer_pel_precision_range가 나타내는 값과의 차분값이 2로 스케일 다운한 후 전송될 수 있다. 예를 들어, 도 10의 경우, integer_pel_precision_range가 나타내는 값인 8은 4로 스케일 다운되어 2의 값으로 전송되고, integer_pel_precision_range가 나타내는 값인 18에서 8을 차분한 10을 2로 스케일 다운한 5가 전송된다. 디코딩 장치는 상기 절차와 반대의 절차를 통하여 각 정밀도 범위를 디코딩할 수 있다.

도 15는 본 발명에 따른 영상 코딩 방법의 일 예를 개략적으로 나타낸다. 도 15에서 개시된 방법은 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다.

도 15를 참조하면, 인코딩 장치는 AMVR 가용 플래그를 생성한다(S1500). 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 인터 예측을 위하여 AMVR을 수행할지 여부를 판단한다. 인코딩 장치는 상기 AMVR을 수행하는 것이 RD 최적화를 위하여 더 낫다고 판단되는 경우 AMVR을 수행하는 것으로 결정하고 상기 AMVR 가용 플래그의 값을 1로 설정할 수 있다.

인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 MVD를 도출한다(S1510). 상기 MVD는 쿼터 펠 단위의 MVD일 수 있다. 또는, 적응적 MVD 정밀도가 적용되는 경우, 상기 MVD는 MVD 정밀도 범위에 따라 정수 펠 또는 하프 펠 단위일 수도 있다.

인코딩 장치는 움직임 추정(motion estimation)을 통하여 상기 현재 블록에 대한 MV를 도출할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 공간적 주변 블록들 및 시간적 주변 블록(또는 시간적 대응 블록)을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 MVP를 도출할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 MV 및 상기 MVP를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 상기 MVP를 도출할 수 있다. 여기서 상기 MVP는 쿼터 펠 단위의 MVP일 수 있다. 또는 상기 MVP는 쿼터 펠 단위의 임시 MVP를 정수 펠 단위로 반올림한, 정수 펠 단위의 MVP일 수도 있다.

인코딩 장치는 다수의 MVD 범위들 중 상기 MVD의 값이 포함되는 MVD 범위에 대한 MVD 대표값을 도출하고(S1520), 상기 MVD 대표값에 대응하는 코딩된(coded) MVD를 생성한다(S1530).

일 예로, 상기 다수의 MVD 범위들은 균등한 범위를 가지는 선형 MVD 범위들일 수 있다. 이 경우 상기 MVD 대표값은 상기 MVD의 값 플러스 2를 4의 배수로 내림한 값일 수 있다. 또한, 이 경우 상기 코딩된 MVD는 상기 MVD 대표값을 4로 스케일 다운한 값일 수 있다.

다른 예로, 상기 다수의 MVD 범위들은 비균등한 범위를 가지는 비선형 MVD 범위들일 수 있다. 이 경우 상기 비선형 MVD 범위들 중 중앙 영역에 위치하는 MVD 범위들은 상대적으로 넓은 범위를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 비선형 MVD 범위들 중 상기 코딩된 MVD 값 -1, 0, 1에 대응되는 MVD 범위들이 나머지 MVD 범위들보다 상대적으로 더 넓은 범위를 가질 수 있다. 상기 코딩된 MVD 값이 -1, 0, 1 중 하나인 경우, 상기 MVD 대표값은 상기 MVD의 값 플러스 4를 8의 배수로 내림한 값이 수 있다. 이 경우 상기 코딩된 MVD 값은 상기 MVD 대표값을 8로 스케일 다운한 값일 수 있다.

인코딩 장치는 상기 AMVR 가용 플래그 및 상기 코딩된 MVD를 비트스트림을 통하여 출력한다(S1540). 예를 들어 상기 AMVR 가용 플래그는 SPS 레벨에서 상기 비트스트림을 통하여 출력될 수 있다. 또한, 예를 들어 상기 코딩된 MVD는 PU 레벨에서 상기 비트스트림을 통하여 출력될 수 있다.

상기 출력된 비트스트림은 네트워크 또는 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송될 수 있다.

한편, 비록 도시되지는 않았으나, 인코딩 장치는 상기 다수의 MVD 범위들이 비균등한 범위를 가지는지 여부를 나타내는 비선형 AMVR 범위 플래그를 생성할 수 있다. 상기 비선형 AMVR 범위 플래그의 값 0은 상기 다수의 MVD 범위들은 균등한 범위를 갖는 것을 나타내고, 상기 비선형 AMVR 범위 플래그의 값 1은 상기 다수의 MVD 범위들은 비균등한 범위를 갖는 것을 나타낼 수 있다. 인코딩 장치는 상기 생성된 비선형 AMVR 플래그를 상기 비트스트림을 통하여 출력할 수 있다.

만약, 상기 비선형 AMVR 범위 플래그의 값이 1인 경우, 인코딩 장치는 비선형 AMVR 관련 파라미터를 생성하고, 상기 비트스트림을 통하여 출력할 수 있다. 상기 비선형 AMVR 관련 파라미터는 상술한 표 5 및 7에서 상술한 정보들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터는 상기 MVD 범위들 중 중앙 3개 MVD 범위들의 크기 및 해당 범위들의 대표값들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터는 비선형 범위 테이블 후보들의 개수에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터는 상기 비선형 범위 테이블 후보들 각각에 대응하는 중앙 3개 MVD 범위들의 크기 및 해당 범위들의 대표값들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이 경우 인코딩 장치는 상기 비선형 범위 테이블 후보들 중 하나의 후보를 가리키는 범위 테이블 인덱스를 생성하고, 상기 범위 테이블 인덱스를 상기 비트스트림을 통하여 출력할 수 있다. 이 경우 예를 들어 상기 범위 테이블 인덱스는 슬라이스 헤더 레벨에서 상기 비트스트림을 통하여 출력될 수 있다.

한편, 적응적인 MVD 정밀도(precision) 범위를 사용하여, 상기 MVD의 표현 단위를 범위에 따라 적응적으로 변경할 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치는 상기 MVD가 정수 펠 정밀도 또는 하프 펠 정밀도를 갖는지 여부를 나타내는 MVD 정밀도 정보를 생성하고, 상기 MVD 정밀도 정보를 상기 비트스트림을 통하여 출력할 수 있다. 상기 MVD 정밀도 정보는 예를 들어 상술한 integer_pel_precision_range 신텍스 요소 및 half_pel_precision_range 신텍스 요소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 16은 본 발명에 따른 인터 예측 방법의 일 예를 개략적으로 나타낸다. 도 16에서 개시된 방법은 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다.

도 16을 참조하면, 디코딩 장치는 인코딩 장치로부터 수신된 비트스트림으로부터 AMVR 가용 플래그를 파싱 및 획득한다(S1600). 디코딩 장치는 네트워크 또는 저장매체를 통하여 상기 비트스트림을 수신할 수 있다. 상기 AMVR 가용 플래그는 예를 들어 SPS 레벨에서 파싱 및 획득될 수 있다.

디코딩 장치는 상기 비트스트림으로부터 코딩된 MVD를 파싱 및 획득한다(S1610). 예를 들어 상기 코딩된 MVD는 PU 레벨에서 파싱 및 획득될 수 있다.

디코딩 장치는 상기 AMVR 가용 플래그의 값이 1인 경우, 상기 코딩된 MVD의 값에 대응하는 대표 MVD의 값을 도출한다(S1620). 상기 MVD 대표값은 다수의 MVD 범위들 중에서 원본(original) MVD의 값이 포함되는 MVD 범위에 대한 대표값이다.

일 예로, 상기 다수의 MVD 범위들은 균등한 범위를 가지는 선형(linear) MVD 범위들이고, 상기 코딩된 MVD 값은 상기 MVD 대표값을 4로 스케일 업한 값일 수 있다.

다른 예로, 상기 다수의 MVD 범위들은 비균등한 범위를 가지는 비선형 MVD 범위들일 수 있다. 이 경우 상기 비선형 MVD 범위들 중 중앙 영역에 위치하는 MVD 범위들은 상대적으로 넓은 범위를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 비선형 MVD 범위들 중 상기 코딩된 MVD 값 -1, 0, 1에 대응되는 MVD 범위들이 나머지 MVD 범위들보다 상대적으로 더 넓은 범위를 가질 수 있다. 상기 코딩된 MVD 값이 -1, 0, 1 중 하나인 경우, 상기 MVD 대표값은 상기 MVD의 값 플러스 4를 8의 배수로 내림한 값이 수 있다. 이 경우 상기 MVD 대표값은 상기 코딩된 MVD 값을 8로 스케일 업한 값일 수 있다.

상기 원본 MVD는 쿼터 펠 단위의 MVD일 수 있다. 또는, 적응적 MVD 정밀도가 적용되는 경우, 상기 원본 MVD는 MVD 정밀도 범위에 따라 정수 펠 또는 하프 펠 단위일 수도 있다.

디코딩 장치는 현재 블록의 공간적 주변 블록들 및 시간적 주변 블록(또는 시간적 대응 블록)을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 MVP를 도출한다(S1630). 여기서 상기 MVP는 쿼터 펠 단위의 MVP일 수 있다. 또는 상기 MVP는 쿼터 펠 단위의 임시 MVP를 정수 펠 단위로 반올림한, 정수 펠 단위의 MVP일 수도 있다.

디코딩 장치는 상기 MVP 및 상기 대표 MVD를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 MV를 도출한다(S1640). 디코딩 장치는 상기 MVP 및 상기 대표 MVD를 가산하여 상기 현재 블록에 대한 MV를 도출할 수 있다.

디코딩 장치는 상기 MV를 기반으로 인터 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)를 생성한다(S1650). 디코딩 장치는 참조 픽처 상에서 상기 MV가 가리키는 상대적인 위치에 있는 참조 블록 내의 복원 샘플(또는 복원 샘플 어레이)을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 비트스트림으로부터 레지듀얼 신호에 관한 변환 계수들을 획득할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 변환 계수들을 역변환하고, 상기 변환 계수들로부터 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플(또는 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 예측 샘플 및 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 샘플 및 복원 픽처를 생성할 수 있다.

한편, 비록 도시되지는 않았으나, 디코딩 장치는 상기 다수의 MVD 범위들이 비균등한 범위를 가지는지 여부를 나타내는 비선형 AMVR 범위 플래그를 상기 비트스트림을 통하여 수신할 수 있다. 상기 비선형 AMVR 범위 플래그의 값 0은 상기 다수의 MVD 범위들은 균등한 범위를 갖는 것을 나타내고, 상기 비선형 AMVR 범위 플래그의 값 1은 상기 다수의 MVD 범위들은 비균등한 범위를 갖는 것을 나타낼 수 있다. 상기 비선형 AMVR 관련 파라미터는 상술한 표 5 및 7에서 상술한 정보들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터는 상기 MVD 범위들 중 중앙 3개 MVD 범위들의 크기 및 해당 범위들의 대표값들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터는 비선형 범위 테이블 후보들의 개수에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터는 상기 비선형 범위 테이블 후보들 각각에 대응하는 중앙 3개 MVD 범위들의 크기 및 해당 범위들의 대표값들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터 및 상기 코딩된 MVD 값을 기반으로 상기 대표 MVD 값을 도출할 수 있다. 이 경우 디코딩 장치는 범위 테이블 인덱스를 상기 비트스트림으로부터 획득하고, 상기 범위 테이블 인덱스를 기반으로 상기 비선형 범위 테이블 후보들 중 하나의 후보를 선택할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 선택된 후보를 기반으로 MVD 범위들의 크기 및 대표값들을 알 수 있으며, 이를 기반으로 상기 코딩된 MVD 값에 대응하는 대표 MVD 값을 도출할 수 있다.

한편, 적응적인 MVD 정밀도(precision) 범위를 사용하여, 상기 원본 MVD의 표현 단위가 정밀도 범위에 따라 적응적으로 변경될 수 있다. 이 경우, 디코딩 장치는 상기 원본 MVD가 정수 펠 정밀도 또는 하프 펠 정밀도를 갖는지 여부를 나타내는 MVD 정밀도 정보를 상기 비트스트림을 통하여 획득하고, 상기 MVD 정밀도 정보를 기반으로 상기 코딩된 MVD 값에 대응하는 상기 MVD 범위 및 상기 대표 MVD 값을 도출할 수 있다. 상기 MVD 정밀도 정보는 예를 들어 상술한 integer_pel_precision_range 신텍스 요소 및 half_pel_precision_range 신텍스 요소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상술한 본 발명에 따르면, 적은 부가 정보를 사용하면서 현재 블록에 대한 인터 예측을 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 MVD에 할당되는 비트량이 감소하여 전반적인 코딩 효율이 증가될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다.

본 발명에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.

Claims

인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
AMVR(adaptive motion vector range) 가용(enable) 플래그를 생성하는 단계;
현재 블록에 대한 MVD(motion vector difference)를 도출하는 단계;
다수의 MVD 범위들 중 상기 MVD의 값이 포함되는 MVD 범위에 대한 MVD 대표값을 도출하는 단계;
상기 MVD 대표값에 대응하는 코딩된 MVD를 생성하는 단계; 및
상기 AMVR 가용 플래그 및 상기 코딩된 MVD를 비트스트림을 통하여 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 인코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 다수의 MVD 범위들은 균등한 범위를 가지는 선형(linear) MVD 범위들이고,
상기 MVD 대표값은 상기 MVD의 값 플러스 2를 4의 배수로 내림한 값이고,
상기 코딩된 MVD 값은 상기 MVD 대표값을 4로 스케일 다운한 값인 것을 특징으로 하는, 인코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 다수의 MVD 범위들은 비균등한 범위를 가지는 비선형(non-linear) MVD 범위들이고,
상기 비선형 MVD 범위들 중 상기 코딩된 MVD 값 -1, 0, 1에 대응되는 MVD 범위들이 나머지 MVD 범위들보다 상대적으로 더 넓은 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 인코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 다수의 MVD 범위들은 비균등한 범위를 가지는 비선형(non-linear) MVD 범위들이고,
상기 코딩된 MVD 값이 -1, 0, 1 중 하나인 경우,
상기 MVD 대표값은 상기 MVD의 값 플러스 4를 8의 배수로 내림한 값이고,
상기 코딩된 MVD 값은 상기 MVD 대표값을 8로 스케일 다운한 값인 것을 특징으로 하는, 인코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 다수의 MVD 범위들이 비균등한 범위를 가지는지 여부를 나타내는 비선형 AMVR 범위 플래그를 생성하는 단계; 및
상기 비선형 AMVR 범위 플래그를 상기 비트스트림을 통하여 출력하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는, 인코딩 방법.
제5항에 있어서,
상기 비선형 AMVR 범위 플래그의 값이 1인 경우, 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터를 상기 비트스트림을 통하여 출력하는 단계를 더 포함하되,
상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터는 상기 MVD 범위들 중 중앙 3개 MVD 범위들의 크기 및 해당 범위들의 대표값들에 관한 정보를 포함함을 특징으로 하는, 인코딩 방법.
제6항에 있어서,
상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터는 비선형 범위 테이블 후보들의 개수에 관한 정보를 포함하고,
상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터는 상기 비선형 범위 테이블 후보들 각각에 대응하는 중앙 3개 MVD 범위들의 크기 및 해당 범위들의 대표값들에 관한 정보를 포함함을 특징으로 하는, 인코딩 방법.
제7항에 있어서,
상기 비선형 범위 테이블 후보들 중 하나의 후보를 가리키는 범위 테이블 인덱스를 생성하는 단계; 및
상기 범위 테이블 인덱스를 상기 비트스트림을 통하여 출력하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는, 인코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 MVD가 정수 펠 정밀도(precision) 또는 하프 펠 정밀도를 갖는지 여부를 나타내는 MVD 정밀도 정보를 생성하는 단계;
상기 MVD 정밀도 정보를 상기 비트스트림을 통하여 출력하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는, 인코딩 방법.
디코딩 장치에 의하여 수행되는 인터 예측 방법에 있어서,
AMVR(adaptive motion vector range) 가용(enable) 플래그를 비트스트림으로부터 획득하는 단계;
코딩된 MVD(motion vector difference)를 상기 비트스트림으로부터 획득하는 단계;
상기 AMVR 가용 플래그의 값이 1인 경우, 상기 코딩된 MVD의 값에 대응하는 대표 MVD의 값을 도출하는 단계;
현재 블록의 주변 블록을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, MVP)를 도출하는 단계;
상기 MVP 및 상기 대표 MVD를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 움직임 벡터(motion vector, MV)를 도출하는 단계; 및
상기 MV를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
제10항에 있어서,
상기 MVD 대표값은 다수의 MVD 범위들 중 원본(original) MVD의 값이 포함되는 MVD 범위에 대한 대표값인 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
제11항에 있어서,
상기 다수의 MVD 범위들은 균등한 범위를 가지는 선형(linear) MVD 범위들이고,
상기 코딩된 MVD 값은 상기 MVD 대표값을 4로 스케일 업한 값인 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
제11항에 있어서,
상기 다수의 MVD 범위들은 비균등한 범위를 가지는 비선형(non-linear) MVD 범위들이고,
상기 비선형 MVD 범위들 중 상기 코딩된 MVD 값 -1, 0, 1에 대응되는 MVD 범위들이 나머지 MVD 범위들보다 상대적으로 더 넓은 범위를 가지는 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
제11항에 있어서,
상기 다수의 MVD 범위들이 비균등한 범위를 가지는지 여부를 나타내는 비선형 AMVR 범위 플래그를 상기 비트스트림으로부터 획득하는 단계; 및
상기 비선형 AMVR 범위 플래그의 값이 1인 경우, 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터를 상기 비트스트림으로부터 획득하는 단계를 더 포함하되,
상기 대표 MVD 값은 상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터 및 상기 코딩된 MVD 값을 기반으로 도출됨을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
제14항에 있어서,
범위 테이블 인덱스를 상기 비트스트림을 통하여 획득하는 단계를 더 포함하되,
상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터는 비선형 범위 테이블 후보들의 개수에 관한 정보를 포함하고,
상기 비선형 AMVR 범위 관련 파라미터는 상기 비선형 범위 테이블 후보들 각각에 대응하는 중앙 3개 MVD 범위들의 크기 및 해당 범위들의 대표값들에 관한 정보를 포함하고,
상기 범위 테이블 인덱스는 상기 비선형 범위 테이블 후보들 중 하나의 후보를 가리키는 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.