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WO2012070827A2 - 영상 부호화 및 복호화 방법과 이를 이용한 장치 - Google Patents

영상 부호화 및 복호화 방법과 이를 이용한 장치 Download PDF

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WO2012070827A2
WO2012070827A2 PCT/KR2011/008898 KR2011008898W WO2012070827A2 WO 2012070827 A2 WO2012070827 A2 WO 2012070827A2 KR 2011008898 W KR2011008898 W KR 2011008898W WO 2012070827 A2 WO2012070827 A2 WO 2012070827A2
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임재현
박승욱
김정선
전용준
박준영
전병문
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엘지전자 주식회사
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    • H04N19/82—Details of filtering operations specially adapted for video compression, e.g. for pixel interpolation involving filtering within a prediction loop

Definitions

  • the present invention relates to image processing, and more particularly, to an inter prediction method and apparatus.
  • the demand for high resolution and high quality images such as high definition (HD) images and ultra high definition (UHD) images is increasing in various fields.
  • the higher the resolution and the higher quality of the image data the more information or bit rate is transmitted than the existing image data. Therefore, the image data can be transmitted by using a medium such as a conventional wired / wireless broadband line or by using a conventional storage medium.
  • the transmission cost and the storage cost are increased. High efficiency image compression techniques can be used to solve these problems.
  • Image compression technology includes an inter prediction technique for predicting pixel values included in a current picture from before and / or after a current picture, and for predicting pixel values included in a current picture by using pixel information in the current picture.
  • An object of the present invention is to provide an image encoding method and apparatus for improving image compression efficiency.
  • Another object of the present invention is to provide an image decoding method and apparatus capable of increasing image compression efficiency.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for transmitting image information that can increase image compression efficiency.
  • Another technical problem of the present invention is to provide an inter prediction method and apparatus for improving image compression efficiency.
  • An embodiment of the present invention is a video information transmission method.
  • the method includes performing inter prediction on a current block, encoding mode information about inter prediction of the current block, and transmitting the encoded mode information, wherein the mode information is transmitted to the current block. Residual flag information indicating whether a residual signal exists for a merge signal and merge flag information indicating whether a merge mode is applied to the current block.
  • the method includes receiving mode information regarding inter prediction of a current block, decoding the received mode information, and performing inter prediction on the current block based on the decoded mode information.
  • the mode information includes residual flag information indicating whether a residual signal exists for the current block and merge flag information indicating whether a merge mode is applied to the current block.
  • the inter prediction performing step selects a block used for deriving motion information of the current block from among a plurality of candidate blocks constituting a candidate block list using the decoded mode information. And deriving motion information of the current block by using the selected block, wherein the candidate block list may be configured identically regardless of whether a residual signal exists for the current block. have.
  • the candidate block list includes a left peripheral block adjacent to the current block, an upper peripheral block adjacent to the current block, an upper right corner block of the current block, an upper left corner block, and a lower left corner. It may be composed of a block and a co-located block with respect to the current block.
  • the candidate block list is a block located at the lowermost end of the neighboring blocks adjacent to the left side of the current block, the block located at the rightmost side of the neighboring blocks adjacent to the top of the current block, and the current block.
  • the derived motion information may be one of L0 motion information, L1 motion information, and Bi motion information.
  • the residual flag information can be decoded before the merge flag information.
  • the method may further include receiving mode information regarding inter prediction of a current block, decoding the received mode information, and performing inter prediction on the current block based on the decoded mode information to generate a prediction block. And generating a reconstruction block by using the generated prediction block, wherein the mode information includes residual flag information indicating whether a residual signal for the current block exists and for the current block. Merge flag information indicating whether the prediction mode is a merge mode is included.
  • the inter prediction performing step selects a block used for deriving motion information of the current block from among a plurality of candidate blocks constituting a candidate block list using the decoded mode information. And deriving motion information of the current block by using the selected block, wherein the candidate block list may be configured identically regardless of whether a residual signal exists for the current block. have.
  • the candidate block list includes a left neighboring block adjacent to the current block, a top neighboring block adjacent to the current block, a top right corner block of the current block, a top left corner block, and a bottom left corner. It may be composed of a block and a co-located block with respect to the current block.
  • the candidate block list is a block located at the bottom of the neighboring blocks adjacent to the left side of the current block, a block located at the rightmost side of the neighboring blocks adjacent to the top of the current block, and of the current block.
  • the residual flag information may be decoded before the merge flag information.
  • image compression efficiency can be improved.
  • the image compression efficiency can be improved.
  • the image compression efficiency can be improved.
  • image compression efficiency may be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram schematically illustrating a prediction unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram schematically illustrating a prediction unit of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of an inter prediction method in a merge mode.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram schematically illustrating an embodiment of merge candidates included in a merge candidate list.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram schematically illustrating another embodiment of merge candidates included in a merge candidate list.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram schematically illustrating still another embodiment of merge candidates included in a merge candidate list.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram schematically illustrating an embodiment of a method of transmitting merge information in an encoder.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram schematically illustrating an embodiment of an inter prediction method in a decoder.
  • 11 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of an inter prediction method in an integrated mode.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram schematically illustrating an embodiment of a method for transmitting unified mode information in an encoder.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram schematically illustrating another embodiment of an inter prediction method in a decoder.
  • each of the components in the drawings described in the present invention are shown independently for the convenience of the description of the different characteristic functions in the image encoding / decoding apparatus, each component is implemented by separate hardware or separate software It does not mean to be.
  • two or more of each configuration may be combined to form one configuration, or one configuration may be divided into a plurality of configurations.
  • Embodiments in which each configuration is integrated and / or separated are also included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
  • the components may not be essential components for performing essential functions in the present invention, but may be optional components for improving performance.
  • the present invention can be implemented including only the components essential for implementing the essentials of the present invention except for the components used for improving performance, and the structure including only the essential components except for the optional components used for improving performance. Also included within the scope of the present invention.
  • the image encoding apparatus 100 may include a picture splitter 105, a predictor 110, a transformer 115, a quantizer 120, a realigner 125, and an entropy encoder 130. , An inverse quantization unit 135, an inverse transform unit 140, a filter unit 145, and a memory 150.
  • the picture dividing unit 105 may divide the input picture into at least one processing unit.
  • the processing unit may be a prediction unit (PU), a transform unit (TU), or a coding unit (CU).
  • the predictor 110 may include an inter predictor that performs inter prediction and an intra predictor that performs intra prediction.
  • the prediction unit 110 may generate a prediction block by performing prediction on the processing unit of the picture in the picture division unit 105.
  • the processing unit of the picture in the prediction unit 110 may be a coding unit, a transformation unit, or a prediction unit.
  • the processing unit in which the prediction is performed may differ from the processing unit in which the prediction method and the details are determined.
  • the method of prediction and the prediction mode are determined in units of prediction units, and the performance of prediction may be performed in units of transform units.
  • a residual value (residual block) between the generated prediction block and the original block may be input to the converter 115.
  • prediction mode information and motion vector information used for prediction may be encoded by the entropy encoder 130 along with the residual value and transmitted to the decoder.
  • the transformer 115 performs a transform on the residual block in transform units and generates transform coefficients.
  • the transform unit in the transform unit 115 may be a transform unit and may have a quad tree structure. In this case, the size of the transform unit may be determined within a range of a predetermined maximum and minimum size.
  • the transform unit 115 may convert the residual block using a discrete cosine transform (DCT) and / or a discrete sine transform (DST).
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine transform
  • the quantizer 120 may generate quantization coefficients by quantizing the residual values transformed by the converter 115.
  • the value calculated by the quantization unit 120 may be provided to the inverse quantization unit 135 and the reordering unit 125.
  • the reordering unit 125 rearranges the quantization coefficients provided from the quantization unit 120. By rearranging the quantization coefficients, the efficiency of encoding in the entropy encoder 130 may be increased.
  • the reordering unit 125 may rearrange the quantization coefficients in the form of a two-dimensional block into a one-dimensional vector form through a coefficient scanning method.
  • the reordering unit 125 may increase the entropy coding efficiency of the entropy encoder 130 by changing the order of coefficient scanning based on probabilistic statistics of coefficients transmitted from the quantization unit.
  • the entropy encoder 130 may perform entropy encoding on the quantized coefficients rearranged by the reordering unit 125.
  • the entropy encoder 130 may include quantization coefficient information, block type information, prediction mode information, division unit information, prediction unit information, transmission unit information, and motion vector of the coding unit received from the reordering unit 125 and the prediction unit 110.
  • Various information such as information, reference picture information, interpolation information of a block, and filtering information can be encoded.
  • Entropy encoding may use encoding methods such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC).
  • the entropy encoder 130 may store a table for performing entropy coding, such as a variable length coding (VLC) table, and the entropy encoder 130. ) May perform entropy encoding using the stored VLC table.
  • VLC variable length coding
  • the entropy encoder 130 converts a symbol into a bin and binarizes the symbol, and then performs an arithmetic encoding on the bin according to the occurrence probability of the bin to generate a bitstream. You can also create
  • a low value index and a corresponding short codeword are assigned to a symbol having a high probability of occurrence, and a high value index is assigned to a symbol having a low probability of occurrence.
  • Corresponding long codewords may be assigned. Accordingly, the bit amount of the symbols to be encoded may be reduced, and image compression performance may be improved by entropy encoding.
  • the inverse quantization unit 135 may inverse quantize the quantized values in the quantization unit 120, and the inverse transformer 140 may inversely transform the inverse quantized values in the inverse quantization unit 135.
  • the residual value generated by the inverse quantizer 135 and the inverse transformer 140 may be combined with the prediction block predicted by the predictor 110 to generate a reconstructed block.
  • the filter unit 145 may apply a deblocking filter and / or an adaptive loop filter (ALF) to the reconstructed picture.
  • ALF adaptive loop filter
  • the deblocking filter may remove block distortion generated at the boundary between blocks in the reconstructed picture.
  • the adaptive loop filter may perform filtering based on a value obtained by comparing a reconstructed image with an original image after the block is filtered through a deblocking filter. ALF may be performed only when high efficiency is applied.
  • the filter unit 145 may not apply filtering to the reconstructed block used for inter prediction.
  • the memory 150 may store the reconstructed block or the picture calculated by the filter unit 145.
  • the reconstructed block or picture stored in the memory 150 may be provided to the predictor 110 that performs inter prediction.
  • a coding unit is a unit in which coding / decoding of a picture is performed and may be divided with a depth based on a quad tree structure.
  • the coding unit may have various sizes, such as 64x64, 32x32, 16x16, and 8x8.
  • the encoder may transmit information about a largest coding unit (LCU) and a minimum coding unit (SCU) to the decoder.
  • Information (depth information) regarding the number of splittable times together with information about the maximum coding unit and / or the minimum coding unit may be transmitted to the decoder.
  • Information on whether the coding unit is split based on the quad tree structure may be transmitted from the encoder to the decoder through flag information such as a split flag.
  • One coding unit may be divided into a plurality of prediction units.
  • a prediction mode may be determined in units of prediction units, and prediction may be performed in units of prediction units.
  • a prediction mode may be determined in units of prediction units, and intra prediction may be performed in units of transform units.
  • the predictor 200 may include an inter predictor 210 and an intra predictor 220.
  • the inter prediction unit 210 may generate a prediction block by performing prediction based on information of at least one picture of a previous picture or a subsequent picture of the current picture.
  • the intra predictor 220 may generate a prediction block by performing prediction based on pixel information in the current picture.
  • the inter prediction unit 210 may select a reference picture with respect to the prediction unit and select a reference block having the same size as the prediction unit in integer pixel sample units. Subsequently, the inter prediction unit 210 is most similar to the current prediction unit in sub-integer sample units such as 1/2 pixel sample unit and 1/4 pixel sample unit, so that the residual signal is minimized and the size of the motion vector to be encoded is also minimal It can generate a prediction block that can be.
  • the motion vector may be expressed in units of integer pixels or less, for example, in units of 1/4 pixels for luma pixels and in units of 1/8 pixels for chroma pixels.
  • Information about the index and the motion vector of the reference picture selected by the inter prediction unit 210 may be encoded and transmitted to the decoder.
  • the image decoder 300 includes an entropy decoder 310, a reordering unit 315, an inverse quantizer 320, an inverse transformer 325, a predictor 330, and a filter 335. And a memory 340.
  • the input bit stream may be decoded according to a procedure in which image information is processed by the image encoder.
  • the entropy decoding unit 310 may perform entropy decoding on the input bitstream, and the entropy decoding method is similar to the entropy encoding method described above.
  • VLC variable length coding
  • the entropy decoder 310 may also be identical to the VLC table used in the encoder. Entropy decoding can be performed by implementing a VLC table. Even when CABAC is used to perform entropy encoding in the image encoder, the entropy decoder 310 may perform entropy decoding using CABAC correspondingly.
  • a low value index and a corresponding short codeword are assigned to a symbol having a high probability of occurrence, and a high value index is assigned to a symbol having a low probability of occurrence.
  • Corresponding long codewords may be assigned. Accordingly, the bit amount of the symbols to be encoded may be reduced, and image compression performance may be improved by entropy encoding.
  • Information for generating a prediction block among the information decoded by the entropy decoder 310 may be provided to the predictor 330, and a residual value on which entropy decoding is performed by the entropy decoder may be input to the reordering unit 315. .
  • the reordering unit 315 may reorder the bit stream deentropy decoded by the entropy decoding unit 310 based on a method of reordering the image encoder.
  • the reordering unit 315 may reorder the coefficients expressed in the form of a one-dimensional vector by restoring the coefficients in the form of a two-dimensional block.
  • the reordering unit 315 may be realigned by receiving information related to coefficient scanning performed by the encoder and performing reverse scanning based on the scanning order performed by the corresponding encoder.
  • the inverse quantization unit 320 may perform inverse quantization based on the quantization parameter provided by the encoder and the coefficient values of the rearranged block.
  • the inverse transform unit 325 may perform inverse DCT and / or inverse DST on DCT and DST performed by the transform unit of the encoder with respect to the quantization result performed by the image encoder.
  • the inverse transform may be performed based on a transmission unit determined by the encoder or a division unit of an image.
  • the DCT and / or DST may be selectively performed according to a plurality of pieces of information, such as a prediction method, a size and a prediction direction of the current block, and the inverse transformer 325 of the decoder is performed by the transformer of the encoder.
  • Inverse transformation may be performed based on the transformation information.
  • the prediction unit 330 may generate the prediction block based on the prediction block generation related information provided by the entropy decoding unit 310 and the previously decoded block and / or picture information provided by the memory 340.
  • the reconstruction block may be generated using the prediction block generated by the predictor 330 and the residual block provided by the inverse transform unit 325.
  • the reconstructed block and / or picture may be provided to the filter unit 335.
  • the filter unit 335 may apply deblocking filtering, sample adaptive offset (SAO), and / or adaptive loop filtering (ALF) to the reconstructed block and / or picture.
  • deblocking filtering sample adaptive offset (SAO)
  • ALF adaptive loop filtering
  • the memory 340 may store the reconstructed picture or block to use as a reference picture or reference block, and may provide the reconstructed picture to the output unit.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram schematically illustrating a prediction unit of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the predictor 400 may include an intra predictor 410 and an inter predictor 420.
  • the intra prediction unit 410 may generate a prediction block based on pixel information in the current picture when the prediction mode for the corresponding prediction unit is an intra prediction mode (intra prediction mode).
  • the inter prediction unit 420 may include information necessary for inter prediction of the current prediction unit provided by the image encoder, eg, a motion vector, Inter-prediction of the current prediction unit may be performed based on information included in at least one of a previous picture or a subsequent picture of the current picture including the current prediction unit by using information about the reference picture index.
  • the motion information may be derived in response to the skip flag, the merge flag, and the like of the coding unit received from the encoder.
  • a "picture” or a “picture” can represent the same meaning as a “picture” according to the configuration or expression of the invention, the “picture” may be described as a “picture” or a “picture”.
  • inter prediction and inter prediction have the same meaning
  • intra prediction and intra prediction have the same meaning.
  • prediction modes such as a merge mode, a direct mode, and / or a skip mode may be used to reduce the amount of transmission information according to the prediction.
  • merge mode the current block can be merged into another adjacent block either vertically or horizontally.
  • merge means that motion information is obtained from motion information of an adjacent block in inter prediction of the current block.
  • a block adjacent to the current block is called a neighboring block of the current block.
  • the merge related information of the current block may include information indicating whether the prediction mode for the current block is the merge mode, information indicating which neighboring block among neighboring blocks adjacent to the current block.
  • information indicating whether a prediction mode for a current block is a merge mode is called a merge flag
  • information indicating which neighboring block among adjacent neighboring blocks is merged is called a merge index.
  • the merge flag may be represented by merge_flag and the merge index may be represented by merge_index.
  • Inter prediction in the merge mode may be performed, for example, in units of CUs, and in this case, the merge may be referred to as a CU merge.
  • inter prediction in merge mode may be performed in units of PUs, and in this case, merge may be referred to as PU merge.
  • the skip mode is a prediction mode in which transmission of a residual signal, which is a difference between a prediction block and a current block, is omitted.
  • values of the residual signals of the prediction block and the current block may be zero. Therefore, in the skip mode, the encoder may not transmit the residual signal to the decoder, and the decoder may generate the prediction block using only the motion information of the residual signal and the motion information.
  • the encoder may transmit the motion information to the decoder. In this case, the motion information may be transmitted in a manner of designating any one block among neighboring blocks adjacent to the current block to use the motion vector information of the corresponding block in the current block.
  • the direct mode is a prediction mode in which motion information is derived using a block in which encoding / decoding is completed among neighboring blocks adjacent to the current block.
  • the encoder may not transmit the motion information itself to the decoder.
  • FIG. 5 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of an inter prediction method in a merge mode.
  • the embodiment of FIG. 5 may be applied to an encoder and a decoder.
  • the embodiment of FIG. 5 will be described based on the decoder for convenience.
  • the decoder may select a merge candidate used for deriving motion information of the current block among merge candidates constituting the merge candidate list (S510).
  • the decoder may select a merge candidate indicated by the merge index transmitted from the encoder as a merge candidate used for deriving motion information of the current block.
  • Embodiments of the merge candidates included in the merge candidate list will be described later in the embodiments of FIGS. 6 to 8.
  • the decoder may derive motion information of the current block by using the selected merge candidate (S520). For example, the decoder may use the motion information of the selected merge candidate as the motion information of the current block.
  • Two reference picture lists may be used for inter prediction, and the two reference picture lists may be referred to as reference picture list 0 and reference picture list 1, respectively.
  • Inter prediction using a reference picture selected from the reference picture list 0 is called L0 prediction
  • L0 prediction is mainly used for forward prediction
  • Inter prediction using the reference picture selected from the reference picture list 1 is called L1 prediction
  • L1 prediction is mainly used for backward prediction.
  • inter prediction using two reference pictures selected from reference picture list 0 and reference picture list 1 is called bi prediction.
  • the motion information used for L0 prediction may be referred to as L0 motion information
  • the motion information used for L1 prediction may be referred to as L1 motion information
  • the motion information used for pair prediction may be referred to as Bi motion information.
  • the motion information of the selected merge candidate block may be L0 motion information, L1 motion information, or Bi motion information. Therefore, L0 motion information, L1 motion information, or Bi motion information of the merge candidate block may be used as the motion information of the current block.
  • the encoder may generate a prediction block for the current block by using the derived motion information (S530).
  • FIG. 6 is a conceptual diagram schematically illustrating an embodiment of merge candidates included in a merge candidate list.
  • the motion information of the current block may be derived using the motion information of any one of the candidate blocks included in the merge candidate list.
  • motion information of any one of the candidate blocks included in the merge candidate list may be used as the motion information of the current block.
  • the residual signal may be transmitted together with the motion information, or the residual signal may not be transmitted when the pixel value of the prediction block is used as the pixel value of the current block.
  • the left neighboring block A of the current block and the top neighboring block B of the current block may be used as merge candidates.
  • the left neighboring block of the current block may be the topmost block among the blocks adjacent to the left of the current block, and the top neighboring block of the current block is the most adjacent among the blocks adjacent to the top of the current block It may be a block located on the left side.
  • a left neighboring block A of the current block and / or a top neighboring block B of the current block may be used as a merge candidate.
  • the left neighboring block of the current block may be the topmost block among the blocks adjacent to the left of the current block, and the top neighboring block of the current block is the most adjacent among the blocks adjacent to the top of the current block. It may be a block located on the left side.
  • the lower left corner block C and / or the upper right corner block D may be used as merge candidates included in the merge candidate list.
  • the same position block col may be used as a merge candidate included in the merge candidate list.
  • the co-located block refers to a block in the same position as the current block among blocks in the reference picture.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram schematically illustrating another embodiment of merge candidates included in a merge candidate list.
  • the left neighboring block A of the current block and / or the top neighboring block B of the current block may be used as a merge candidate.
  • the left neighboring block of the current block may be the topmost block among the blocks adjacent to the left of the current block, and the top neighboring block of the current block is the most adjacent among the blocks adjacent to the top of the current block. It may be a block located on the left side.
  • the lower left corner block C-1, the upper right corner block C, and / or the upper left corner block C-2 may be used as merge candidates included in the merge candidate list.
  • the same position block D may be used as a merge candidate included in the merge candidate list.
  • a block B-1 selected from blocks adjacent to the top of the current block may be included as a merge candidate.
  • the selected block may be a block having an identical reference picture index as the current block as an available block among neighboring blocks adjacent to the top of the current block.
  • a block A-1 selected from blocks adjacent to the left of the current block may be included as a merge candidate.
  • the selected block may be a block having a same reference picture index as the current block as a valid block among neighboring blocks adjacent to the left side of the current block.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram schematically illustrating still another embodiment of merge candidates included in a merge candidate list.
  • the merge candidate list may include a lower left corner block A 0 , an upper right corner block B 0 , and / or an upper left corner block B 2 as a merge candidate.
  • the merge candidate list may include a left neighboring block A 1 of the current block and / or a top neighboring block B 1 of the current block as a merge candidate.
  • the left peripheral block A 1 may be the lowest block among the blocks adjacent to the left side of the current block, and the upper peripheral block B 1 is located at the rightmost side among the blocks adjacent to the top of the current block. It may be a block.
  • the same position block col may be included as a merge candidate in the merge candidate list.
  • the method of selecting merge candidates included in the merge candidate list may be variously extended.
  • the encoder and the decoder may configure merge candidate lists by selecting merge candidates according to the embodiments of FIGS. 6 to 8. In this case, when merge candidates are selected, the encoder and the decoder may exclude duplicate candidates and form a merge candidate list to reduce redundancy.
  • the maximum number of merge candidates constituting the merge candidate list may be limited to a predetermined number or less.
  • the maximum number of merge candidates is 4, and the merge candidates are ⁇ A, B, C, C-1, D,... Assume that they are added and / or inserted in the order of ⁇ .
  • the merge candidates are ⁇ A, B, C, C-1, D,... Assume that they are added and / or inserted in the order of ⁇ .
  • all A, B, C, C-1, and D blocks are available, only A, B, C, and C-1 blocks may be determined as merge candidates included in the merge candidate list. If the A, B, C-1, D blocks are valid and the C block is invalid, only the A, B, C-1, D blocks may be determined as merge candidates included in the merge candidate list.
  • the maximum number of merge candidates is 5, and the merge candidates are added to the merge candidate list in the order of ⁇ A 0 , A 1 , B 0 , B 1 , B 2 , col ⁇ and / Or assume that it is inserted. In this case, if A 0 , A 1 , B 0 , B 1 , B 2 , and col blocks are all valid, merge candidates in which only A 0 , A 1 , B 0 , B 1 , B 2 blocks are included in the merge candidate list Can be determined.
  • the maximum number of spatial merge candidates selected within the current picture is limited to 4, and the same position col selected within the reference picture is always used as the merge candidate. Assume that you can.
  • the spatial merge candidates are added and / or inserted into the merge candidate list in the order of A 1 , B 1 , B 0 , A 0 , B 2 .
  • the B 1 , B 0 , A 0 , B 2 blocks among the spatial merge candidates are valid and the A 1 blocks are invalid, only the B 1 , B 0 , A 0 , B 2 blocks are included in the merge candidate list.
  • the spatial merge candidates may be determined. Therefore, B 1 , B 0 , A 0 , B 2 , and Col blocks including the same location block may be determined as merge candidates included in the merge candidate list.
  • the merge information may include a merge flag, a merge index, and / or residual information.
  • the encoder may transmit the generated merge information to the decoder.
  • the encoder may generate merge information (S910).
  • the merge information may include a merge flag.
  • the merge flag may indicate whether the prediction mode for the current block is the merge mode.
  • the merge flag may be represented by merge_flag.
  • the encoder may allocate 1 to merge_flag if the prediction mode for the current block is a merge mode and 0 for merge_flag if the prediction mode for the current block is not a merge mode.
  • the merge information may also include a merge index.
  • the merge index may indicate to which of the neighboring neighboring blocks the current block is merged.
  • the merge index may be represented by merge_index. If the merge flag indicates that the prediction mode for the current block is not the merge mode, merge index information for the current block may not be generated.
  • the merge index may indicate one of the two merge candidates, and thus the merge index may be used as a flag having two values. .
  • the merge index may have only values of 0 and 1.
  • the flag information which may have only two values may indicate that the current block is one of the merge candidate blocks. You cannot tell which block is merged. Therefore, in this case, the method of using the merge index may vary as described below.
  • the number of merge candidates indicated by the merge index may be set differently according to the number of merge candidates constituting the merge candidate list.
  • the number of merge candidates indicated by the merge index may be three. In this case, one of 0, 1, and 2 may be allocated to the merge index.
  • the merge index may indicate a merge candidate used for deriving motion information of the current block among three merge candidates using the assigned value.
  • the number of merge candidates indicated by the merge index may be two.
  • one of 0 and 1 may be assigned to the merge index, and the merge index may indicate a merge candidate used for deriving motion information of the current block among two merge candidates using the assigned value.
  • the number of merge candidates indicated by the merge index may be set to the maximum number.
  • the number of merge candidates indicated by the merge index may be four. In this case, one of 0, 1, 2, and 3 may be allocated to the merge index.
  • the merge index may indicate a merge candidate used for deriving motion information of the current block among four merge candidates using the assigned value.
  • the number of merge candidates indicated by the merge index may be set differently according to the number of valid merge candidates. For example, when the maximum number of merge candidates is limited to four and the number of valid merge candidates is two, the number of merge candidates that the merge index can indicate may be two.
  • the merge information may also include residual information.
  • the residual information may indicate whether a non-zero transform coefficient is included for each of the luma (Y) and chroma (U, V) component blocks in the merge mode.
  • the residual information may be represented by a coded block flag (cbf).
  • the residual information for the luma component may be represented by cbf_luma
  • the residual information for the chroma component may be represented by cbf_chromaU and cbf_chromaV, respectively.
  • overall residual information on a block on which inter prediction is performed in merge mode may be represented by, for example, merge_cbf.
  • merge residual information for the merge mode block is called merge residual information.
  • the merge residual information may be decoded before the merge flag at the decoder side.
  • the encoder should generate merge residual information and transmit the merge residual information regardless of the merge flag value.
  • merge residual information may be generated and transmitted even when the prediction mode of the current block is not the merge mode, waste of the amount of transmission bits may occur.
  • the encoder may generate merge residual information (eg, merge_cbf) and transmit the merge residual information (eg, merge_cbf) to the decoder.
  • the decoder may first decode the merge flag and then decode the merge residual information only when the prediction mode of the current block is the merge mode. Thus, unnecessary overhead can be reduced.
  • the encoder may encode the generated merge information (S920). If the merge information is encoded, the encoder may transmit the encoded merge information to the decoder (S930).
  • merge information including a merge flag, a merge index, and the like may be transmitted in units of coding units.
  • merge information including a merge flag and a merge index may be transmitted in units of prediction units.
  • the encoder may not transmit the merge residual information to the decoder.
  • the decoder may receive merge information and perform inter prediction on the current block by using the received merge information.
  • the decoder may receive merge information from an encoder (S1010).
  • the merge information may include a merge flag, a merge index, and residual information.
  • the merge flag may indicate whether the prediction mode for the current block is a merge mode, and the merge index may indicate to which neighboring block of neighboring neighboring blocks the current block is merged.
  • the number of merge candidates indicated by the merge index may be set differently according to the number of merge candidates constituting the merge candidate list.
  • the maximum number of merge candidates constituting the merge candidate list is limited to a predetermined number or less, the number of merge candidates indicated by the merge index may be set to the maximum number.
  • the residual information may indicate whether a non-zero transform coefficient is included for each of the luma (Y) and chroma (U, V) component blocks in the merge mode.
  • the residual information may be represented by a coded block flag (cbf).
  • Overall residual information on the block on which inter prediction is performed in the merge mode may be referred to as merge residual information. Specific embodiments of the merge residual information are the same as described above with reference to the embodiment of FIG. 9.
  • the decoder may decode the received merge information (S1020).
  • the encoder may generate merge residual information and transmit the merge residual information to the decoder regardless of the merge flag value.
  • the decoder may decode the merge residual information before the merge flag.
  • the encoder may generate merge residual information only when the prediction mode of the current block is the merge mode and transmit the merge residual information to the decoder.
  • the decoder may first decode the merge flag and then decode the merge residual information only when the prediction mode of the current block is the merge mode. In this case, when the prediction mode of the current block is not the merge mode, merge residual information is not transmitted, and thus the amount of bits transmitted from the encoder to the decoder may be reduced.
  • the decoder may perform inter prediction using the decoded merge information (S1030).
  • the decoder may perform inter prediction in the merge mode.
  • the decoder may select a merge candidate used for deriving motion information of the current block among merge candidates constituting the merge candidate list using the merge index.
  • the decoder may derive the motion information of the current block from the selected merge candidate, and generate the prediction block using the derived motion information.
  • the decoder may omit the decoding process for the residual signal.
  • merge mode skip mode
  • direct mode may be combined and / or integrated with each other as necessary.
  • the merge mode described above has a similarity to the direct mode in that motion information of the current block is derived from a neighboring block adjacent to the current block, and a residual signal can be transmitted from the encoder to the decoder. Therefore, a method of applying the merge mode and the direct mode into one may be considered.
  • a mode in which the merge mode and the direct mode are integrated into one is called an integrated merge / direct mode.
  • a method of integrating a skip mode and a merge mode may be considered.
  • the same method as that used in the merge mode may be used to obtain motion information of the current block.
  • the same neighboring blocks may be used as candidate blocks for deriving motion information in the skip mode and the merge mode.
  • the motion information of the merge candidate block indicated by the merge index among the merge candidates included in the merge candidate list may be used as the motion information of the current block as it is.
  • the skip mode in this case may also be called a merge skip mode.
  • a merge mode and a merge mode, a merge mode and a skip mode, and a merge mode, a skip mode, and a direct mode are all collectively referred to as an integrated mode.
  • candidate blocks used in the unified mode are called unified mode candidates.
  • a list composed of unified mode candidates is called a unified mode candidate list.
  • FIG. 11 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of an inter prediction method in an integrated mode.
  • the embodiment of FIG. 11 may be applied to an encoder and a decoder.
  • the embodiment of FIG. 11 will be described based on the decoder for convenience.
  • the decoder may select a unified mode candidate used for deriving motion information of a current block among unified mode candidates constituting the unified mode candidate list (S1110).
  • the decoder may select a merge candidate indicated by the merge index transmitted from the encoder as a candidate block used for deriving motion information of the current block.
  • Embodiments of the unified mode candidates included in the unified mode candidate list may be the same as those of the merge candidates shown in FIGS. 6 to 8.
  • the decoder may derive motion information of the current block by using the selected unified mode candidate (S1120).
  • an integrated merge / direct mode when used, there may be an integrated merge / direct mode in which a residual signal is transmitted and an integrated merge / direct mode in which a residual signal is not transmitted.
  • information on whether the residual signal is transmitted may be transmitted from the encoder to the decoder through a separate flag.
  • the flag may be represented as residual_skip_flag or skip_flag.
  • the L0 motion information, the L1 motion information, and / or the Bi motion information may be derived as the motion information of the current block. That is, in the merge merge / direct mode in which the residual signal is not transmitted, L0 prediction, L1 prediction, and / or pair prediction may be performed.
  • the encoder and the decoder may be a prediction type and / or prediction direction applied to the current block according to the type of motion information (eg, L0 motion information, L1 motion information, Bi motion information) of the selected unified mode candidate. Can be determined.
  • the encoder may transmit information about which prediction among L0 prediction, L1 prediction, and pair prediction is performed to the decoder.
  • the decoder may determine the prediction type and / or prediction direction applied to the current block by using the information transmitted to the encoder.
  • the residual signal may not always be transmitted. In this case, only bi prediction may always be performed on a block to which a skip mode is applied.
  • the encoder may generate a prediction block for the current block by using the derived motion information (S1130).
  • FIG. 12 is a conceptual diagram schematically illustrating an embodiment of a method for transmitting unified mode information in an encoder.
  • the encoder may generate integrated mode information (S1210).
  • the unified mode information may include information indicating whether the prediction mode for the current block corresponds to the unified mode.
  • the information indicating whether the prediction mode for the current block corresponds to the unified mode is called an unified mode flag.
  • the integration mode information may also include residual information.
  • the integrated merge / direct mode when used, there may be an integrated merge / direct mode in which a residual signal is transmitted and an integrated merge / direct mode in which a residual signal is not transmitted.
  • the residual information may correspond to information on whether the residual signal is transmitted.
  • whether a residual signal is transmitted may be indicated by a predetermined flag, which may be indicated by residual_skip_flag or skip_flag.
  • residual_skip_flag or skip_flag 1
  • the luma component block and the chroma component block may not include non-zero transform coefficients. That is, there may be no residual signal transmitted from the encoder to the decoder for the luma component and the chroma component.
  • the residual information on the luma component may be represented by cbf_luma
  • the residual information on the chroma component may be represented by cbf_chromaU and cbf_chromaV, respectively. If residual_skip_flag or skip_flag is 1, the encoder may not transmit the residual signal to the decoder.
  • the decoding process of the residual signal may be omitted in the decoder.
  • the decoder may estimate and / or assume that there is no residual signal for the current block, and the residual value for the luma component (eg cbf_luma) and the residual value for the chroma component (eg For example, cbf_chromaU and cbf_chromaV) may all be derived as zero.
  • the residual information may be decoded before the unified mode flag at the decoder side.
  • the encoder since the encoder must generate and transmit the residual information regardless of the value of the unified mode flag, it may cause a waste of the transmission bit amount.
  • the encoder may generate residual information only when the prediction mode of the current block corresponds to the integrated mode and transmit the residual information to the decoder.
  • the decoder may first decode the unified mode flag and then decode the unified mode residual information only when the prediction mode of the current block corresponds to the unified mode.
  • a method of deriving the residual information of the current block by referring to the information of the neighboring block adjacent to the current block may be used. For example, when the residual_skip_flag of the unified mode candidate blocks constituting the unified mode candidate list is all 1 or the residual_skip_flag of the plurality of unified mode candidate blocks is 1, the residual_skip_flag of the current block may also be derived as 1. When residual information of the current block is derived by referring to information of a neighboring block, the encoder may not generate and transmit residual information of the current block.
  • the encoder may generate information about whether the prediction mode of the current block is the skip mode.
  • the residual information included in the unified mode information may correspond to information about whether the prediction mode of the current block is the skip mode.
  • residual_skip_flag or skip_flag information on whether the prediction mode of the current block is the skip mode.
  • residual_skip_flag or skip_flag 1, it may be inferred that there is no residual signal transmitted from the encoder to the decoder, and the decoder may omit the decoding process on the residual signal.
  • the above-described embodiments in the merge merge / direct mode may be applied to the case where the merge skip mode is used and / or the merge mode, the skip mode, and the direct mode are all used together as needed.
  • the encoder may encode the generated unified mode information (S1220). If the unified mode information is encoded, the encoder may transmit the encoded unified mode information to the decoder (S1230).
  • the decoder may receive the unified mode information and perform inter prediction on the current block by using the received unified mode information.
  • the decoder may receive unified mode information from an encoder (S1310).
  • the unified mode information may include an unified mode flag, residual information, and the like.
  • the unified mode flag may indicate whether the prediction mode for the current block corresponds to the unified mode.
  • the integrated merge / direct mode there may be an integrated merge / direct mode in which the residual signal is transmitted and an integrated merge / direct mode in which the residual signal is not transmitted as described above.
  • the residual information may correspond to information on whether the residual signal is transmitted.
  • the encoder may generate information about whether the prediction mode of the current block is the skip mode.
  • the residual information included in the unified mode information may correspond to information about whether the prediction mode of the current block is the skip mode.
  • the decoder may decode the received unified mode information (S1320).
  • the decoder may decode the flag information, and determine whether the integrated signal / direct mode in which the residual signal is transmitted or the integrated merge / direct mode in which the residual signal is not transmitted based on the decoded flag information. can do.
  • the merge merge / direct mode in which the residual exists and the merge merge / direct mode in which the residual does not exist may be treated the same except for the decoding process according to the existence of the residual.
  • the unified mode candidate constituting the unified mode candidate list in the unified merge / direct mode in which the residual does not exist may be the same as in the unified merge / direct mode in which the residual exists.
  • the decoder can use the same unified mode candidate for motion derivation regardless of the presence of residual.
  • the embodiment of the unified mode candidates included in the unified mode candidate list may be the same as the embodiment of the merge candidates shown in FIGS. 6 to 8.
  • the decoder may omit the process of decoding the residual signal. For example, when residual_skip_flag or skip_flag is 1, the decoder may skip the decoding process of the residual signal by inferring and / or deeming that the residual signal does not exist. If residual_skip_flag or skip_flag is 1, the decoder may derive both the residual value for the luma component (eg, cbf_luma) and the residual value for the chroma component (eg, cbf_chromaU, cbf_chromaV) to zero. In this case, the decoder may omit the decoding of the residual signal.
  • residual_skip_flag or skip_flag the decoder may skip the decoding process of the residual signal by inferring and / or deeming that the residual signal does not exist. If residual_skip_flag or skip_flag is 1, the decoder may derive both the residual value for the luma component (eg,
  • the encoder may generate residual information and transmit the residual information regardless of the value of the unified mode flag.
  • the decoder may decode the residual information before the unified mode flag.
  • the encoder may generate residual information only when the prediction mode of the current block corresponds to the integrated mode and transmit the residual information to the decoder.
  • the decoder may first decode the unified mode flag and then decode the unified mode residual information only when the prediction mode of the current block corresponds to the unified mode.
  • the decoder may derive the residual information of the current block by referring to the information of the neighboring block. If the residual information of the current block can be derived by referring to the information of the neighboring block, the encoder may not generate and transmit the residual information of the current block. Therefore, the amount of information transmitted from the encoder to the decoder can be reduced.
  • An embodiment in which residual information of the current block is derived by referring to information of a neighboring block is as described with reference to FIG. 12.
  • the skip mode, and the direct mode are all used together, for example, information about whether the prediction mode of the current block is the skip mode may be represented by residual_skip_flag or skip_flag.
  • residual_skip_flag or skip_flag 1
  • the decoder may infer that there is no residual signal transmitted from the encoder, and the decoding process for the residual signal may be omitted.
  • the above-described embodiments in the merge merge / direct mode may be applied to the case where the merge skip mode is used and / or the merge mode, the skip mode, and the direct mode are all used together as needed.
  • the decoder may perform inter prediction using the decoded unified mode information (S1330).
  • 11 to 13 described above are described in terms of the unified mode, but may be applied to the prediction mode other than the unified mode as needed, and may be applied to the merge mode, for example.

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Abstract

본 발명에 따른 인터 예측 방법은 현재 블록의 인터 예측에 관한 모드 정보를 수신하는 단계, 수신한 모드 정보를 복호화하는 단계 및 복호화된 모드 정보를 이용하여 인터 예측을 수행하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 영상 압축 효율이 향상될 수 있다.

Description

영상 부호화 및 복호화 방법과 이를 이용한 장치
본 발명은 영상 처리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인터 예측 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. 이러한 문제들을 해결하기 위해서 고효율의 영상 압축 기술들이 이용될 수 있다.
영상 압축 기술에는 현재 픽쳐의 이전 및/또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 픽셀값을 예측하는 인터 예측(inter prediction) 기술, 현재 픽쳐 내의 픽셀 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 픽셀값을 예측하는 인트라 예측(intra prediction) 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 코드워드를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 코드워드를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재한다. 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터가 효과적으로 압축되어 전송 또는 저장될 수 있다.
본 발명의 기술적 과제는 영상 압축 효율을 높일 수 있는 영상 부호화 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 영상 압축 효율을 높일 수 있는 영상 복호화 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 영상 압축 효율을 높일 수 있는 영상 정보 전송 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 영상 압축 효율을 높일 수 있는 인터 예측 방법 및 장치를 제공함에 있다.
(1) 본 발명의 일 실시 형태는 영상 정보 전송 방법이다. 상기 방법은 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행하는 단계, 상기 현재 블록의 인터 예측에 관한 모드 정보를 부호화하는 단계 및 상기 부호화된 모드 정보를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 모드 정보는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호가 존재하는지 여부를 지시하는 레지듀얼 플래그 정보 및 상기 현재 블록에 대해 머지 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 머지 플래그 정보를 포함한다.
(2) 본 발명의 다른 실시 형태는 인터 예측 방법이다. 상기 방법은 현재 블록의 인터 예측에 관한 모드 정보를 수신하는 단계, 상기 수신된 모드 정보를 복호화하는 단계 및 상기 복호화된 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 모드 정보는, 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호가 존재하는지 여부를 지시하는 레지듀얼 플래그 정보 및 상기 현재 블록에 대해 머지 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 머지 플래그 정보를 포함한다.
(3) (2)에 있어서, 상기 인터 예측 수행 단계는, 상기 복호화된 모드 정보를 이용하여, 후보 블록 리스트를 구성하는 복수의 후보 블록 중에서, 상기 현재 블록의 움직임 정보 도출에 사용되는 블록을 선택하는 단계 및 상기 선택된 블록을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 후보 블록 리스트는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호의 존재 여부에 관계 없이 동일하게 구성될 수 있다.
(4) (3)에 있어서, 상기 후보 블록 리스트는, 상기 현재 블록에 인접한 좌측 주변 블록, 상기 현재 블록에 인접한 상단 주변 블록, 상기 현재 블록의 우측 상단 코너 블록, 좌측 상단 코너 블록, 좌측 하단 코너 블록 및 상기 현재 블록에 대한 동일 위치 블록(co-located block)으로 구성될 수 있다.
(5) (4)에 있어서, 상기 후보 블록 리스트는, 상기 현재 블록의 좌측에 인접한 주변 블록 중 최하단에 위치한 블록, 상기 현재 블록의 상단에 인접한 주변 블록 중 최우측에 위치한 블록, 상기 현재 블록의 우측 상단 코너 블록, 좌측 상단 코너 블록, 좌측 하단 코너 블록 및 상기 현재 블록에 대한 동일 위치 블록으로 구성될 수 있다.
(6) (3)에 있어서, 상기 도출된 움직임 정보는, L0 움직임 정보, L1 움직임 정보 및 Bi 움직임 정보 중 하나일 수 있다.
(7) (2)에 있어서, 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호가 존재하지 않는 경우에, 상기 모드 정보 복호화 단계에서는 루마(luma) 성분에 대한 레지듀얼 값 및 크로마(chroma) 성분에 대한 레지듀얼 값을 0으로 도출할 수 있다.
(8) (2)에 있어서, 상기 모드 정보 복호화 단계에서는, 상기 레지듀얼 플래그 정보를 상기 머지 플래그 정보보다 먼저 복호화할 수 있다.
(9) (2)에 있어서, 상기 모드 정보 복호화 단계에서는, 상기 머지 플래그 정보를 상기 레지듀얼 플래그 정보보다 먼저 복호화하고, 상기 레지듀얼 플래그 정보는 상기 복호화된 머지 플래그 정보가 상기 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드임을 지시하는 경우에만 복호화할 수 있다.
(10) 본 발명의 또 다른 실시 형태는 영상 복호화 방법이다. 상기 방법은 현재 블록의 인터 예측에 관한 모드 정보를 수신하는 단계, 상기 수신된 모드 정보를 복호화하는 단계, 상기 복호화된 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계 및 상기 생성된 예측 블록을 이용하여 복원 블록을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 모드 정보는, 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호가 존재하는지 여부를 지시하는 레지듀얼 플래그 정보 및 상기 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드인지 여부를 지시하는 머지 플래그 정보를 포함한다.
(11) (10)에 있어서, 상기 인터 예측 수행 단계는, 상기 복호화된 모드 정보를 이용하여, 후보 블록 리스트를 구성하는 복수의 후보 블록 중에서, 상기 현재 블록의 움직임 정보 도출에 사용되는 블록을 선택하는 단계 및 상기 선택된 블록을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 후보 블록 리스트는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호의 존재 여부에 관계 없이 동일하게 구성될 수 있다.
(12) (11)에 있어서, 상기 후보 블록 리스트는, 상기 현재 블록에 인접한 좌측 주변 블록, 상기 현재 블록에 인접한 상단 주변 블록, 상기 현재 블록의 우측 상단 코너 블록, 좌측 상단 코너 블록, 좌측 하단 코너 블록 및 상기 현재 블록에 대한 동일 위치 블록(co-located block)으로 구성될 수 있다.
(13) (12)에 있어서, 상기 후보 블록 리스트는, 상기 현재 블록의 좌측에 인접한 주변 블록 중 최하단에 위치한 블록, 상기 현재 블록의 상단에 인접한 주변 블록 중 최우측에 위치한 블록, 상기 현재 블록의 우측 상단 코너 블록, 좌측 상단 코너 블록, 좌측 하단 코너 블록 및 상기 현재 블록에 대한 동일 위치 블록으로 구성될 수 있다.
(14) (10)에 있어서, 상기 모드 정보 복호화 단계에서는, 상기 레지듀얼 플래그 정보를 상기 머지 플래그 정보보다 먼저 복호화할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 의하면, 영상 압축 효율이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 의하면, 영상 압축 효율이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 정보 전송 방법에 의하면, 영상 압축 효율이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 인터 예측 방법에 의하면, 영상 압축 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예측부를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 예측부를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 5는 머지 모드에서의 인터 예측 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 6은 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보들의 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 7은 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보들의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 8은 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보들의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 9는 부호화기에서의 머지 정보 전송 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 10은 복호화기에서의 인터 예측 방법의 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 11은 통합 모드에서의 인터 예측 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 12는 부호화기에서의 통합 모드 정보 전송 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 13은 복호화기에서의 인터 예측 방법의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
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 영상 부호화/복호화 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 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(105), 예측부(110), 변환부(115), 양자화부(120), 재정렬부(125), 엔트로피 부호화부(130), 역양자화부(135), 역변환부(140), 필터부(145) 및 메모리(150)를 포함한다.
픽쳐 분할부(105)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 유닛(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 유닛(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 유닛(Coding Unit: CU)일 수도 있다.
예측부(110)는 후술하는 바와 같이, 인터 예측을 수행하는 인터 예측부와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측부(110)는, 픽쳐 분할부(105)에서의 픽쳐의 처리 단위에 대하여 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측부(110)에서 픽쳐의 처리 단위는 부호화 유닛일 수도 있고, 변환 유닛일 수도 있고, 예측 유닛일 수도 있다. 또한, 해당 처리 단위에 대하여 실시되는 예측이 인터 예측인지 인트라 예측인지를 결정하고, 각 예측 방법의 구체적인 내용(예컨대, 예측 모드 등)를 정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 유닛 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 유닛 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 레지듀얼 값(레지듀얼 블록: residual block)은 변환부(115)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 움직임 벡터(motion vector) 정보 등은 레지듀얼 값과 함께 엔트로피 부호화부(130)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다.
변환부(115)는 변환 단위로 레지듀얼 블록에 대한 변환(transform)을 수행하고 변환 계수를 생성한다. 변환부(115)에서의 변환 단위는 변환 유닛일 수 있으며, 쿼드 트리(quad tree) 구조를 가질 수 있다. 이때, 변환 단위의 크기는 소정의 최대 및 최소 크기의 범위 내에서 정해질 수 있다. 변환부(115)는 레지듀얼 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform) 및/또는 DST(Discrete Sine Transform)를 이용하여 변환할 수 있다.
양자화부(120)는 변환부(115)에서 변환된 레지듀얼 값들을 양자화하여 양자화 계수를 생성할 수 있다. 양자화부(120)에서 산출된 값은 역양자화부(135)와 재정렬부(125)에 제공될 수 있다.
재정렬부(125)는 양자화부(120)로부터 제공된 양자화 계수를 재정렬한다. 양자화 계수를 재정렬함으로써 엔트로피 부호화부(130)에서의 부호화의 효율을 높일 수 있다. 재정렬부(125)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원 블록 형태의 양자화 계수들을 1차원의 벡터 형태로 재정렬할 수 있다. 재정렬부(125)에서는 양자화부에서 전송된 계수들의 확률적인 통계를 기반으로 계수 스캔닝의 순서를 변경함으로써 엔트로피 부호화부(130)에서의 엔트로피 부호화 효율을 높일 수도 있다.
엔트로피 부호화부(130)는 재정렬부(125)에 의해 재정렬된 양자화 계수들에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화부(130)는 재정렬부(125) 및 예측부(110)로부터 전달받은 부호화 유닛의 양자화 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 유닛 정보 및 전송 단위 정보, 움직임 벡터 정보, 참조 픽쳐 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화에는 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 부호화부(130)에는 가변길이 부호화(VLC: Variable Length Coding, 이하 ‘VLC’라 함.) 테이블과 같은 엔트로피 부호화를 수행하기 위한 테이블이 저장될 수 있고, 엔트로피 부호화부(130)는 저장된 VLC 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 다른 예로서 CABAC 엔트로피 부호화 방법에서, 엔트로피 부호화부(130)는 심볼을 이진화하여 빈(bin)으로 변환한 후 빈의 발생 확률에 따라 빈에 대한 산술 부호화(arithmetic encoding)를 수행하여 비트스트림을 생성할 수도 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 낮은 값의 인덱스(index) 및 이에 대응하는 짧은 코드워드(codeword)가 할당되고, 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 높은 값의 인덱스 및 이에 대응하는 긴 코드워드가 할당될 수 있다. 따라서 부호화 대상 심볼들에 대한 비트량이 감소될 수 있고, 엔트로피 부호화에 의해 영상 압축 성능이 향상될 수 있다.
역양자화부(135)는 양자화부(120)에서 양자화된 값들을 역양자화하고, 역변환부(140)는 역양자화부(135)에서 역양자화된 값들을 역변환할 수 있다. 역양자화부(135) 및 역변환부(140)에서 생성된 레지듀얼(Residual) 값은 예측부(110)에서 예측된 예측 블록과 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)이 생성될 수 있다.
필터부(145)는 디블록킹 필터 및/또는 ALF(Adaptive Loop Filter)를 복원된 픽쳐에 적용할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록 간의 경계에 생긴 블록 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.
한편, 인터 예측에 사용되는 복원 블록에 대해서 필터부(145)는 필터링을 적용하지 않을 수 있다.
메모리(150)는 필터부(145)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있다. 메모리(150)에 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행하는 예측부(110)에 제공될 수 있다.
부호화 유닛(Coding Unit: CU)은 픽쳐의 부호화/복호화가 수행되는 단위로서, 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)를 기반으로 깊이(Depth)를 가지며 분할될 수 있다. 부호화 유닛은 64x64, 32x32, 16x16, 8x8 등의 여러 크기를 가질 수 있다.
부호화기는 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit: LCU)과 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit: SCU)에 관한 정보를 복호화기에 전송할 수도 있다. 최대 부호화 유닛 및/또는 최소 부호화 유닛에 관한 정보와 함께 분할 가능한 회수에 관한 정보(깊이 정보)가 복호화기에 전송될 수 있다. 부호화 유닛이 쿼드 트리 구조를 기반으로 분할되는지에 관한 정보는 분할 플래그(Split Flag)와 같은 플래그 정보를 통해 부호화기로부터 복호화기로 전달될 수 있다.
하나의 부호화 유닛은 복수 개의 예측 유닛으로 분할될 수 있다. 인트라 예측이 수행되는 경우에는 예측 유닛 단위로 예측 모드가 결정되어 예측 유닛 단위로 예측이 수행될 수 있다. 이 때, 예측 유닛 단위로 예측 모드가 정해지고 변환 유닛 단위로 인트라 예측이 수행될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예측부를 개략적으로 도시한 개념도이다. 도 2를 참조하면 예측부(200)는 인터 예측부(210) 및 인트라 예측부(220) 를 포함할 수 있다.
인터 예측부(210)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 인트라 예측부(220)는 현재 픽쳐 내의 픽셀 정보를 기초로 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 예측부(210)는 예측 유닛에 대하여, 참조 픽쳐를 선택하고 예측 유닛과 동일한 크기의 참조 블록을 정수 픽셀 샘플 단위로 선택할 수 있다. 이어서, 인터 예측부(210)는 1/2 픽셀 샘플 단위와 1/4 픽셀 샘플 단위와 같이 정수 이하 샘플 단위로 현재 예측 유닛과 가장 유사하여 레지듀얼 신호가 최소화되며 부호화되는 움직임 벡터 크기 역시 최소가 될 수 있는 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 움직임 벡터는 정수 픽셀 이하의 단위로 표현될 수 있으며, 예컨대 루마 픽셀에 대해서는 1/4 픽셀 단위로, 크로마 픽셀에 대해서는 1/8 픽셀 단위로 표현될 수 있다.
인터 예측부(210)가 선택한 참조 픽쳐의 인덱스와 움직임 벡터에 관한 정보는 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 3을 참조하면, 영상 복호화기(300)는 엔트로피 복호화부(310), 재정렬부(315), 역양자화부(320), 역변환부(325), 예측부(330), 필터부(335) 및 메모리(340)를 포함할 수 있다.
영상 부호화기에 영상 비트 스트림이 입력된 경우, 입력된 비트 스트림은 영상 부호화기에서 영상 정보가 처리된 절차에 따라서 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(310)는 입력된 비트스트림에 대하여 엔트로피 복호화를 수행할 수 있으며, 엔트로피 복호화 방법은 상술한 엔트로피 부호화 방법과 유사하다. 예컨대, 영상 부호화기에서 엔트로피 부호화를 수행하기 위해 CAVLC 등의 가변 길이 부호화(VLC: Variable Length Coding, 이하 ‘VLC’ 라 함)가 사용된 경우에는 엔트로피 복호화부(310)도 부호화기에서 사용한 VLC 테이블과 동일한 VLC 테이블을 구현하여 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 영상 부호화기에서 엔트로피 부호화를 수행하기 위해, CABAC이 이용된 경우에도, 엔트로피 복호화부(310)는 이에 대응하여 CABAC을 이용한 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다.
엔트로피 복호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 낮은 값의 인덱스(index) 및 이에 대응하는 짧은 코드워드(codeword)가 할당되고, 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 높은 값의 인덱스 및 이에 대응하는 긴 코드워드가 할당될 수 있다. 따라서 부호화 대상 심볼들에 대한 비트량이 감소될 수 있고, 엔트로피 부호화에 의해 영상 압축 성능이 향상될 수 있다.
엔트로피 복호화부(310)에서 복호화된 정보 중 예측 블록을 생성하기 위한 정보는 예측부(330)로 제공되고 엔트로피 복호화부에서 엔트로피 복호화가 수행된 레지듀얼 값은 재정렬부(315)로 입력될 수 있다.
재정렬부(315)는, 엔트로피 복호화부(310)에서 엔트로피 복호화된 비트 스트림을 영상 부호화기에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬할 수 있다. 재정렬부(315)는 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(315)는 부호화기에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(320)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(325)는, 영상 부호화기에서 수행된 양자화 결과에 대해 부호화기의 변환부가 수행한 DCT 및 DST에 대해, 역DCT 및/또는 역DST를 수행할 수 있다. 역변환은 부호화기에서 결정된 전송 단위 또는 영상의 분할 단위를 기초로 수행될 수 있다. 부호화기의 변환부에서 DCT 및/또는 DST는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 선택적으로 수행될 수 있고, 복호화기의 역변환부(325)는 부호화기의 변환부에서 수행된 변환 정보를 기초로 역변환을 수행할 수 있다.
예측부(330)는 엔트로피 복호화부(310)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(340)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 및/또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원 블록은 예측부(330)에서 생성된 예측 블록과 역변환부(325)에서 제공된 레지듀얼 블록을 이용해 생성될 수 있다.
복원된 블록 및/또는 픽쳐는 필터부(335)로 제공될 수 있다. 필터부(335)는 복원된 블록 및/또는 픽쳐에 디블록킹 필터링, SAO(Sample Adaptive Offset) 및/또는 적응적 루프 필터링(ALF) 등을 적용할 수 있다.
메모리(340)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 예측부를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 예측부(400)는 인트라 예측부(410) 및 인터 예측부(420)를 포함할 수 있다.
인트라 예측부(410)는 해당 예측 유닛에 대한 예측 모드가 인트라 예측(intra prediction) 모드(화면 내 예측 모드)인 경우에, 현재 픽쳐 내의 픽셀 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 예측부(420)는 해당 예측 유닛에 대한 예측 모드가 인터 예측(inter prediction) 모드(화면 간 예측 모드)인 경우에, 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 유닛의 인터 예측에 필요한 정보, 예컨대 움직임 벡터, 참조 픽쳐 인덱스 등에 관한 정보를 이용해 현재 예측 유닛이 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 유닛에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다.
이때, 움직임 정보는, 부호화기로부터 수신되는 부호화 유닛의 스킵 플래그, 머지 플래그 등이 확인된 경우, 이에 대응하여 유도될 수 있다.
이하, 발명의 구성 또는 표현에 따라 “영상” 또는 “화면”이 “픽쳐”와 같은 의미를 나타낼 수 있는 경우,“픽쳐”는 “영상” 또는 “화면”으로 기술될 수 있다. 또한 인터 예측(inter prediction)과 화면 간 예측은 동일한 의미를 가지며, 인트라 예측(intra prediction)과 화면 내 예측은 동일한 의미를 가진다.

한편, 현재 블록에 대한 인터 예측이 수행되는 경우, 예측에 따른 전송 정보량을 감소시키기 위해 머지(merge) 모드, 다이렉트(direct) 모드 및/또는 스킵(skip) 모드 등의 예측 모드가 이용될 수 있다.
머지 모드에서 현재 블록은 수직 또는 수평의 인접한 다른 블록에 머지될 수 있다. 여기서, 머지(merge)된다는 것은, 현재 블록의 인터 예측에 있어서, 움직임 정보가 인접한 블록의 움직임 정보로부터 얻어지는 것을 말한다. 이하, 현재 블록에 인접한 블록은 현재 블록의 주변 블록이라 한다.
현재 블록의 머지 관련 정보에는, 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드인지 여부를 나타내는 정보, 현재 블록이 현재 블록에 인접한 주변 블록들 중 어떤 주변 블록에 머지되는지를 나타내는 정보 등이 있을 수 있다. 이하, 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드인지 여부를 나타내는 정보는 머지 플래그라 하고, 현재 블록이 인접한 주변 블록들 중 어떤 주변 블록에 머지되는지를 나타내는 정보는 머지 인덱스라 한다. 예를 들어, 머지 플래그는 merge_flag에 의해 나타내어질 수 있고, 머지 인덱스는 merge_index에 의해 나타내어질 수 있다. 이 때 머지 인덱스는, 머지 플래그가 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드임을 지시하는 경우(예를 들어, merge_flag=1)에만 획득되도록 할 수 있다.
머지 모드에서의 인터 예측은 예를 들어 CU 단위로 수행될 수 있으며, 이러한 경우의 머지는 CU 머지로 불릴 수 있다. 다른 예로서, 머지 모드에서의 인터 예측은 PU 단위로 수행될 수도 있으며, 이러한 경우의 머지는 PU 머지로 불릴 수 있다.
스킵 모드는 예측 블록과 현재 블록의 차이인 레지듀얼 신호의 전송이 생략되는 예측 모드이다. 스킵 모드에서는 예측 블록과 현재 블록의 레지듀얼 신호의 값이 0일 수 있다. 따라서, 스킵 모드에서 부호화기는 복호화기로 레지듀얼 신호를 전송하지 않을 수 있으며, 복호화기는 레지듀얼 신호와 움직임 정보 중 움직임 정보만을 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 스킵 모드에서 부호화기는 움직임 정보를 복호화기로 전송할 수 있다. 이 때, 움직임 정보는 현재 블록에 인접한 주변 블록들 중에서 어느 한 블록을 지정하여 해당 블록의 움직임 벡터 정보를 현재 블록에 이용하도록 하는 방식으로 전송될 수도 있다.
다이렉트 모드는 현재 블록에 인접한 주변 블록들 중 부호화/복호화가 완료된 블록을 이용하여 움직임 정보가 도출되는 예측 모드이다. 이 때, 부호화기는 움직임 정보 자체를 복호화기로 전송하지 않을 수 있다.

도 5는 머지 모드에서의 인터 예측 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 5의 실시예는 부호화기 및 복호화기에 적용될 수 있으며, 이하 도 5의 실시예는 편의상 복호화기를 중심으로 서술된다.
도 5를 참조하면, 복호화기는 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보들 중 현재 블록의 움직임 정보 도출에 사용되는 머지 후보를 선택할 수 있다(S510). 일 실시예로, 복호화기는 부호화기로부터 전송된 머지 인덱스가 지시하는 머지 후보를 현재 블록의 움직임 정보 도출에 사용되는 머지 후보로 선택할 수 있다. 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보들의 실시예는 도 6 내지 도 8의 실시예에서 후술한다.
복호화기는 선택된 머지 후보를 이용하여 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다(S520). 예를 들어, 복호화기는 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로서 사용할 수 있다.
인터 예측에는 두 개의 참조 픽쳐 리스트가 사용될 수 있으며, 두 개의 참조 픽쳐 리스트는 각각 참조 픽쳐 리스트0(reference picture list0), 참조 픽쳐 리스트1(reference picture list1)으로 불릴 수 있다. 참조 픽쳐 리스트0 으로부터 선택된 참조 픽쳐를 사용하는 인터 예측을 L0 예측이라 하며, L0 예측은 주로 순방향 예측에 사용된다. 참조 픽쳐 리스트1 으로부터 선택된 참조 픽쳐를 사용하는 인터 예측을 L1 예측이라 하며, L1 예측은 주로 역방향 예측에 사용된다. 또한 각각 참조 픽쳐 리스트0과 참조 픽쳐 리스트1 으로부터 선택된 두 개의 참조 픽쳐를 사용하는 인터 예측은 쌍예측(bi prediction)이라 한다. L0 예측에 사용되는 움직임 정보는 L0 움직임 정보, L1 예측에 사용되는 움직임 정보는 L1 움직임 정보, 쌍예측에 사용되는 움직임 정보는 Bi 움직임 정보라 할 수 있다.
선택된 머지 후보 블록의 움직임 정보는 L0 움직임 정보, L1 움직임 정보 또는 Bi 움직임 정보일 수 있다. 따라서, 머지 후보 블록의 L0 움직임 정보, L1 움직임 정보 또는 Bi 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 사용될 수 있다.
현재 블록의 움직임 정보가 도출되면, 부호화기는 도출된 움직임 정보를 이용하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다(S530).

도 6은 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보들의 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
상술한 바와 같이 머지 모드가 적용되는 경우, 머지 후보 리스트에 포함된 후보 블록들 중 어느 하나의 움직임 정보를 이용하여 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있다. 예를 들어, 머지 후보 리스트에 포함된 후보 블록들 중 어느 하나의 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 사용될 수 있다. 이 때, 움직임 정보와 함께 레지듀얼 신호가 전송될 수도 있고, 예측 블록의 픽셀값이 그대로 현재 블록의 픽셀값으로 사용되는 경우에는 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수도 있다.
도 6의 610을 참조하면, 현재 블록의 좌측 주변 블록(A) 및 현재 블록의 상단 주변 블록(B)이 머지 후보로 이용될 수 있다. 이 때, 도시된 바와 같이, 현재 블록의 좌측 주변 블록은 현재 블록의 좌측에 인접한 블록들 중 가장 상단에 위치한 블록일 수 있고, 현재 블록의 상단 주변 블록은 현재 블록의 상단에 인접한 블록들 중 가장 좌측에 위치한 블록일 수 있다.
도 6의 620을 참조하면, 610에서와 같이 현재 블록의 좌측 주변 블록(A) 및/또는 현재 블록의 상단 주변 블록(B)이 머지 후보로 이용될 수 있다. 이 때, 도시된 바와 같이, 현재 블록의 좌측 주변 블록은 현재 블록의 좌측에 인접한 블록들 중 가장 상단에 위치한 블록일 수 있고, 현재 블록의 상단 주변 블록은 현재 블록의 상단에 인접한 블록들 중 가장 좌측에 위치한 블록일 수 있다. 그리고, 좌측 하단 코너 블록(C) 및/또는 우측 상단 코너 블록(D)이 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보로 이용될 수 있다. 또한, 동일 위치 블록(col)이 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보로 이용될 수 있다. 여기서 동일 위치 블록(co-located block)은 참조 픽쳐 내의 블록들 중 현재 블록과 동일 위치에 있는 블록을 의미한다.

도 7은 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보들의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 7을 참조하면, 현재 블록의 좌측 주변 블록(A) 및/또는 현재 블록의 상단 주변 블록(B)이 머지 후보로 이용될 수 있다. 이 때, 도시된 바와 같이, 현재 블록의 좌측 주변 블록은 현재 블록의 좌측에 인접한 블록들 중 가장 상단에 위치한 블록일 수 있고, 현재 블록의 상단 주변 블록은 현재 블록의 상단에 인접한 블록들 중 가장 좌측에 위치한 블록일 수 있다. 그리고, 좌측 하단 코너 블록(C-1), 우측 상단 코너 블록(C) 및/또는 좌측 상단 코너 블록(C-2)이 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보로 이용될 수 있다. 또한, 동일 위치 블록(D)이 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보로 이용될 수 있다.
머지 후보 리스트에는, 현재 블록의 상단에 인접한 블록들 중에서 선택된 블록(B-1)이 머지 후보로서 포함될 수도 있다. 예를 들어, 상기 선택된 블록은 현재 블록 상단에 인접한 주변 블록들 중 유효한(available) 블록으로서 현재 블록과 동일한 참조 픽쳐 인덱스를 가지는 블록일 수 있다. 머지 후보 리스트에는, 현재 블록의 좌측에 인접한 블록들 중에서 선택된 블록(A-1)이 머지 후보로서 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 선택된 블록은 현재 블록의 좌측에 인접한 주변 블록들 중 유효한 블록으로서 현재 블록과 동일한 참조 픽쳐 인덱스를 가지는 블록일 수 있다.

도 8은 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보들의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 8을 참조하면, 머지 후보 리스트에는 좌측 하단 코너 블록(A0), 우측 상단 코너 블록(B0) 및/또는 좌측 상단 코너 블록(B2)이 머지 후보로서 포함될 수 있다. 또한 머지 후보 리스트에는 현재 블록의 좌측 주변 블록(A1) 및/또는 현재 블록의 상단 주변 블록(B1)이 머지 후보로 포함될 수 있다. 이 때, 좌측 주변 블록(A1)은 현재 블록의 좌측에 인접한 블록들 중 가장 하단에 위치한 블록일 수 있으며, 상단 주변 블록(B1)은 현재 블록의 상단에 인접한 블록들 중 가장 우측에 위치한 블록일 수 있다. 머지 후보 리스트에는 동일 위치 블록(col)이 머지 후보로 포함될 수도 있다.

도 6 내지 도 8의 실시예를 참조하면, 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보들의 선택 방법은 다양하게 확장될 수 있다. 부호화기 및 복호화기는 상술한 도 6 내지 도 8의 실시예에 따라 머지 후보들을 선택하여 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 이 때, 부호화기 및 복호화기는 머지 후보들이 선택되면, 중복성(redundancy)을 줄이기 위해 중복되는 후보들을 배제하고, 머지 후보 리스트를 구성할 수도 있다.
상술한 도 6 내지 도 8의 실시예들에서, 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보의 최대 개수는 소정의 개수 이하로 제한될 수 있다.
예를 들어, 도 7의 실시예에서 머지 후보의 최대 개수가 4개이고, 머지 후보 리스트에 머지 후보가 {A, B, C, C-1, D, …}의 순서로 추가 및/또는 삽입된다고 가정한다. 이 때, A, B, C, C-1, D 블록이 모두 유효(available)하면, A, B, C, C-1 블록만이 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보들로 결정될 수 있다. 만일 A, B, C-1, D 블록이 유효하고 C 블록이 유효하지 않은 경우, A, B, C-1, D 블록만이 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보들로 결정될 수 있다.
다른 예로서, 도 8의 실시예에서 머지 후보의 최대 개수가 5개이고, 머지 후보 리스트에 머지 후보가 {A0, A1, B0, B1, B2, col}의 순서로 추가 및/또는 삽입된다고 가정한다. 이 때, A0, A1, B0, B1, B2, col 블록이 모두 유효하면, A0, A1, B0, B1, B2 블록만이 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보들로 결정될 수 있다. 만일 A0, A1, B0, B2, col 블록이 유효하고 B1 블록이 유효하지 않은 경우, A0, A1, B0, B2, col 블록만이 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보들로 결정될 수 있다.
또 다른 예로서, 도 8의 실시예에서 현재 픽쳐 내에서 선택되는 공간적(spatial) 머지 후보의 최대 개수가 4개로 제한되고, 참조 픽쳐 내에서 선택되는 동일 위치 블록(col)은 항상 머지 후보로 사용될 수 있다고 가정한다. 또한 공간적 머지 후보는 머지 후보 리스트에 A1, B1, B0, A0, B2의 순서로 추가 및/또는 삽입된다고 가정한다. 이 때, 공간적 머지 후보 중 B1, B0, A0, B2 블록이 유효하고 A1 블록이 유효하지 않은 경우, B1, B0, A0, B2 블록만이 머지 후보 리스트에 포함되는 공간적 머지 후보들로 결정될 수 있다. 따라서, 동일 위치 블록을 포함하여 B1, B0, A0, B2, Col 블록이 머지 후보 리스트에 포함되는 머지 후보들로 결정될 수 있다.

도 9는 부호화기에서의 머지 정보 전송 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 머지 정보에는 머지 플래그, 머지 인덱스 및/또는 레지듀얼 정보 등이 있을 수 있다. 머지 정보가 생성되면, 부호화기는 생성된 머지 정보를 복호화기로 전송할 수 있다.
도 9를 참조하면, 부호화기는 머지 정보를 생성할 수 있다(S910).
머지 정보에는 머지 플래그가 포함될 수 있다. 상술한 바와 같이, 머지 플래그는 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드인지 여부를 지시할 수 있다. 일 실시예로 머지 플래그는 merge_flag에 의해 나타내어질 수 있다. 부호화기는 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드이면 merge_flag에 1을 할당하고, 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드가 아니면 merge_flag에 0을 할당할 수 있다.
머지 정보에는 머지 인덱스도 포함될 수 있다. 상술한 바와 같이, 머지 인덱스는 현재 블록이 인접한 주변 블록들 중 어떤 주변 블록에 머지되는지를 지시할 수 있다. 일 실시예로 머지 인덱스는 merge_index에 의해 나타내어질 수 있다. 머지 플래그가, 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드가 아님을 지시하는 경우, 현재 블록에 대한 머지 인덱스 정보는 생성되지 않을 수 있다.

상술한 도 6의 실시예의 610과 같이 머지 후보의 개수가 2개인 경우, 머지 인덱스는 2개의 머지 후보 중 1개를 지시하면 되므로, 머지 인덱스가 두 개의 값을 갖는 플래그(flag)처럼 사용될 수 있다. 이 때, 예를 들어 머지 인덱스는 0과 1의 값만을 가질 수 있다.
그러나, 도 6 내지 도 8의 실시예들 중 도 6의 610을 제외한 나머지 실시예들에서와 같이 머지 후보가 확장된 경우, 두 개의 값만을 가질 수 있는 플래그 정보는 현재 블록이 머지 후보 블록들 중 어떤 블록에 머지되는지를 지시할 수 없다. 따라서, 이 때에는 후술되는 바와 같이 머지 인덱스의 사용 방법이 달라질 수 있다.
일 실시예로, 머지 인덱스가 지시할 수 있는 머지 후보의 개수는 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보의 개수에 따라 다르게 설정될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 대해 유효한 머지 후보의 개수가 3개인 경우, 머지 인덱스가 지시할 수 있는 머지 후보의 개수는 3개일 수 있다. 이 때, 머지 인덱스에는 0, 1, 2 중 하나의 값이 할당될 수 있다. 머지 인덱스는 할당된 값을 이용하여 3개의 머지 후보 중 현재 블록의 움직임 정보 도출에 사용되는 머지 후보를 지시할 수 있다.
다른 예로, 현재 블록에 대해 유효한 머지 후보의 개수가 2개인 경우, 머지 인덱스가 지시할 수 있는 머지 후보의 개수는 2개일 수 있다. 이 때, 머지 인덱스에는 0, 1 중 하나의 값이 할당될 수 있으며, 머지 인덱스는 할당된 값을 이용하여 2개의 머지 후보 중 현재 블록의 움직임 정보 도출에 사용되는 머지 후보를 지시할 수 있다.
다른 실시예로, 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보의 최대 개수가 소정의 개수 이하로 제한되는 경우, 머지 인덱스가 지시할 수 있는 머지 후보의 개수는 상기 최대 개수로 설정될 수 있다.
예를 들어, 머지 후보의 최대 개수가 4개인 경우 머지 인덱스가 지시할 수 있는 머지 후보의 개수는 4개일 수 있다. 이 때, 머지 인덱스에는 0, 1, 2, 3 중 하나의 값이 할당될 수 있다. 머지 인덱스는 할당된 값을 이용하여 4개의 머지 후보 중 현재 블록의 움직임 정보 도출에 사용되는 머지 후보를 지시할 수 있다.
만일, 유효한 머지 후보의 개수가 상기 최대 개수보다 작으면, 머지 인덱스가 지시할 수 있는 머지 후보의 개수는 유효한 머지 후보의 개수에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 머지 후보의 최대 개수가 4개로 제한되고, 유효한 머지 후보의 개수가 2개인 경우, 머지 인덱스가 지시할 수 있는 머지 후보의 개수는 2개일 수 있다.

머지 정보에는 레지듀얼 정보도 포함될 수 있다. 레지듀얼 정보는 머지 모드에서 루마(Y), 크로마(U, V) 성분 블록 각각에 대해, 0이 아닌 변환 계수를 포함하는지 여부를 지시할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 코디드 블록 플래그(Coded Block Flag: cbf)에 의해 나타내어질 수 있다. 예를 들어, 루마 성분에 대한 레지듀얼 정보는 cbf_luma에 의해 나타내어질 수 있고, 크로마 성분에 대한 레지듀얼 정보는 각각 cbf_chromaU, cbf_chromaV에 의해 나타내어질 수 있다. 또한, 머지 모드에서 인터 예측이 수행되는 블록에 대한 전체 레지듀얼 정보는 예를 들어 merge_cbf에 의해 나타내어질 수 있다. 이하, 상기 머지 모드 블록에 대한 전체 레지듀얼 정보는 머지 레지듀얼 정보라 한다.
일 실시예로, merge_cbf가 1일 때 머지 레지듀얼 정보는, merge_flag=1, cbf_luma=0, cbf_chromaU=0, cbf_chromaV=0 임을 지시할 수 있다. 즉, merge_cbf가 1이면, 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드이고 루마 성분 및 크로마 성분에 대한 레지듀얼 값이 0으로 도출될 수 있다. 또한 merge_cbf가 0일 때 머지 레지듀얼 정보는, merge_cbf가 1인 경우에 해당되지 않는 일반적인 머지 모드임을 지시할 수 있다.
상기 머지 레지듀얼 정보는 복호화기 측에서 머지 플래그보다 먼저 복호화될 수 있다. 이러한 경우, 부호화기는 머지 플래그의 값에 관계 없이 머지 레지듀얼 정보를 생성하여 복호화기로 전송해야 한다. 그러나, 현재 블록의 예측 모드가 머지 모드가 아닌 경우에도 머지 레지듀얼 정보가 생성되어 전송될 수 있으므로, 전송 비트량의 낭비가 발생할 수 있다.
따라서, 부호화기는 현재 블록의 예측 모드가 머지 모드인 경우, 예를 들어 merge_flag가 1인 경우에만 머지 레지듀얼 정보(예를 들어, merge_cbf)를 생성하여 복호화기로 전송할 수 있다. 이 때, 복호화기는 머지 플래그를 먼저 복호화한 후, 현재 블록의 예측 모드가 머지 모드인 경우에만 머지 레지듀얼 정보를 복호화할 수 있다. 따라서, 불필요한 오버헤드(overhead)가 감소될 수 있다.

다시 도 9를 참조하면, 부호화기는 생성된 머지 정보를 부호화할 수 있다(S920). 머지 정보가 부호화되면, 부호화기는 부호화된 머지 정보를 복호화기로 전송할 수 있다(S930).
CU 머지에서는, 머지 플래그 및 머지 인덱스 등을 포함한 머지 정보가 부호화 유닛 단위로 전송될 수 있다. PU 머지에서는, 머지 플래그 및 머지 인덱스 등을 포함한 머지 정보가 예측 유닛 단위로 전송될 수 있다. 또한 상술한 바와 같이 현재 블록의 예측 모드가 머지 모드가 아닌 경우, 부호화기는 머지 레지듀얼 정보를 복호화기로 전송하지 않을 수 있다.

도 10은 복호화기에서의 인터 예측 방법의 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 복호화기는 머지 정보를 수신하고, 수신된 머지 정보를 이용하여 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다.
도 10을 참조하면, 복호화기는 부호화기로부터 머지 정보를 수신할 수 있다(S1010). 도 9의 실시예에서 상술한 바와 같이, 머지 정보에는 머지 플래그, 머지 인덱스 및 레지듀얼 정보 등이 포함될 수 있다.
머지 플래그는 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드인지 여부를 지시할 수 있고, 머지 인덱스는 현재 블록이 인접한 주변 블록들 중 어떤 주변 블록에 머지되는지를 지시할 수 있다.
상술한 바와 같이 머지 인덱스가 지시할 수 있는 머지 후보의 개수는 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보의 개수에 따라 다르게 설정될 수 있다. 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보의 최대 개수가 소정의 개수 이하로 제한되는 경우, 머지 인덱스가 지시할 수 있는 머지 후보의 개수는 상기 최대 개수로 설정될 수 있다.
머지 플래그 및 머지 인덱스의 구체적인 실시예들은 도 9의 실시예에서 상술한 바와 같다.
레지듀얼 정보는 머지 모드에서 루마(Y), 크로마(U, V) 성분 블록 각각에 대해, 0이 아닌 변환 계수를 포함하는지 여부를 지시할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 코디드 블록 플래그(Coded Block Flag: cbf)에 의해 나타내어질 수 있다. 머지 모드에서 인터 예측이 수행되는 블록에 대한 전체 레지듀얼 정보는 머지 레지듀얼 정보로 불릴 수 있으며, 머지 레지듀얼 정보에 대한 구체적인 실시예들은 도 9의 실시예에서 상술한 바와 같다.
다시 도 10을 참조하면, 복호화기는 수신된 머지 정보를 복호화할 수 있다(S1020).
부호화기는 머지 플래그의 값에 관계 없이 머지 레지듀얼 정보를 생성하여 복호화기로 전송할 수 있다. 이 때, 복호화기는 머지 레지듀얼 정보를 머지 플래그보다 먼저 복호화할 수 있다.
부호화기는 현재 블록의 예측 모드가 머지 모드인 경우에만 머지 레지듀얼 정보를 생성하여 복호화기로 전송할 수도 있다. 이 경우, 복호화기는 머지 플래그를 먼저 복호화한 후, 현재 블록의 예측 모드가 머지 모드인 경우에만 머지 레지듀얼 정보를 복호화할 수 있다. 이 때, 현재 블록의 예측 모드가 머지 모드가 아닌 경우에는 머지 레지듀얼 정보가 전송되지 않으므로, 부호화기로부터 복호화기로 전송되는 비트량이 감소될 수 있다.
복호화기는 복호화된 머지 정보를 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다(S1030).
부호화기로부터 수신된 머지 플래그가, 현재 블록의 예측 모드가 머지 모드임을 지시하는 경우, 복호화기는 머지 모드에서 인터 예측을 수행할 수 있다. 복호화기는, 머지 인덱스를 이용하여, 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보들 중 현재 블록의 움직임 정보 도출에 사용되는 머지 후보를 선택할 수 있다. 복호화기는 선택된 머지 후보로부터 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있으며, 도출된 움직임 정보를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
이 때, 머지 레지듀얼 정보에 의해 루마 성분 및 크로마 성분에 대한 레지듀얼 값이 0으로 도출되는 경우, 복호화기는 레지듀얼 신호에 대한 복호화 과정을 생략할 수 있다.

한편, 상술한 머지 모드, 스킵 모드 및 다이렉트 모드는 필요에 따라 서로 결합 및/또는 통합되어 적용될 수 있다.
예를 들어 상술한 머지 모드는, 현재 블록에 인접한 주변 블록으로부터 현재 블록의 움직임 정보가 도출되고 레지듀얼 신호가 부호화기에서 복호화기로 전송될 수 있다는 점에서, 다이렉트 모드와 유사성을 가진다. 따라서, 머지 모드와 다이렉트 모드를 하나로 통합하여 적용하는 방법이 고려될 수 있다. 이하, 머지 모드와 다이렉트 모드가 하나로 통합된 모드는 통합 머지/다이렉트 모드라 한다.
다른 예로, 스킵 모드와 머지 모드를 통합하여 적용하는 방법이 고려될 수도 있다. 스킵 모드에서는 현재 블록의 움직임 정보를 획득하기 위해, 상기 머지 모드에서 사용되는 방법과 동일한 방법이 사용될 수 있다. 이 때, 스킵 모드와 머지 모드에서는 동일한 주변 블록들이 움직임 정보 도출을 위한 후보 블록으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 스킵 모드에서도, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 머지 인덱스에 의해 지시된 머지 후보 블록의 움직임 정보가, 그대로 현재 블록의 움직임 정보로 사용될 수 있다. 이러한 경우의 스킵 모드는 머지 스킵(merge skip) 모드로도 불릴 수 있다.
또 다른 예로, 상술한 머지 모드, 스킵 모드 및 다이렉트 모드를 모두 통합하여 적용하는 방법이 고려될 수도 있다.
이하, 상술한 실시예에서와 같이 머지 모드와 다이렉트 모드가 통합된 모드, 머지 모드와 스킵 모드가 통합된 모드 및 머지 모드, 스킵 모드, 다이렉트 모드가 모두 통합된 모드를 총칭하여 통합 모드라 한다. 또한, 통합 모드에서 사용되는 후보 블록을 통합 모드 후보라 한다. 또한, 통합 모드 후보들로 구성된 리스트는 통합 모드 후보 리스트라 한다.

도 11은 통합 모드에서의 인터 예측 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 11의 실시예는 부호화기 및 복호화기에 적용될 수 있으며, 이하 도 11의 실시예는 편의상 복호화기를 중심으로 서술된다.
도 11을 참조하면, 복호화기는 통합 모드 후보 리스트를 구성하는 통합 모드 후보들 중 현재 블록의 움직임 정보 도출에 사용되는 통합 모드 후보를 선택할 수 있다(S1110). 일 실시예로, 머지 스킵 모드에서 복호화기는 부호화기로부터 전송된 머지 인덱스가 지시하는 머지 후보를 현재 블록의 움직임 정보 도출에 사용되는 후보 블록으로 선택할 수 있다. 통합 모드 후보 리스트에 포함되는 통합 모드 후보들의 실시예는 도 6 내지 도 8에 도시된 머지 후보들의 실시예와 동일할 수 있다.
복호화기는 선택된 통합 모드 후보를 이용하여 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다(S1120).
일 실시예로, 통합 머지/다이렉트 모드가 사용되는 경우, 레지듀얼 신호가 전송되는 통합 머지/다이렉트 모드와 레지듀얼 신호가 전송되지 않는 통합 머지/다이렉트 모드가 존재할 수 있다. 이 때, 레지듀얼 신호가 전송되는지 여부에 관한 정보는 별도의 플래그를 통해 부호화기로부터 복호화기로 전송될 수 있다. 예를 들어 상기 플래그는 residual_skip_flag 또는 skip_flag로 나타내어질 수 있다.
레지듀얼 신호가 전송되지 않는 통합 머지/다이렉트 모드에서는 L0 움직임 정보, L1 움직임 정보 및/또는 Bi 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 도출될 수 있다. 즉, 레지듀얼 신호가 전송되지 않는 통합 머지/다이렉트 모드에서는 L0 예측, L1 예측 및/또는 쌍예측이 수행될 수 있다.
이 때, L0 예측, L1 예측 및 쌍예측 중 어떤 예측이 수행되는지는 부호화기 및 복호화기에서 경우에 따라 적응적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 부호화기 및 복호화기는 선택된 통합 모드 후보가 갖는 움직임 정보의 종류(예를 들어, L0 움직임 정보, L1 움직임 정보, Bi 움직임 정보)에 따라 현재 블록에 대해 적용되는 예측 종류 및/또는 예측 방향을 결정할 수 있다. 다른 예로서, 부호화기는 L0 예측, L1 예측 및 쌍예측 중 어떤 예측이 수행되는지에 관한 정보를 복호화기로 전송할 수 있다. 이 때, 복호화기는 부호화기로 전송받은 상기 정보를 이용하여 현재 블록에 대해 적용되는 예측 종류 및/또는 예측 방향을 결정할 수도 있다.
이 때, 레지듀얼 신호가 전송되지 않는 별도의 스킵 모드가 존재할 수도 있다. 스킵 모드에서는 항상 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 이 때, 스킵 모드가 적용되는 블록에 대해서는 항상 쌍예측(bi prediction)만이 수행될 수도 있다.
현재 블록의 움직임 정보가 도출되면, 부호화기는 도출된 움직임 정보를 이용하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다(S1130).

도 12는 부호화기에서의 통합 모드 정보 전송 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 12를 참조하면, 부호화기는 통합 모드 정보를 생성할 수 있다(S1210).
통합 모드 정보에는 현재 블록에 대한 예측 모드가 상기 통합 모드에 해당되는지 여부를 지시하는 정보가 포함될 수 있다. 이하, 현재 블록에 대한 예측 모드가 상기 통합 모드에 해당되는지 여부를 지시하는 정보는 통합 모드 플래그라 한다.

통합 모드 정보에는 레지듀얼 정보도 포함될 수 있다.

일 실시예로 통합 머지/다이렉트 모드가 사용되는 경우, 상술한 바와 같이 레지듀얼 신호가 전송되는 통합 머지/다이렉트 모드와 레지듀얼 신호가 전송되지 않는 통합 머지/다이렉트 모드가 존재할 수 있다. 이 때, 상기 레지듀얼 정보는 레지듀얼 신호가 전송되는지 여부에 관한 정보에 해당될 수 있다.
예를 들어 레지듀얼 신호가 전송되는지 여부는 소정의 플래그에 의해 지시될 수 있으며, 상기 플래그는 residual_skip_flag 또는 skip_flag에 의해 나타내어질 수 있다. residual_skip_flag 또는 skip_flag가 1인 경우, 루마 성분 블록 및 크로마 성분 블록이 0이 아닌 변환 계수를 포함하지 않을 수 있다. 즉, 루마 성분 및 크로마 성분에 대해 부호화기로부터 복호화기로 전송되는 레지듀얼 신호가 존재하지 않을 수 있다. 여기서, 루마 성분에 대한 레지듀얼 정보는 cbf_luma에 의해 나타내어질 수 있고, 크로마 성분에 대한 레지듀얼 정보는 각각 cbf_chromaU, cbf_chromaV에 의해 나타내어질 수 있다. residual_skip_flag 또는 skip_flag가 1인 경우, 부호화기는 레지듀얼 신호를 복호화기로 전송하지 않을 수 있다.
residual_skip_flag 또는 skip_flag가 1인 경우, 부호화기는 레지듀얼 신호를 복호화기로 전송하지 않을 수 있으므로, 복호화기에서는 레지듀얼 신호의 복호화 과정이 생략될 수 있다. 이 때, 복호화기는 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호가 존재하지 않는 것으로 추정 및/또는 간주할 수 있고, 루마 성분에 대한 레지듀얼 값(예를 들어, cbf_luma) 및 크로마 성분에 대한 레지듀얼 값(예를 들어, cbf_chromaU, cbf_chromaV)을 모두 0으로 도출할 수도 있다.
상기 레지듀얼 정보는 복호화기 측에서 통합 모드 플래그보다 먼저 복호화될 수 있다. 이러한 경우, 부호화기는 통합 모드 플래그의 값에 관계 없이 레지듀얼 정보를 생성하여 복호화기로 전송해야 하므로, 전송 비트량의 낭비가 발생할 수 있다.
전송 비트량을 감소시키기 위해, 부호화기는 현재 블록의 예측 모드가 상기 통합 모드에 해당되는 경우에만 레지듀얼 정보를 생성하여 복호화기로 전송할 수도 있다. 이 때, 복호화기는 통합 모드 플래그를 먼저 복호화한 후, 현재 블록의 예측 모드가 상기 통합 모드에 해당되는 경우에만 통합 모드 레지듀얼 정보를 복호화할 수 있다.
레지듀얼 정보의 전송에 사용되는 비트량을 감소시키기 위해, 현재 블록에 인접한 주변 블록의 정보를 참조하여 현재 블록의 레지듀얼 정보를 도출하는 방법이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 통합 모드 후보 리스트를 구성하는 통합 모드 후보 블록들의 residual_skip_flag가 모두 1이거나, 통합 모드 후보 블록들 다수의 residual_skip_flag가 1인 경우, 현재 블록의 residual_skip_flag도 1로 도출될 수 있다. 주변 블록의 정보를 참조하여 현재 블록의 레지듀얼 정보가 도출되는 경우, 부호화기는 현재 블록에 대한 레지듀얼 정보를 생성, 전송하지 않을 수 있다.

다른 실시예로, 머지 스킵 모드가 사용되거나 머지 모드, 스킵 모드, 다이렉트 모드가 모두 통합되어 사용되는 경우, 부호화기는 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부에 관한 정보를 생성할 수 있다. 이 때, 통합 모드 정보에 포함되는 레지듀얼 정보는 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부에 관한 정보에 해당될 수 있다.
예를 들어 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부에 관한 정보는 residual_skip_flag 또는 skip_flag에 의해 나타내어질 수 있다. residual_skip_flag 또는 skip_flag가 1인 경우, 부호화기에서 복호화기로 전송되는 레지듀얼 신호가 존재하지 않는 것으로 추정(infer)될 수 있으며, 복호화기는 레지듀얼 신호에 대한 복호화 과정을 생략할 수 있다.
또한, 상술한 통합 머지/다이렉트 모드에서의 실시예들은, 필요에 따라 머지 스킵 모드가 사용되는 경우 및/또는 머지 모드, 스킵 모드, 다이렉트 모드가 모두 통합되어 사용되는 경우에 대해서도 적용될 수 있다.

다시 도 12를 참조하면, 부호화기는 생성된 통합 모드 정보를 부호화할 수 있다(S1220). 통합 모드 정보가 부호화되면, 부호화기는 부호화된 통합 모드 정보를 복호화기로 전송할 수 있다(S1230).

도 13은 복호화기에서의 인터 예측 방법의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 복호화기는 통합 모드 정보를 수신하고, 수신된 통합 모드 정보를 이용하여 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다.
도 13을 참조하면, 복호화기는 부호화기로부터 통합 모드 정보를 수신할 수 있다(S1310). 도 12의 실시예에서 상술한 바와 같이, 통합 모드 정보에는 통합 모드 플래그, 레지듀얼 정보 등이 포함될 수 있다.
통합 모드 플래그는 현재 블록에 대한 예측 모드가 상기 통합 모드에 해당되는지 여부를 지시할 수 있다.
통합 머지/다이렉트 모드가 사용되는 경우, 상술한 바와 같이 레지듀얼 신호가 전송되는 통합 머지/다이렉트 모드와 레지듀얼 신호가 전송되지 않는 통합 머지/다이렉트 모드가 존재할 수 있다. 이 때, 상기 레지듀얼 정보는 레지듀얼 신호가 전송되는지 여부에 관한 정보에 해당될 수 있다.
머지 스킵 모드가 사용되거나 머지 모드, 스킵 모드, 다이렉트 모드가 모두 통합되어 사용되는 경우, 부호화기는 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부에 관한 정보를 생성할 수 있다. 이 때, 통합 모드 정보에 포함되는 레지듀얼 정보는 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부에 관한 정보에 해당될 수 있다.
통합 모드 플래그 및 레지듀얼 정보에 대한 구체적인 실시예들은 도 12의 실시예에서 상술한 바와 같다.
다시 도 13을 참조하면, 복호화기는 수신된 통합 모드 정보를 복호화할 수 있다(S1320).
통합 머지/다이렉트 모드가 사용되는 경우, 레지듀얼 신호가 존재하는지 여부에 관한 정보는 별도의 플래그를 통해 부호화기로부터 복호화기로 전송될 수 있다. 상기 플래그는 residual_skip_flag 또는 skip_flag에 의해 나타내어질 수 있다. 이 때, 복호화기는 상기 플래그 정보를 복호화할 수 있고, 복호화된 플래그 정보에 의해, 레지듀얼 신호가 전송되는 통합 머지/다이렉트 모드인지 또는 레지듀얼 신호가 전송되지 않는 통합 머지/다이렉트 모드인지 여부를 판단할 수 있다.
통합 머지/다이렉트 모드가 사용되는 경우, 레지듀얼이 존재하는 통합 머지/다이렉트 모드와 레지듀얼이 존재하지 않는 통합 머지/다이렉트 모드는 레지듀얼의 존부에 따른 복호화 과정을 제외하고 동일하게 취급될 수 있다. 예를 들어, 레지듀얼이 존재하지 않는 통합 머지/다이렉트 모드에서 통합 모드 후보 리스트를 구성하는 통합 모드 후보는, 레지듀얼이 존재하는 통합 머지/다이렉트 모드에서와 동일할 수 있다. 따라서, 복호화기는 레지듀얼의 존재 여부에 관계 없이 움직임 도출을 위해 동일한 통합 모드 후보를 사용할 수 있다. 이 때, 도 11의 실시예에서 상술한 바와 같이, 통합 모드 후보 리스트에 포함되는 통합 모드 후보들의 실시예는 도 6 내지 도 8에 도시된 머지 후보들의 실시예와 동일할 수 있다.
다만, 레지듀얼 신호가 전송되지 않는 통합 머지/다이렉트 모드에서는 복호화기로 전송되는 레지듀얼 신호가 존재하지 않으므로, 복호화기는 레지듀얼 신호를 복호화하는 과정을 생략할 수 있다. 예를 들어 residual_skip_flag 또는 skip_flag가 1인 경우, 복호화기는 레지듀얼 신호가 존재하지 않는 것으로 추정(infer) 및/또는 간주하여 레지듀얼 신호의 복호화 과정을 생략할 수 있다. residual_skip_flag 또는 skip_flag가 1인 경우, 복호화기는 루마 성분에 대한 레지듀얼 값(예를 들어, cbf_luma) 및 크로마 성분에 대한 레지듀얼 값(예를 들어, cbf_chromaU, cbf_chromaV)을 모두 0으로 도출할 수도 있다. 이 때에도 복호화기는 레지듀얼 신호의 복호화 과정을 생략할 수 있다.
부호화기는 통합 모드 플래그의 값에 관계 없이 레지듀얼 정보를 생성하여 복호화기로 전송할 수 있다. 이 때, 복호화기는 레지듀얼 정보를 통합 모드 플래그보다 먼저 복호화할 수 있다.
부호화기는 현재 블록의 예측 모드가 상기 통합 모드에 해당되는 경우에만 레지듀얼 정보를 생성하여 복호화기로 전송할 수도 있다. 이 때, 복호화기는 통합 모드 플래그를 먼저 복호화한 후, 현재 블록의 예측 모드가 상기 통합 모드에 해당되는 경우에만 통합 모드 레지듀얼 정보를 복호화할 수 있다.
도 12의 실시예에서 상술한 바와 같이, 복호화기는 주변 블록의 정보를 참조하여 현재 블록의 레지듀얼 정보를 도출할 수도 있다. 주변 블록의 정보를 참조하여 현재 블록의 레지듀얼 정보가 도출될 수 있는 경우, 부호화기는 현재 블록에 대한 레지듀얼 정보를 생성, 전송하지 않을 수 있다. 따라서 부호화기에서 복호화기로 전송되는 정보량이 감소될 수 있다. 주변 블록의 정보를 참조하여 현재 블록의 레지듀얼 정보가 도출되는 경우의 실시예는 도 12에서 서술된 바와 같다.
머지 스킵 모드가 사용되거나 머지 모드, 스킵 모드, 다이렉트 모드가 모두 통합되어 사용되는 경우, 예를 들어 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부에 관한 정보는 residual_skip_flag 또는 skip_flag에 의해 나타내어질 수 있다. residual_skip_flag 또는 skip_flag가 1인 경우, 복호화기는 부호화기로부터 전송되는 레지듀얼 신호가 존재하지 않는 것으로 추정(infer)할 수 있으며, 레지듀얼 신호에 대한 복호화 과정을 생략할 수 있다.
또한, 상술한 통합 머지/다이렉트 모드에서의 실시예들은, 필요에 따라 머지 스킵 모드가 사용되는 경우 및/또는 머지 모드, 스킵 모드, 다이렉트 모드가 모두 통합되어 사용되는 경우에 대해서도 적용될 수 있다.
다시 도 13을 참조하면, 복호화기는 복호화된 통합 모드 정보를 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다(S1330).

상술한 도 11 내지 도 13의 실시예들은 통합 모드의 관점에서 서술되고 있으나, 필요에 따라 통합 모드가 아닌 예측 모드에도 적용될 수 있으며, 예를 들어 머지 모드에도 적용될 수 있다.

상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능합을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (14)

  1. 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행하는 단계;
    상기 현재 블록의 인터 예측에 관한 모드 정보를 부호화하는 단계; 및
    상기 부호화된 모드 정보를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 모드 정보는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호가 존재하는지 여부를 지시하는 레지듀얼 플래그 정보 및 상기 현재 블록에 대해 머지 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 머지 플래그 정보를 포함하는 영상 정보 전송 방법.
  2. 현재 블록의 인터 예측에 관한 모드 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신된 모드 정보를 복호화하는 단계; 및
    상기 복호화된 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 모드 정보는, 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호가 존재하는지 여부를 지시하는 레지듀얼 플래그 정보 및 상기 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드인지 여부를 지시하는 머지 플래그 정보를 포함하는 인터 예측 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 인터 예측 수행 단계는,
    상기 복호화된 모드 정보를 이용하여, 후보 블록 리스트를 구성하는 복수의 후보 블록 중에서, 상기 현재 블록의 움직임 정보 도출에 사용되는 블록을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 블록을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 후보 블록 리스트는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호의 존재 여부에 관계 없이 동일하게 구성되는 것을 특징으로 하는 인터 예측 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 후보 블록 리스트는,
    상기 현재 블록에 인접한 좌측 주변 블록, 상기 현재 블록에 인접한 상단 주변 블록, 상기 현재 블록의 우측 상단 코너 블록, 좌측 상단 코너 블록, 좌측 하단 코너 블록 및 상기 현재 블록에 대한 동일 위치 블록(co-located block)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인터 예측 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 후보 블록 리스트는,
    상기 현재 블록의 좌측에 인접한 주변 블록 중 최하단에 위치한 블록, 상기 현재 블록의 상단에 인접한 주변 블록 중 최우측에 위치한 블록, 상기 현재 블록의 우측 상단 코너 블록, 좌측 상단 코너 블록, 좌측 하단 코너 블록 및 상기 현재 블록에 대한 동일 위치 블록으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인터 예측 방법.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 도출된 움직임 정보는,
    L0 움직임 정보, L1 움직임 정보 및 Bi 움직임 정보 중 하나인 인터 예측 방법.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호가 존재하지 않는 경우에,
    상기 모드 정보 복호화 단계에서는 루마(luma) 성분에 대한 레지듀얼 값 및 크로마(chroma) 성분에 대한 레지듀얼 값을 0으로 도출하는 것을 특징으로 하는 인터 예측 방법.
  8. 청구항 2에 있어서, 상기 모드 정보 복호화 단계에서는,
    상기 레지듀얼 플래그 정보를 상기 머지 플래그 정보보다 먼저 복호화하는 것을 특징으로 하는 인터 예측 방법.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 모드 정보 복호화 단계에서는,
    상기 머지 플래그 정보를 상기 레지듀얼 플래그 정보보다 먼저 복호화하고,
    상기 레지듀얼 플래그 정보는 상기 복호화된 머지 플래그 정보가 상기 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드임을 지시하는 경우에만 복호화하는 것을 특징으로 하는 인터 예측 방법.
  10. 현재 블록의 인터 예측에 관한 모드 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신된 모드 정보를 복호화하는 단계;
    상기 복호화된 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 예측 블록을 이용하여 복원 블록을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 모드 정보는, 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호가 존재하는지 여부를 지시하는 레지듀얼 플래그 정보 및 상기 현재 블록에 대한 예측 모드가 머지 모드인지 여부를 지시하는 머지 플래그 정보를 포함하는 영상 복호화 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 인터 예측 수행 단계는,
    상기 복호화된 모드 정보를 이용하여, 후보 블록 리스트를 구성하는 복수의 후보 블록 중에서, 상기 현재 블록의 움직임 정보 도출에 사용되는 블록을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 블록을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 후보 블록 리스트는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호의 존재 여부에 관계 없이 동일하게 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 후보 블록 리스트는,
    상기 현재 블록에 인접한 좌측 주변 블록, 상기 현재 블록에 인접한 상단 주변 블록, 상기 현재 블록의 우측 상단 코너 블록, 좌측 상단 코너 블록, 좌측 하단 코너 블록 및 상기 현재 블록에 대한 동일 위치 블록(co-located block)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 후보 블록 리스트는,
    상기 현재 블록의 좌측에 인접한 주변 블록 중 최하단에 위치한 블록, 상기 현재 블록의 상단에 인접한 주변 블록 중 최우측에 위치한 블록, 상기 현재 블록의 우측 상단 코너 블록, 좌측 상단 코너 블록, 좌측 하단 코너 블록 및 상기 현재 블록에 대한 동일 위치 블록으로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  14. 청구항 10에 있어서, 상기 모드 정보 복호화 단계에서는,
    상기 레지듀얼 플래그 정보를 상기 머지 플래그 정보보다 먼저 복호화하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
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