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WO2020017861A1 - 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 예측을 위한 인터 예측 방법 및 그 장치 - Google Patents

서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 예측을 위한 인터 예측 방법 및 그 장치 Download PDF

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WO2020017861A1
WO2020017861A1 PCT/KR2019/008760 KR2019008760W WO2020017861A1 WO 2020017861 A1 WO2020017861 A1 WO 2020017861A1 KR 2019008760 W KR2019008760 W KR 2019008760W WO 2020017861 A1 WO2020017861 A1 WO 2020017861A1
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WO
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block
current block
motion information
information candidate
size
Prior art date
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PCT/KR2019/008760
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장형문
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엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to KR1020217001658A priority patent/KR102545728B1/ko
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    • H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
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    • H04N19/18—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a set of transform coefficients
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Definitions

  • the present invention relates to an image coding technique, and more particularly, to an inter prediction method and apparatus for predicting temporal motion information in sub-block units in an image coding system.
  • VR Virtual Reality
  • AR Artificial Realtiy
  • holograms video / videos having video characteristics different from real video such as game video are increasing. Broadcasting for is increasing.
  • a high-efficiency image / video compression technique is required to effectively compress, transmit, store, and reproduce information of high resolution and high quality images / videos having various characteristics as described above.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving image coding efficiency.
  • Another technical problem of the present invention is to provide an efficient inter prediction method and apparatus.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for improving prediction performance by deriving a subblock-based temporal motion vector.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for reducing the loss of compression performance compared to hardware complexity improvement by adjusting a subblock size in deriving a subblock-based temporal motion vector.
  • an image decoding method performed by a decoding apparatus may include determining whether temporal motion information candidates in sub-block units can be derived based on the size of the current block, and deriving temporal motion information candidates in sub-block units for the current block. Constructing a motion information candidate list for the current block based on a motion information candidate, and generating predictive samples of the current block by deriving motion information of the current block based on the motion information candidate list.
  • the temporal motion information candidate in the sub-block unit for the current block is derived based on motion vectors in the sub-block unit of a corresponding block located corresponding to the current block in a reference picture. Is the motion of the spatial neighboring block of the current block
  • the reference picture is derived based on a vector.
  • an image encoding method performed by an encoding apparatus may include determining whether temporal motion information candidates in sub-block units can be derived based on the size of the current block, and deriving temporal motion information candidates in sub-block units for the current block. Constructing a motion information candidate list for the current block based on a motion information candidate; deriving motion information of the current block based on the motion information candidate list to generate predictive samples of the current block; Deriving residual samples based on the predictive samples of the block, and encoding information about the residual samples, wherein the temporal motion information candidate in units of subblocks for the current block is selected from a reference picture. A corresponding block located in correspondence with the current block and a corresponding block is derived from the reference picture based on a motion vector of a spatial neighboring block of the current block.
  • the overall video / video compression efficiency can be improved.
  • the efficiency of image coding based on inter prediction can be increased, and the amount of data required to transmit the residual signal can be reduced through efficient inter prediction.
  • the performance and efficiency of inter prediction can be improved by efficiently inducing temporal motion vector information in units of subblocks according to the current block size.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video / image coding system to which the present invention may be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video / video encoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video / video decoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • FIG. 4 is a flowchart schematically illustrating an inter prediction method.
  • FIG. 5 is a flowchart for schematically describing a method of configuring a motion information candidate in inter prediction
  • FIG. 6 exemplarily shows a spatial neighboring block and a temporal neighboring block of a current block used to construct a motion information candidate.
  • FIG. 7 illustrates a spatial neighboring block that may be used to derive a temporal motion information candidate (ATMVP candidate) in inter prediction.
  • ATMVP candidate temporal motion information candidate
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a method of deriving a subblock-based temporal motion information candidate (ATMVP candidate) in inter prediction.
  • ATMVP candidate subblock-based temporal motion information candidate
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a method for deriving a subblock based temporal motion candidate (ATMVP-ext candidate) in inter prediction.
  • ATMVP-ext candidate subblock based temporal motion candidate
  • FIG. 10 is a flowchart schematically illustrating an inter prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 and 12 are diagrams for describing a process of deriving a motion vector in units of a current block from a corresponding block of a reference picture
  • FIG. 13 is a diagram of deriving a motion vector in units of subblocks of a current block from a corresponding block of a reference picture. It is a figure for demonstrating a process.
  • FIG. 14 is a view for explaining an embodiment in which a restricted region is applied when deriving an ATMVP candidate.
  • 15 is a flowchart schematically illustrating an image encoding method by an encoding apparatus according to the present invention.
  • 16 is a flowchart schematically illustrating an image decoding method by a decoding apparatus according to the present invention.
  • FIG. 17 exemplarily shows a structure diagram of a content streaming system to which the present invention is applied.
  • each configuration in the drawings described in the present invention are shown independently for the convenience of description of the different characteristic functions, it does not mean that each configuration is implemented in separate hardware or separate software.
  • 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.
  • VVC Versatile Video Coding
  • HEVC High Efficiency Video Coding
  • EVC essential video coding
  • video may refer to a set of images over time.
  • a picture generally refers to a unit representing one image in a specific time zone, and a slice / tile is a unit constituting a part of a picture in coding.
  • the slice / tile may comprise one or more coding tree units (CTUs).
  • CTUs coding tree units
  • One picture may consist of one or more slices / tiles.
  • One picture may consist of one or more tile groups.
  • One tile group may include one or more tiles.
  • a pixel or a pel may refer to a minimum unit constituting one picture (or image). Also, 'sample' may be used as a term corresponding to a pixel.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, and may represent only a pixel / pixel value of a luma component or only a pixel / pixel value of a chroma component.
  • a unit may represent a basic unit of image processing.
  • the unit may include at least one of a specific region of the picture and information related to the region.
  • One unit may include one luma block and two chroma (ex. Cb, cr) blocks.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as block or area in some cases.
  • an M ⁇ N block may include samples (or sample arrays) or a set (or array) of transform coefficients of M columns and N rows.
  • a / B / C may mean” at least one of A, B, and / or C.
  • Also A / B / C “may mean” at least one of A, B, and / or C.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video / image coding system to which the present invention may be applied.
  • a video / image coding system may include a source device and a receiving device.
  • the source device may transmit the encoded video / image information or data to the receiving device through a digital storage medium or a network in the form of a file or streaming.
  • the source device may include a video source, an encoding apparatus, and a transmitter.
  • the receiving device may include a receiving unit, a decoding apparatus and a renderer.
  • the encoding device may be called a video / image encoding device, and the decoding device may be called a video / image decoding device.
  • the transmitter may be included in the encoding device.
  • the receiver may be included in the decoding device.
  • the renderer may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source may acquire the video / image through a process of capturing, synthesizing, or generating the video / image.
  • the video source may comprise a video / image capture device and / or a video / image generation device.
  • the video / image capture device may include, for example, one or more cameras, video / image archives including previously captured video / images, and the like.
  • Video / image generation devices may include, for example, computers, tablets and smartphones, and may (electronically) generate video / images.
  • a virtual video / image may be generated through a computer or the like. In this case, the video / image capturing process may be replaced by a process of generating related data.
  • the encoding device may encode the input video / image.
  • the encoding apparatus may perform a series of procedures such as prediction, transform, and quantization for compression and coding efficiency.
  • the encoded data (encoded video / image information) may be output in the form of a bitstream.
  • the transmitter may transmit the encoded video / video information or data output in the form of a bitstream to the receiver of the receiving device through a digital storage medium or a network in the form of a file or streaming.
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD, and the like.
  • the transmission unit may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast / communication network.
  • the receiver may receive / extract the bitstream and transmit the received bitstream to the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may decode the video / image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoding apparatus.
  • the renderer may render the decoded video / image.
  • the rendered video / image may be displayed through the display unit.
  • the video encoding apparatus may include an image encoding apparatus.
  • the encoding apparatus 200 may include an image partitioner 210, a predictor 220, a residual processor 230, an entropy encoder 240, It may be configured to include an adder 250, a filter 260, and a memory 270.
  • the predictor 220 may include an inter predictor 221 and an intra predictor 222.
  • the residual processor 230 may include a transformer 232, a quantizer 233, a dequantizer 234, and an inverse transformer 235.
  • the residual processor 230 may further include a subtractor 231.
  • the adder 250 may be called a reconstructor or a recontructged block generator.
  • the image splitter 210, the predictor 220, the residual processor 230, the entropy encoder 240, the adder 250, and the filter 260 may include at least one hardware component (for example, an encoder chipset or processor).
  • the memory 270 may include a decoded picture buffer (DPB) or may be configured by a digital storage medium.
  • the hardware component may further include the memory 270 as an internal / external component.
  • the image divider 210 may divide an input image (or a picture or a frame) input to the encoding apparatus 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit may be recursively divided according to a quad-tree binary-tree ternary-tree (QTBTTT) structure from a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU).
  • QTBTTT quad-tree binary-tree ternary-tree
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure, a binary tree structure, and / or a ternary structure.
  • the quad tree structure may be applied first and the binary tree structure and / or ternary structure may be applied later.
  • the binary tree structure may be applied first.
  • the coding procedure according to the present invention may be performed based on the final coding unit that is no longer split.
  • the maximum coding unit may be used as the final coding unit immediately based on coding efficiency according to the image characteristic, or if necessary, the coding unit is recursively divided into coding units of lower depths and optimized.
  • a coding unit of size may be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include a procedure of prediction, transform, and reconstruction, which will be described later.
  • the processing unit may further include a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be partitioned or partitioned from the last coding unit described above, respectively.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transformation unit may be a unit for deriving a transform coefficient and / or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • an M ⁇ N block may represent a set of samples or transform coefficients composed of M columns and N rows.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, and may represent only a pixel / pixel value of a luma component or only a pixel / pixel value of a chroma component.
  • a sample may be used as a term corresponding to one picture (or image) for a pixel or a pel.
  • the subtractor 231 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction samples, or prediction sample array) output from the prediction unit 220 from the input image signal (the original block, the original samples, or the original sample array).
  • a signal residual block, residual samples or residual sample array
  • the prediction unit 220 may predict a block to be processed (hereinafter, referred to as a current block) and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit 220 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied on a current block or CU basis.
  • the prediction unit may generate various information related to prediction, such as prediction mode information, and transmit the generated information to the entropy encoding unit 240.
  • the information about the prediction may be encoded in the entropy encoding unit 240 and output in the form of a bitstream.
  • the intra predictor 222 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart according to the prediction mode.
  • the prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • Non-directional mode may include, for example, DC mode and planner mode (Planar mode).
  • the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes depending on the degree of detail of the prediction direction. However, as an example, more or less number of directional prediction modes may be used depending on the setting.
  • the intra predictor 242 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 221 may derive the predicted block for the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture.
  • the motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of the motion information between the neighboring block and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated CU (colCU), or the like, and a reference picture including the temporal neighboring block is called a collocated picture (colPic). It may be.
  • the inter prediction unit 221 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks, and provides information indicating which candidate is used to derive the motion vector and / or reference picture index of the current block. Can be generated. Inter prediction may be performed based on various prediction modes.
  • the inter prediction unit 221 may use motion information of a neighboring block as motion information of a current block.
  • the residual signal may not be transmitted.
  • MVP motion vector prediction
  • the motion vector of the neighboring block is used as a motion vector predictor, and the motion vector of the current block is signaled by signaling a motion vector difference. Can be directed.
  • the prediction unit 220 may generate a prediction signal based on various prediction methods described below.
  • the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction to predict one block, and may simultaneously apply intra prediction and inter prediction. This may be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) to predict a block.
  • the intra block copy may be used for content video / video coding of a game or the like, for example, screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • the IBC basically performs prediction in the current picture but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived in the current picture. That is, the IBC can use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • the prediction signal generated by the inter predictor 221 and / or the intra predictor 222 may be used to generate a reconstruction signal or may be used to generate a residual signal.
  • the transformer 232 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transformation technique may include a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a graph-based transform (GBT), a conditionally non-linear transform (CNT), and the like.
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine transform
  • GBT graph-based transform
  • CNT conditionally non-linear transform
  • GBT means a conversion obtained from this graph when the relationship information between pixels is represented by a graph.
  • the CNT refers to a transform that is generated based on and generates a prediction signal by using all previously reconstructed pixels.
  • the conversion process may be applied to pixel blocks having the same size as the square, or may be applied to blocks of variable size rather than square.
  • the quantization unit 233 quantizes the transform coefficients and transmits them to the entropy encoding unit 240.
  • the entropy encoding unit 240 encodes the quantized signal (information about the quantized transform coefficients) and outputs the bitstream. have.
  • the information about the quantized transform coefficients may be referred to as residual information.
  • the quantization unit 233 may rearrange block quantized transform coefficients into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and quantize the quantized transform coefficients based on the quantized transform coefficients in the one-dimensional vector form. Information about transform coefficients may be generated.
  • the entropy encoding unit 240 may perform various encoding methods such as, for example, exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC), and the like.
  • the entropy encoding unit 240 may encode information necessary for video / image reconstruction other than quantized transform coefficients (for example, values of syntax elements) together or separately.
  • the encoded information (eg, encoded video / picture information) may be transmitted or stored in units of NALs (network abstraction layer) in the form of a bitstream.
  • the video / image information may further include information about various parameter sets such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video / image information may further include general constraint information.
  • Signaling / transmitted information and / or syntax elements described later in this document may be encoded and included in the bitstream through the above-described encoding procedure.
  • the bitstream may be transmitted over a network or may be stored in a digital storage medium.
  • the network may include a broadcasting network and / or a communication network
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD, and the like.
  • the signal output from the entropy encoding unit 240 may include a transmitting unit (not shown) for transmitting and / or a storing unit (not shown) for storing as an internal / external element of the encoding apparatus 200, or the transmitting unit It may be included in the entropy encoding unit 240.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 233 may be used to generate a prediction signal.
  • the inverse quantization and inverse transform may be applied to the quantized transform coefficients through the inverse quantization unit 234 and the inverse transform unit 235 to reconstruct the residual signal (residual block or residual samples).
  • the adder 250 may generate a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed samples or reconstructed sample array) by adding the reconstructed residual signal to the predicted signal output from the predictor 220. . If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as the reconstructed block.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of the next block to be processed in the current picture, and may be used for inter prediction of the next picture through filtering as described below.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 260 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstruction signal. For example, the filtering unit 260 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and output the modified reconstructed picture to the memory 270, specifically, the DPB of the memory 270. Can be stored in The various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, a sample adaptive offset (SAO), an adaptive loop filter, a bilateral filter, and the like. The filtering unit 260 may generate various information related to the filtering and transmit the generated information to the entropy encoding unit 290 as described later in each filtering method. The filtering information may be encoded in the entropy encoding unit 290 and output in the form of a bitstream.
  • SAO sample adaptive offset
  • the filtering unit 260 may generate various information related to the filtering and transmit the generated information to the entropy encoding unit 290 as described later in each filtering method.
  • the filtering information may be encode
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 270 may be used as the reference picture in the inter predictor 280.
  • the encoding apparatus may avoid prediction mismatch between the encoding apparatus 200 and the decoding apparatus, and may improve encoding efficiency.
  • the DPB of the memory 270 may store the modified reconstructed picture for use as a reference picture in the inter predictor 221.
  • the memory 270 may store the motion information of the block from which the motion information in the current picture is derived (or encoded) and / or the motion information of the blocks in the picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter predictor 221 in order to use the motion information of the spatial neighboring block or the motion information of the temporal neighboring block.
  • the memory 270 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and transfer the reconstructed samples to the intra predictor 222.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video / video decoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • the decoding apparatus 300 includes an entropy decoder 310, a residual processor 320, a predictor 330, an adder 340, and a filtering unit. and a filter 350 and a memory 360.
  • the predictor 330 may include an inter predictor 331 and an intra predictor 332.
  • the residual processor 320 may include a dequantizer 321 and an inverse transformer 321.
  • the entropy decoding unit 310, the residual processing unit 320, the predicting unit 330, the adder 340, and the filtering unit 350 may be a hardware component (for example, a decoder chipset or a processor) according to an exemplary embodiment. It can be configured by).
  • the memory 360 may include a decoded picture buffer (DPB) or may be configured by a digital storage medium.
  • the hardware component may further include the memory 360 as an internal / external component.
  • the decoding apparatus 300 may reconstruct an image corresponding to a process in which video / image information is processed in the encoding apparatus of FIG. 2. For example, the decoding apparatus 300 may derive units / blocks based on block division related information obtained from the bitstream. The decoding apparatus 300 may perform decoding using a processing unit applied in the encoding apparatus.
  • the processing unit of decoding may be a coding unit, for example, and the coding unit may be divided along the quad tree structure, binary tree structure and / or ternary tree structure from the coding tree unit or the largest coding unit.
  • One or more transform units may be derived from the coding unit.
  • the reconstructed video signal decoded and output through the decoding apparatus 300 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoding apparatus 300 may receive a signal output from the encoding apparatus of FIG. 2 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 310.
  • the entropy decoding unit 310 may parse the bitstream to derive information (eg, video / image information) necessary for image reconstruction (or picture reconstruction).
  • the video / image information may further include information about various parameter sets such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video / image information may further include general constraint information.
  • the decoding apparatus may further decode the picture based on the information about the parameter set and / or the general restriction information.
  • Signaling / received information and / or syntax elements described later in this document may be decoded through the decoding procedure and obtained from the bitstream.
  • the entropy decoding unit 310 decodes the information in the bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, quantized values of syntax elements required for image reconstruction, and transform coefficients for residuals Can be output. More specifically, the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and decodes syntax element information and decoding information of neighboring and decoding target blocks or information of symbols / bins decoded in a previous step.
  • the context model may be determined using the context model, the probability of occurrence of a bin may be predicted according to the determined context model, and arithmetic decoding of the bin may be performed to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model by using the information of the decoded symbol / bin for the context model of the next symbol / bin after determining the context model.
  • the information related to the prediction among the information decoded by the entropy decoding unit 310 is provided to the prediction unit 330, and information about the residual on which entropy decoding is performed by the entropy decoding unit 310, that is, quantized transform coefficients and The relevant parameter information may be input to the inverse quantization unit 321.
  • information on filtering among the information decoded by the entropy decoding unit 310 may be provided to the filtering unit 350.
  • a receiver (not shown) for receiving a signal output from the encoding apparatus may be further configured as an internal / external element of the decoding apparatus 300, or the receiver may be a component of the entropy decoding unit 310.
  • the decoding apparatus may be called a video / image / picture decoding apparatus, and the decoding apparatus may be divided into an information decoder (video / image / picture information decoder) and a sample decoder (video / image / picture sample decoder). It may be.
  • the information decoder may include the entropy decoding unit 310, and the sample decoder may include the inverse quantizer 321, an inverse transformer 322, a predictor 330, an adder 340, and a filter ( 350 and memory 360.
  • the inverse quantizer 321 may dequantize the quantized transform coefficients and output the transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 321 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a two-dimensional block. In this case, the reordering may be performed based on the coefficient scan order performed in the encoding apparatus.
  • the inverse quantization unit 321 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients using a quantization parameter (for example, quantization step size information), and may obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter for example, quantization step size information
  • the inverse transformer 322 inversely transforms the transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit 330 may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples of the current block.
  • the prediction unit 330 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the information about the prediction output from the entropy decoding unit 310, and determine a specific intra / inter prediction mode. Can be.
  • the prediction unit 330 may generate a prediction signal based on various prediction methods described below. For example, the prediction unit 330 may not only apply intra prediction or inter prediction to predict one block but also simultaneously apply intra prediction and inter prediction. This may be called combined inter and intra prediction (CIIP). In addition, the prediction unit 330 may perform intra block copy (IBC) to predict a block.
  • the intra block copy may be used for content video / video coding of a game or the like, for example, screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • the IBC basically performs prediction in the current picture but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived in the current picture. That is, the IBC can use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • the intra predictor 332 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart according to the prediction mode.
  • the prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the intra predictor 332 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 331 may derive the predicted block for the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture.
  • the motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of the motion information between the neighboring block and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the inter prediction unit 331 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks and derive a motion vector and / or a reference picture index of the current block based on the received candidate selection information.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes, and the information about the prediction may include information indicating a mode of inter prediction for the current block.
  • the adder 340 generates a reconstruction signal (restored picture, reconstruction block, reconstructed sample array) by adding the obtained residual signal to the predicted signal (predicted block, predicted sample array) output from the predictor 330. Can be. If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as the reconstructed block.
  • the adder 340 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of the next block to be processed in the current picture, may be output through filtering as described below, or may be used for inter prediction of the next picture.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filter 350 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstruction signal.
  • the filtering unit 350 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and output the modified reconstructed picture to the memory 360, specifically, a DPB of the memory 360. Can be sent to.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, a sample adaptive offset, an adaptive loop filter, a bilateral filter, and the like.
  • the (modified) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 360 may be used as the reference picture in the inter predictor 331.
  • the memory 360 may store the motion information of the block from which the motion information in the current picture is derived (or decoded) and / or the motion information of the blocks in the picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 331 to use the motion information of the spatial neighboring block or the motion information of the temporal neighboring block.
  • the memory 360 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and transfer the reconstructed samples to the intra predictor 332.
  • the embodiments described in the predicting unit 330, the inverse quantization unit 321, the inverse transform unit 322, the filtering unit 350, and the like of the decoding device 300 are respectively predicted by the predictor ( 220, the inverse quantization unit 234, the inverse transform unit 235, and the filtering unit 260 may be applied to the same or corresponding.
  • a predicted block including prediction samples for the current block which is a coding target block
  • the predicted block includes prediction samples in the spatial domain (or pixel domain).
  • the predicted block is derived in the same way from the encoding device and the decoding device, and the encoding device signals information (residual information) about the residual between the original block and the predicted block to the decoding device, not the original sample value itself of the original block.
  • Image coding efficiency can be improved.
  • the decoding apparatus may derive a residual block including the residual samples based on the residual information, generate the reconstructed block including the reconstructed blocks by combining the residual block and the predicted block, and generate the reconstructed blocks. Pictures can be generated.
  • the residual information may be generated through a transform and quantization procedure.
  • the encoding apparatus derives a residual block between the original block and the predicted block, performs a transform procedure on the residual samples (residual sample array) included in the residual block, and derives transform coefficients.
  • a quantization procedure may be performed on the coefficients to derive quantized transform coefficients to signal related residual information to the decoding device (via a bitstream).
  • the residual information may include information such as value information of quantized transform coefficients, position information, a transform scheme, a transform kernel, and a quantization parameter.
  • the decoding apparatus may perform an inverse quantization / inverse transform procedure and derive residual samples (or residual blocks) based on the residual information.
  • the decoding apparatus may generate a reconstructed picture based on the predicted block and the residual block.
  • the encoding apparatus may then dequantize / inverse transform the quantized transform coefficients for reference for inter prediction of the picture to derive a residual block, and generate a reconstructed picture based thereon.
  • FIG. 4 is a flowchart schematically illustrating an inter prediction method.
  • an inter prediction method is a technique for generating predicted motion information (PMI), and includes an inter mode including a merge mode and a motion vector prediction (MVP) mode. Mode and the like.
  • the inter prediction modes such as the merge mode and the inter mode derive motion information candidates (eg, merge candidates, MVP candidates, etc.) to derive the final PMI and generate a prediction block, and then use the final PMI from the derived motion information candidates.
  • the candidate to be used is selected to signal information about the selected candidate (eg, merge index, mvp index, or mvp flag, etc.).
  • reference picture information, a motion vector difference (MVD), and the like may be additionally signaled.
  • it may be classified into a merge mode or an inter mode according to whether additional reference picture information, a motion information difference value, or the like is additionally signaled.
  • the merge mode is a method of inter prediction by signaling a merge index indicating a candidate to be used as a final PMI among merge candidates. That is, the merge mode may generate predicted samples (prediction blocks) of the current block using motion information of the merge candidate indicated by the merge index among the merge candidates. Thus, merge mode does not require additional syntax information other than the merge index to derive the final PMI.
  • the inter mode is an inter prediction method of additionally signaling a motion information difference value (MVD) together with an mvp flag (mvp index) indicating a candidate to be used as a final PMI among MVP candidates. That is, the inter mode derives the final PMI based on the motion vector and the motion information difference value (MVD) of the MVP candidate indicated by the mvp flag (mvp index) among the MVP candidates, and uses the final PMI to predict the sample of the current block. (Prediction blocks) can be generated.
  • MVD motion information difference value
  • MVP index indicating a candidate to be used as a final PMI among MVP candidates. That is, the inter mode derives the final PMI based on the motion vector and the motion information difference value (MVD) of the MVP candidate indicated by the mvp flag (mvp index) among the MVP candidates, and uses the final PMI to predict the sample of the current block. (Prediction blocks) can be generated.
  • FIG. 5 is a flowchart for schematically describing a method of configuring a motion information candidate in inter prediction
  • FIG. 6 exemplarily shows a spatial neighboring block and a temporal neighboring block of a current block used to construct a motion information candidate.
  • the encoding device / decoding device may derive a spatial motion information candidate based on the spatial neighboring blocks of the current block (S500).
  • the spatial neighboring blocks refer to neighboring blocks located in the vicinity of the current block 600 that is the target of performing the current inter prediction, and the neighboring blocks or the current located near the left side of the current block 600. It may include peripheral blocks located around the upper side of the block 600.
  • the spatial neighboring block may include a lower left corner peripheral block, a left peripheral block, a right upper corner peripheral block, an upper peripheral block, and an upper left corner peripheral block of the current block 600.
  • spatial peripheral blocks are shown as "S".
  • the encoding device / decoding device determines the spatial neighboring blocks of the current block (eg, lower left corner peripheral block, left peripheral block, upper right corner peripheral block, upper peripheral block, upper left corner peripheral block) in a predetermined order.
  • the available neighboring blocks may be detected, and motion information of the detected neighboring blocks may be derived as a candidate for spatial motion information.
  • the encoding device / decoding device may derive the temporal motion information candidate based on the temporal neighboring block of the current block (S510).
  • a temporal neighboring block is a block located on a picture different from the current picture including the current block (ie, a reference picture), and refers to a block located at the same position as the current block within the reference picture.
  • the reference picture may be before or after the current picture on a picture order count (POC).
  • a reference picture used in derivation of a temporal neighboring block may be referred to as a collocated picture.
  • a block of the same position may indicate a block located in the position in the col picture corresponding to the position of the current block, it may be referred to as a col block.
  • the temporal neighboring block may be a block of the lower right corner peripheral block and / or col block of the col block located corresponding to the current block 600 in the reference picture (ie, the col picture), as shown in FIG. 6. It may include a center lower right block.
  • temporal neighboring blocks are shown as "T".
  • the encoding device / decoding device searches the temporal neighboring blocks (eg, the lower right corner of the col block, the center lower right block of the col block) of the current block in a predetermined order to detect available blocks.
  • the motion information of the detected block may be derived as a temporal motion information candidate.
  • Such a technique using temporal neighboring blocks may be referred to as temporal motion vector prediction (TMVP).
  • the encoding device / decoding device may construct a motion information candidate list based on the current candidates (spatial motion information candidate and temporal motion information candidate) derived above.
  • the encoding apparatus / decoding apparatus compares the maximum candidate number necessary for constructing the motion information candidate list based on the number of the current candidates (spatial motion information candidate and / or temporal motion information candidate) derived above, and compares the result with the maximum number of candidates. Accordingly, when the number of current candidates is smaller than the maximum number of candidates, a combined bi-predictive candidate and a zero vector candidate may be added to the motion information candidate list (S520 and S530).
  • the maximum number of candidates may be predefined or signaled from the encoding device to the decoding device.
  • a temporal motion information candidate derived based on temporal similarity and a spatial motion information candidate derived based on spatial similarity are used.
  • the TMVP method of deriving the motion information candidate using the temporal neighboring block uses the motion information of the col block in the reference picture corresponding to the lower right corner sample position of the current block or the center lower right sample position of the current block. It may not reflect the movement in the screen.
  • an adaptive temporal motion vector prediction may be used as a method for improving the existing TMVP method.
  • ATMVP is a method of correcting temporal similarity information considering spatial similarity.
  • the ATMVP is derived from a col block based on the position indicated by the motion vector of the spatial neighboring block, and the motion vector of the derived col block is used as a candidate for temporal motion information (ie, ATMVP candidate). ) Is used. As described above, the ATMVP derives the col block using the spatial neighboring block, thereby increasing the accuracy of the col block more than the conventional TMVP method.
  • FIG. 7 illustrates a spatial neighboring block that may be used to derive a temporal motion information candidate (ATMVP candidate) in inter prediction.
  • ATMVP candidate temporal motion information candidate
  • the inter prediction method applying ATMVP derives a temporal motion information candidate (ie, an ATMVP candidate) by deriving a col block (or a corresponding block) using a spatial neighboring block of the current block. Can be configured.
  • a spatial peripheral block in the ATMVP mode, includes a lower left corner peripheral block A0, a left peripheral block A1, a right upper corner peripheral block B0, an upper peripheral block B1, and an upper left corner of the current block. It may include at least one of the corner peripheral block (B2).
  • the spatial neighboring block may further include other neighboring blocks other than the neighboring block shown in FIG. 7, or may not include a specific neighboring block among the neighboring blocks shown in FIG. 7.
  • the spatial neighboring block may include only a specific neighboring block, for example, only the left neighboring block A1 of the current block.
  • the encoding device / decoding device detects the motion vector of the first available spatial neighboring block while searching the spatial neighboring block according to a predetermined search order in constructing a temporal motion information candidate.
  • a block at a position indicated by a motion vector of the spatial neighboring block in the reference picture may be designated as a col block (ie, a corresponding block).
  • availability of the spatial neighboring block may be determined based on reference picture information, prediction mode information, location information, and the like of the spatial neighboring block. For example, when the reference picture of the spatial neighboring block is the same as the reference picture of the current block, the corresponding spatial neighboring block may be determined to be available. Or, if the spatial neighboring block is coded in the intra prediction mode or if the spatial neighboring block is located outside the current picture / tile, it may be determined that the spatial neighboring block is not available.
  • search order of spatial neighboring blocks may be defined in various ways, for example, A1, B1, B0, A0, B2. Alternatively, only A1 may be searched to determine whether A1 is available.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a method of deriving a subblock-based temporal motion information candidate (ATMVP candidate) in inter prediction.
  • ATMVP candidate subblock-based temporal motion information candidate
  • the ATMVP mode can derive the temporal motion information candidate in sub-block units with respect to the current block.
  • a temporal motion information candidate (ATMVP candidate) may be configured by dividing a current block into subblocks to derive motion vectors of a corresponding block for each subblock.
  • the ATMVP candidate since the ATMVP candidate is derived based on the motion vectors in the subblock unit, it may be called a subblock-based temporal motion vector prediction (sbTMVP) candidate.
  • sbTMVP subblock-based temporal motion vector prediction
  • the encoding apparatus / decoding apparatus may specify a corresponding block located corresponding to the current block in the reference picture based on the spatial neighboring blocks of the current block.
  • the encoding apparatus / decoding apparatus may derive the motion vectors in the sub-block unit for the corresponding block, and use the motion vectors in the sub-block unit (ie, ATMVP candidate) for the current block.
  • scaling may be applied to the motion vectors of the subblock unit of the corresponding block to derive the motion vectors of the subblock unit of the current block. The scaling may be performed based on a temporal distance difference between the reference picture of the corresponding block and the reference picture of the current block.
  • a motion vector of a block located at the center of the corresponding block may be used for a specific subblock in which the motion vector does not exist, and it may be stored as a representative motion vector.
  • the block located in the center of the corresponding block may refer to a block including a lower right sample of the center of the corresponding block.
  • the lower right sample at the center of the corresponding block may refer to a sample located at the lower right side among four samples positioned at the center of the corresponding block.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a method for deriving a subblock based temporal motion candidate (ATMVP-ext candidate) in inter prediction.
  • ATMVP-ext candidate subblock based temporal motion candidate
  • ATMVP-ext mode is a method for improving the existing TMVP, like ATMVP, and is implemented by extending ATMVP.
  • the ATMVP-ext mode can construct a temporal motion information candidate (ie, ATMVP-ext candidate) by deriving a motion vector in subblock units based on two spatial neighboring blocks and two temporal neighboring blocks for the current block.
  • the current block may be divided into subblocks 0 to 15.
  • the motion vector for the subblock (0) of the current block is a motion vector of the available block among the temporal neighboring blocks corresponding to the positions of the spatial neighboring blocks (L-0, A-0) and the subblocks (1, 4). Can be derived by calculating the average of these motion vectors. In this case, when only some of the four blocks (that is, two spatial neighboring blocks and two temporal neighboring blocks) are available, the average value of the motion vectors of the available blocks is calculated to calculate a mean value for the subblock 0 of the current block. Can be used as a motion vector.
  • the reference picture index may be fixed to 0 and used.
  • the other subblocks 1 to 15 in the current block may also derive a motion vector through the same process as the subblock 0.
  • the temporal motion information candidate derived using the above-described ATMVP or ATMVP-ext may be included in a motion information candidate list (for example, a merge candidate list, an MVP candidate list, and a subblock merge candidate list).
  • a motion information candidate list for example, a merge candidate list, an MVP candidate list, and a subblock merge candidate list.
  • the number of merge candidates may be increased to use the ATMVP scheme. In this case, additional syntax may be applied without being used.
  • the maximum number of merge candidates included in the sequence parameter set (SPS) may be changed from five to six.
  • the availability of merge candidates is checked in the order of ⁇ A1, B1, B0, A0, B2, Combined bi-pred, Zero vector ⁇ in order to sequentially select five available merge candidates from the merge candidate list.
  • A1, B1, B0, A0, and B2 may represent spatial peripheral blocks as shown in FIG. 7.
  • the ATMVP method it checks the availability of the merge candidates in the order of ⁇ A1, B1, B0, A0, ATMVP, B2, Combined bi-pred, Zero vector ⁇ and merges 6 available merge candidates sequentially. Can be added to the candidate list.
  • the motion information candidate list may be configured by increasing the number of merge candidates. For example, if both ATMVP candidates and ATMVP-ext candidates are used, the maximum number of merge candidates may be set to seven, where the availability check of the merge candidate list is ⁇ A1, B1, B0, A0, ATMVP, ATMVP- Ext, B2, Combined bi-pred, Zero vector ⁇ order.
  • FIG. 10 is a flowchart schematically illustrating an inter prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • the method of FIG. 10 may be performed by the encoding apparatus 200 of FIG. 2 and the decoding apparatus 300 of FIG. 3.
  • the encoding device / decoding device may generate predictive samples (prediction blocks) by applying an inter prediction mode such as a merge mode, an MVP (or AMVP) mode, to the current block. For example, when the merge mode is applied, the encoding device / decoding device may derive a merge candidate to construct a merge candidate list. Alternatively, when the MVP (or AMVP) mode is applied, the encoding device / decoding device may derive an MVP (or AMVP) candidate to form an MVP (or AMVP) candidate list.
  • a motion information candidate list eg, a merge candidate list, an MVP candidate list, etc.
  • motion information in sub-block units can be derived and used as a motion information candidate. This will be described in detail with reference to FIG. 10.
  • the encoding apparatus / decoding apparatus may derive the spatial motion information candidate based on the spatial neighboring block of the current block and add it to the motion information candidate list (S1000). This process may be performed in the same manner as step S500 of FIG. 5, and since it has been described with reference to FIGS. 5 and 6, a detailed description thereof will be omitted.
  • the encoding device / decoding device may determine whether a temporal motion information candidate in sub-block units can be derived based on the size of the current block (S1010).
  • the encoding device / decoding device may determine whether temporal motion information candidates in subblock units can be derived for the current block according to whether the size of the current block is smaller than the minimum subblock size MIN_SUB_BLOCK_SIZE. have.
  • the minimum subblock size may be predetermined, for example, 8x8 size may be predefined.
  • the 8x8 size is just one example and may be defined as another size in consideration of hardware performance or coding efficiency of the encoder / decoder.
  • the minimum subblock size may be 8x8 or more in size and may be set to a size smaller than 8x8.
  • information about the minimum subblock size may be signaled from the encoding device to the decoding device.
  • the encoding device / decoding device determines that temporal motion information candidate in sub-block units can be derived for the current block, and temporal motion information candidate in sub-block units for the current block. May be derived and added to the motion information candidate list (S1020).
  • the encoding device / decoding device divides the current block into subblocks of fixed size, and the current block.
  • a temporal motion information candidate in units of subblocks for the current block may be derived based on the motion vectors of the subblocks in the corresponding block corresponding to the subblocks in the subblock.
  • the temporal motion information candidate in the sub-block unit with respect to the current block is a motion vector in the sub-block unit of the corresponding block (or col block) located corresponding to the current block in the reference picture (or col picture).
  • the corresponding block may be derived from the reference picture based on the motion vector of the spatial neighboring block of the current block.
  • the position of the corresponding block in the reference picture may be specified by the upper left sample of the corresponding block, and the upper left sample position of the corresponding block is moved from the upper left sample position of the current block on the reference picture by the motion vector of the spatial neighboring block. May correspond to a location.
  • the size (width / height) of the corresponding block may be equal to the size (width / height) of the current block.
  • the spatial neighboring block is checked for availability based on neighboring blocks including at least one of a lower left corner peripheral block, a left peripheral block, a right upper corner peripheral block, an upper peripheral block, and an upper left corner peripheral block of the current block. Can be derived. Since this has been described in detail with reference to FIG. 7, detailed description thereof will be omitted.
  • the encoding device / decoding device applies the above-described ATMVP or ATMVP-ext method to the ATMVP candidate or the ATMVP-ext candidate in the sub-block unit (hereinafter,
  • the sbTMVP candidate may be derived and added to the motion information candidate list. Since the process of deriving the sbTMVP candidate has been described in detail with reference to FIGS. 8 and 9, a detailed description thereof will be omitted.
  • step S1010 when the size of the current block is smaller than the minimum subblock size, the encoding device / decoding device determines that the temporal motion information candidate in sub-block units cannot be derived for the current block, and The process of deriving the temporal motion information candidate in the subblock unit may not be performed.
  • the encoding device / decoding device determines that the size of the current block is the minimum subblock size. It may be determined that it is smaller, and thus no temporal motion information candidate in units of subblocks may be derived for the current block.
  • the encoding device / decoding device compares the maximum number of candidates required to construct a motion information candidate list based on the number of current candidates (spatial motion information candidate and temporal motion information candidate) derived above, and compares the current candidates according to the comparison result. When the number is smaller than the maximum number of candidates, a combined bi-predictive candidate and a zero vector candidate may be added to the motion information candidate list (S1030 and S1040).
  • the maximum number of candidates may be predefined or signaled from the encoding device to the decoding device.
  • a process of fetching motion vectors in units of subblocks from a corresponding block on a reference picture is required.
  • the reference picture in which the corresponding block is located is a picture that has been coded (encoded / decoded) already and is stored in a memory (ie, a DPB). Therefore, in order to acquire motion information from a reference picture stored in a memory (ie, a DPB), a process of accessing the memory and fetching the corresponding information is required.
  • FIG. 11 and 12 are diagrams for describing a process of deriving a motion vector in units of a current block from a corresponding block of a reference picture
  • FIG. 13 is a diagram of deriving a motion vector in units of subblocks of a current block from a corresponding block of a reference picture. It is a figure for demonstrating a process.
  • a corresponding block positioned corresponding to the current block may be derived from a reference picture.
  • the reference picture is already coded (encoded / decoded) and stored in the memory (ie, DPB)
  • the process of accessing the memory to fetch a temporary motion vector from a corresponding block on the reference picture is performed. do.
  • Such a memory fetch may derive a temporal motion information candidate (ie, a temporal motion vector) for the current block.
  • the temporal motion vector may be derived in the current block unit as described above, the temporal motion vector may be derived in the subblock unit with respect to the current block.
  • This is a method of deriving a temporal motion vector in sub-block units by applying the above-described ATMVP or ATMVP-ext scheme. In this case, more data must be fetched from memory.
  • FIG. 13 illustrates a case where the current block is divided into four subblocks.
  • motion vectors for four subblocks in a current block must be fetched from a memory from a corresponding block of a reference picture.
  • the size of the subblock affects the process of fetching data from memory, which may affect the encoder / decoder pipeline configuration and throughput according to hardware fetch performance.
  • the present invention proposes a method that can be used by adjusting the size of the subblock in order to avoid excessive fetch process.
  • a temporal motion vector is derived by dividing the current block in units of 4x4 subblocks.
  • the fetch process is performed in units of 4 ⁇ 4 subblocks, excessive memory access occurs and hardware complexity increases.
  • the fixed minimum subblock size is determined, and the current block is fetched with the fixed minimum subblock size, thereby reducing the loss of compression performance compared to the hardware complexity improvement.
  • the fixed minimum subblock size may be determined to be 8x8, 16x16 or 32x32. The fixed minimum subblock size proves that the experimental results show less loss of compression performance compared to hardware complexity improvement.
  • Table 1 below shows the compression performance of performing ATMVP by dividing into 4x4 subblock units.
  • Table 2 below shows the compression performance of the method of performing ATMVP by dividing into 8x8 subblock units according to an embodiment of the present invention.
  • Table 3 below shows the compression performance of the method of performing ATMVP by dividing into 16x16 subblock units according to an embodiment of the present invention.
  • Table 4 below shows the compression performance of the method of performing ATMVP by dividing into 32x32 subblock units according to an embodiment of the present invention.
  • the subblock size used to derive the ATMVP candidate as described above may be predefined or may be information signaled from the encoding apparatus to the decoding apparatus.
  • a method of signaling a subblock size according to an embodiment of the present invention will be described.
  • the information about the subblock size may be signaled at the slice level or the sequence level.
  • the default subblock size used in the ATMVP candidate derivation process may be signaled at the sequence level, and additionally, one flag information at the picture / slice level is used to indicate whether the default subblock size is used in the current slice. May be signaled.
  • the flag information is false (ie, indicating that the default subblock size is not used in the current slice)
  • the subblock size may be additionally signaled in the slice header for the picture / slice.
  • Table 5 shows an example of a syntax table signaling ATMVP mode (ie, ATMVP candidate derivation process) related information and subblock size information in a sequence parameter set.
  • Table 6 shows an example of a semantics table that defines the information represented by the syntax elements of Table 5.
  • Table 7 shows an example of a syntax table for signaling information about a subblock size in a slice header.
  • Table 8 shows an example of a semantics table that defines the information represented by the syntax elements of Table 7.
  • a flag (sps_atmvp_enabled_flag) indicating whether an ATMVP mode (ie, ATMVP candidate derivation process) is applied to a sequence parameter set may be signaled.
  • information log2_atmvp_sub_block_size_default_minus2 about the subblock size used in the ATMVP candidate derivation process may be signaled.
  • information on the subblock size (atmvp_sub_block_size_override_flag, log2_atmvp_sub_block_size_active_minus2) may be signaled in the slice header according to whether the subblock size for ATMVP candidate derivation is used at the slice level.
  • Table 9 shows an example of a syntax table for signaling information about a subblock size in a sequence parameter set.
  • Table 10 shows an example of a semantics table that defines the information represented by the syntax elements of Table 9.
  • Table 11 shows an example of a syntax table for signaling information about a subblock size in a slice header.
  • Table 12 shows an example of a semantics table that defines the information represented by the syntax elements of Table 11 above.
  • information about a subblock size (log2_atmvp_sub_block_size_default_minus2) used in the ATMVP candidate derivation process may be signaled in the sequence parameter set.
  • information on the subblock size (atmvp_sub_block_size_override_flag, log2_atmvp_sub_block_size_active_minus2) may be signaled in the slice header according to whether the subblock size for ATMVP candidate derivation is used at the slice level.
  • Table 13 shows an example of a syntax table for signaling information about a subblock size in a sequence parameter set.
  • Table 14 shows an example of a semantics table that defines the information represented by the syntax elements of Table 13.
  • Table 15 shows an example of a syntax table for signaling information about a subblock size in a slice header.
  • Table 16 shows an example of a semantics table that defines the information represented by the syntax elements of Table 15.
  • information about a subblock size (log2_atmvp_sub_block_size_default_minus2) used in the ATMVP candidate derivation process may be signaled in the sequence parameter set.
  • additional information atmvp_sub_block_size_inherit_flag on whether to use information on the subblock size (log2_atmvp_sub_block_size_default_minus2) may be signaled in the slice header.
  • the corresponding block used to derive the temporal motion information candidate (i.e., ATMVP candidate) on a sub-block basis for the current block is located in the reference picture (i.e., col picture), and the reference picture is located in the reference picture.
  • the reference picture list may be configured of reference picture list 0 (L0) and reference picture list 1 (L1).
  • Reference picture list 0 may be used in a P slice coded by unidirectional inter prediction using one reference picture, or may be used in a B slice coded by forward, reverse or bidirectional inter prediction using two reference pictures.
  • Reference picture list 1 may be used in a B slice.
  • the present invention proposes a method for simplifying an iterative process of checking the reference picture lists L0 and L1.
  • flag information indicating which reference picture (ie, col picture) used to derive an ATMVP candidate is derived from reference picture lists L0 and L1 may be used.
  • a corresponding block in the reference picture may be specified by referring to only one of the reference picture lists L0 and L1, and the motion vector of the corresponding block may be used as an ATMVP candidate.
  • the reference picture is based on the motion vector of the spatial neighboring block detected as available first.
  • the ATMVP candidate can be determined by specifying the corresponding block and deriving a motion vector of each subblock of the corresponding block. Thereafter, the availability check process for the remaining spatial neighboring blocks may be skipped.
  • a search order for checking availability of spatial neighboring blocks may be A0, B0, B1, A1, but this is just one example.
  • the spatial peripheral blocks A0, B0, A1, B1, and B2 represent the ones shown in FIG.
  • a corresponding block used for deriving an ATMVP candidate may be specified within a constrained area. This will be described with reference to FIG. 14.
  • FIG. 14 is a view for explaining an embodiment in which a restricted region is applied when deriving an ATMVP candidate.
  • a current coding tree unit in a current picture, and there may be current blocks B0, B1, and B2 that perform inter prediction by applying ATMVP in the current CTU.
  • ATMVP candidate the temporal motion information candidate
  • the corresponding block (col picture) in the reference picture (col picture) col blocks) ColB0, ColB1, ColB2
  • a restricted region may be applied to the reference picture col picture.
  • an area obtained by adding one column of 4x4 blocks to the current CTU in the reference picture may be defined as a restricted area.
  • the restricted region may mean a region obtained by adding one column of 4x4 blocks to a CTU region located on the reference picture corresponding to the current CTU.
  • the corresponding block ColB0 when the corresponding block ColB0 positioned corresponding to the current block B0 is located outside the restricted area on the reference picture, the corresponding block ColB0 may be located within the restricted area. Can be clipped to make it work. In this case, the corresponding block ColB0 may be clipped to the closest boundary of the restriction area and adjusted to the corresponding block ColB0 '.
  • the present invention proposed a condition for determining whether to derive the temporal motion information candidate in sub-block units as described above, and only if the condition is satisfied, temporal motion information in sub-block units.
  • a method for deriving candidates was proposed.
  • 15 is a flowchart schematically illustrating an image encoding method by an encoding apparatus according to the present invention.
  • the method of FIG. 15 may be performed by the encoding apparatus 200 of FIG. 2. More specifically, steps S1500 to S1520 may be performed by the predictor 220 disclosed in FIG. 2, step S1530 may be performed by the residual processor 230 disclosed in FIG. 2, and step S1540 may be performed by FIG. 2. It may be performed by the entropy encoding unit 240 disclosed in.
  • the method disclosed in FIG. 15 may include the embodiments described above herein. However, in FIG. 15, detailed descriptions that overlap with those described with reference to FIGS. 1 to 14 will be omitted or simply described.
  • the encoding apparatus may determine whether temporal motion information candidates in sub-block units can be derived based on the size of the current block, and derive temporal motion information candidates in sub-block units for the current block. S1500).
  • the encoding apparatus may determine whether to apply the prediction mode itself for deriving the temporal motion information candidate (ie, the sbTMVP candidate) in sub-block units in performing inter prediction on the current block.
  • the encoding apparatus may encode and signal flag information (eg, sps_sbtmvp_enabled_flag) indicating whether to apply the prediction mode itself for deriving a temporal motion information candidate (ie, sbTMVP candidate) on a sub-block basis.
  • the encoding apparatus determines whether temporal motion information candidate in the subblock unit can be derived based on the size of the current block, thereby temporal motion in the subblock unit. Information candidates can be derived.
  • the encoding apparatus may determine whether the size of the current block is smaller than the minimum subblock size. In one embodiment, it may be expressed as Equation 1 below. The encoding apparatus may determine that temporal motion information candidates in sub-block units are not derivable when the condition of Equation 1 below is satisfied. Alternatively, the encoding apparatus may determine that temporal motion information candidates in sub-block units can be derived when the condition of Equation 1 below is not satisfied.
  • the minimum subblock size may be predetermined, for example, 8x8 size may be predefined.
  • the 8x8 size is just one example and may be defined as another size in consideration of hardware performance or coding efficiency of the encoder / decoder.
  • the minimum subblock size may be 8x8 or more in size and may be set to a size smaller than 8x8.
  • the information about the minimum subblock size may be signaled from the encoding device to the decoding device.
  • a motion information candidate list may be constructed except for temporal motion information candidates in subblock units. For example, if the minimum subblock size is predefined as an 8x8 size and the current block size is any one of 4x4, 4x8 or 8x4, the encoding apparatus determines that the size of the current block is smaller than the minimum subblock size. Thus, temporal motion information candidates in sub-block units may not be derived for the current block.
  • the encoding apparatus determines that temporal motion information candidate in subblock units can be derived for the current block, and that the subblock units for the current block A temporal motion information candidate can be derived. For example, if the minimum subblock size is predefined as an 8x8 size and the size of the current block is larger than the 8x8 size, the encoding apparatus divides the current block into subblocks of fixed size and subblocks in the current block. A temporal motion information candidate in units of subblocks for the current block may be derived based on the motion vectors of the subblocks in the corresponding block corresponding to.
  • the subblock size may be set to a fixed size.
  • the subblock size is a fixed size, for example 8x8, 16x16 or 32x32. That is, the encoding apparatus may divide a current block in units of fixed subblocks of size 8x8, 16x16, or 32x32 to derive a temporal motion vector for each divided subblock.
  • the fixed subblock size may be predefined or signaled from the encoding apparatus to the decoding apparatus. A method of signaling a subblock size has been described in detail with reference to Tables 5 to 16.
  • the encoding apparatus derives the motion vector of the block located at the center of the corresponding block, and this is the subblock in the current block corresponding to the specific subblock in the corresponding block.
  • the block located in the center of the corresponding block may refer to a block including a lower right sample of the center of the corresponding block.
  • the lower right sample at the center of the corresponding block may refer to a sample located at the lower right side among four samples positioned at the center of the corresponding block.
  • the encoding apparatus may specify a corresponding block located corresponding to the current block in the reference picture based on the motion vector of the spatial neighboring block of the current block.
  • the encoding apparatus may derive the motion vectors in the sub-block unit for the corresponding block specified on the reference picture, and use the motion vectors in the sub-block unit (ie, the temporal motion information candidate) for the current block.
  • the spatial neighboring block refers to availability based on neighboring blocks including at least one of a lower left corner peripheral block, a left peripheral block, an upper right corner peripheral block, an upper peripheral block, and an upper left corner peripheral block of the current block. It can be derived by checking.
  • the spatial neighboring block may include a plurality of neighboring blocks or may include only one neighboring block (eg, a left neighboring block). If a plurality of neighboring blocks is used as a spatial neighboring block, the neighboring blocks may be searched in a predetermined order to check availability and the motion vector of the neighboring block determined to be available first may be used. Since this has been described in detail with reference to FIG. 7, a detailed description thereof will be omitted.
  • the temporal motion information candidate in the sub-block unit for the current block is a motion vector in the sub-block unit of the corresponding block (or col block) located corresponding to the current block in the reference picture (or col picture).
  • the corresponding block may be derived from the reference picture based on the motion vector of the spatial neighboring block of the current block.
  • the position of the corresponding block in the reference picture may be specified by the upper left sample of the corresponding block, and the upper left sample position of the corresponding block is moved from the upper left sample position of the current block on the reference picture by the motion vector of the spatial neighboring block. May correspond to a location.
  • the size (width / height) of the corresponding block may be equal to the size (width / height) of the current block.
  • the encoding apparatus may construct a motion information candidate list for the current block based on the temporal motion information candidate in subblock units (S1510).
  • the encoding apparatus may add temporal motion information candidates in subblock units for the current block to the motion information candidate list.
  • the encoding apparatus compares the maximum candidate number necessary for constructing the motion information candidate list based on the number of the current candidates, and if the number of the current candidates is smaller than the maximum candidate number according to the comparison result, combined bi-prediction.
  • a predictive candidate and a zero vector candidate may be added to the motion information candidate list.
  • the maximum number of candidates may be predefined or signaled from the encoding device to the decoding device.
  • the encoding apparatus may construct a motion information candidate list including both the spatial motion information candidate and the temporal motion information candidate as described with reference to FIGS. 4, 5, and 10, or temporal motion in units of subblocks. It is also possible to construct a motion information candidate list for the information candidate. That is, the encoding apparatus may generate a motion information candidate list by differently configuring the candidates or the number of candidates configured according to the inter prediction mode applied during inter prediction. For example, when the merge mode is applied, the encoding apparatus may generate a merge candidate list by configuring the merge candidate based on the spatial motion information candidate and the temporal motion information candidate.
  • the temporal motion information candidate (ATMVP candidate or ATMVP-ext candidate) in a subblock unit may be added to the merge candidate list.
  • the prediction mode for deriving the sbTMVP candidate according to the flag information for example, sps_sbtmvp_enabled_flag
  • the encoding apparatus may derive the sbTMVP candidate and construct a motion information candidate list for the sbTMVP candidate.
  • a candidate list for temporal motion information candidate in subblock units may be referred to as a subblock merge candidate list.
  • the encoding apparatus may derive the motion information of the current block based on the motion information candidate list to generate prediction samples of the current block (S1520).
  • the encoding apparatus may select an optimal motion information candidate from among motion information candidates included in the motion information candidate list based on a rate-distortion (RD) cost, and derive the selected motion information candidate as motion information of the current block. can do.
  • the encoding apparatus may generate prediction samples of the current block by performing inter prediction on the current block based on the motion information of the current block. For example, when temporal motion information candidates (ATMVP candidates or ATMVP-ext candidates) in sub-block units are selected from among motion information candidates included in the motion information candidate list, the encoding apparatus selects motion vectors in sub-block units of the current block. Based on this, prediction samples of the current block may be generated.
  • ATMVP candidates ATMVP-ext candidates
  • the encoding apparatus may derive the residual samples based on the prediction samples of the current block (S1530) and encode information about the residual samples (S1540).
  • the encoding apparatus may generate residual samples based on original samples for the current block and prediction samples of the current block.
  • the encoding apparatus may encode information on the residual samples and output the bitstream, and transmit the encoded information to the decoding apparatus through a network or a storage medium.
  • the encoding apparatus may encode information on the motion information candidate selected in the motion information candidate list based on a rate-distortion (RD) cost.
  • the encoding apparatus may encode and index the candidate index information indicating the motion information candidate to be used as the motion information of the current block in the motion information candidate list and to the decoding apparatus.
  • RD rate-distortion
  • 16 is a flowchart schematically illustrating an image decoding method by a decoding apparatus according to the present invention.
  • the method of FIG. 16 may be performed by the decoding apparatus 300 of FIG. 3. More specifically, steps S1600 to S1620 may be performed by the prediction unit 330 shown in FIG. 3. In addition, the method disclosed in FIG. 16 may include the embodiments described above herein. However, in FIG. 16, detailed contents that overlap with the contents described with reference to FIGS. 1 to 14 will be omitted or simply described.
  • the decoding apparatus may determine whether temporal motion information candidates in sub-block units can be derived based on the size of the current block, and derive temporal motion information candidates in sub-block units for the current block ( S1600).
  • the decoding apparatus may determine whether to apply the prediction mode itself that derives the temporal motion information candidate (ie, the sbTMVP candidate) on a sub-block basis in performing inter prediction on the current block.
  • the decoding apparatus receives flag information (eg, sps_sbtmvp_enabled_flag) indicating whether to apply the prediction mode itself for deriving a temporal motion information candidate (ie, sbTMVP candidate) on a sub-block basis from the encoding apparatus and decodes the sbTMVP. It may be determined whether to apply the prediction mode itself that derives the candidate.
  • the decoding apparatus determines whether temporal motion information candidate in the subblock unit can be derived based on the size of the current block, thereby temporal motion in the subblock unit. Information candidates can be derived.
  • the decoding apparatus may determine whether the size of the current block is smaller than the minimum subblock size. According to an embodiment, the decoding apparatus may determine that temporal motion information candidates in subblock units are not derivable when the condition of Equation 1 is satisfied. Alternatively, the decoding apparatus may determine that the temporal motion information candidate in sub-block units can be derived when the condition of Equation 1 is not satisfied.
  • the minimum subblock size may be predetermined, for example, 8x8 size may be predefined.
  • the 8x8 size is just one example and may be defined as another size in consideration of hardware performance or coding efficiency of the encoder / decoder.
  • the minimum subblock size may be 8x8 or more in size and may be set to a size smaller than 8x8.
  • the information about the minimum subblock size may be signaled from the encoding device to the decoding device.
  • the decoding apparatus determines that the temporal motion information candidate in sub-block units for the current block can not be derived, the sub-block for the current block
  • the process of deriving a candidate temporal motion information candidate may not be performed.
  • a motion information candidate list may be constructed except for temporal motion information candidates in subblock units. For example, if the minimum subblock size is predefined as an 8x8 size and the size of the current block is any one of 4x4, 4x8 or 8x4, the decoding apparatus determines that the size of the current block is smaller than the minimum subblock size. Thus, temporal motion information candidates in sub-block units may not be derived for the current block.
  • the decoding apparatus determines that temporal motion information candidate in subblock units can be derived for the current block, and that the subblock units for the current block A temporal motion information candidate can be derived. For example, if the minimum subblock size is predefined as an 8x8 size and the size of the current block is larger than the 8x8 size, the decoding apparatus divides the current block into subblocks of fixed size and subblocks in the current block. A temporal motion information candidate in units of subblocks for the current block may be derived based on the motion vectors of the subblocks in the corresponding block corresponding to.
  • the subblock size may be set to a fixed size.
  • the subblock size is a fixed size, for example 8x8, 16x16 or 32x32. That is, the decoding apparatus may divide the current block in units of fixed subblocks of 8x8, 16x16, or 32x32 size to derive a temporal motion vector for each of the divided subblocks.
  • the fixed subblock size may be predefined or signaled from the encoding apparatus to the decoding apparatus. A method of signaling a subblock size has been described in detail with reference to Tables 5 to 16.
  • the decoding apparatus derives the motion vector of the block located at the center of the corresponding block, which is the subblock in the current block corresponding to the specific subblock in the corresponding block.
  • the block located in the center of the corresponding block may refer to a block including a lower right sample of the center of the corresponding block.
  • the lower right sample at the center of the corresponding block may refer to a sample located at the lower right side among four samples positioned at the center of the corresponding block.
  • the decoding apparatus may specify a corresponding block located corresponding to the current block in the reference picture based on the motion vector of the spatial neighboring block of the current block.
  • the decoding apparatus may derive the motion vectors in the sub-block unit for the corresponding block specified on the reference picture, and use the motion vectors in the sub-block unit (ie, the temporal motion information candidate) for the current block.
  • the spatial neighboring block refers to availability based on neighboring blocks including at least one of a lower left corner peripheral block, a left peripheral block, an upper right corner peripheral block, an upper peripheral block, and an upper left corner peripheral block of the current block. It can be derived by checking.
  • the spatial neighboring block may include a plurality of neighboring blocks or may include only one neighboring block (eg, a left neighboring block). If a plurality of neighboring blocks is used as a spatial neighboring block, the neighboring blocks may be searched in a predetermined order to check availability and the motion vector of the neighboring block determined to be available first may be used. Since this has been described in detail with reference to FIG. 7, a detailed description thereof will be omitted.
  • the temporal motion information candidate in the sub-block unit for the current block is a motion vector in the sub-block unit of the corresponding block (or col block) located corresponding to the current block in the reference picture (or col picture).
  • the corresponding block may be derived from the reference picture based on the motion vector of the spatial neighboring block of the current block.
  • the position of the corresponding block in the reference picture may be specified by the upper left sample of the corresponding block, and the upper left sample position of the corresponding block is moved from the upper left sample position of the current block on the reference picture by the motion vector of the spatial neighboring block. May correspond to a location.
  • the size (width / height) of the corresponding block may be equal to the size (width / height) of the current block.
  • the decoding apparatus may configure a motion information candidate list for the current block based on the temporal motion information candidate in subblock units (S1610).
  • the decoding apparatus may add the temporal motion information candidate for the current block to the motion information candidate list.
  • the decoding apparatus compares the maximum candidate number necessary for constructing the motion information candidate list based on the number of the current candidates, and if the number of the current candidates is smaller than the maximum candidate number according to the comparison result, combined bi-prediction A predictive candidate and a zero vector candidate may be added to the motion information candidate list.
  • the maximum number of candidates may be predefined or signaled from the encoding device to the decoding device.
  • the decoding apparatus may construct a motion information candidate list including both the spatial motion information candidate and the temporal motion information candidate as described with reference to FIGS. 4, 5, and 10, or temporal motion in units of subblocks. It is also possible to construct a motion information candidate list for the information candidate. That is, the decoding apparatus may generate a motion information candidate list by differently configuring the candidates or the number of candidates configured according to the inter prediction mode applied during inter prediction. For example, when the merge mode is applied, the decoding apparatus may generate a merge candidate list by configuring the merge candidate based on the spatial motion information candidate and the temporal motion information candidate.
  • the temporal motion information candidate (ATMVP candidate or ATMVP-ext candidate) in a subblock unit may be added to the merge candidate list.
  • the prediction mode for deriving the sbTMVP candidate according to the flag information for example, sps_sbtmvp_enabled_flag
  • the decoding apparatus may derive the sbTMVP candidate and construct a motion information candidate list for the sbTMVP candidate.
  • a candidate list for temporal motion information candidate in subblock units may be referred to as a subblock merge candidate list.
  • the decoding apparatus may derive motion information of the current block based on the motion information candidate list to generate prediction samples of the current block (S1520).
  • the decoding apparatus may select the motion information candidate indicated by the candidate index from the motion information candidates included in the motion information candidate list and derive the motion information candidate of the current block.
  • the candidate index information may be an index indicating a motion information candidate to be used as motion information of the current block in the motion information candidate list.
  • Candidate index information may be signaled from the encoding apparatus.
  • the decoding apparatus may generate inter prediction samples of the current block by performing inter prediction on the current block based on the motion information of the current block. For example, when a temporal motion information candidate (ATMVP candidate or ATMVP-ext candidate) is selected based on the candidate index among the motion information candidates included in the motion information candidate list, the decoding apparatus may determine the subblock unit of the current block.
  • the motion vectors of may be derived and prediction samples of the current block may be generated based on the motion vectors.
  • the decoding apparatus may derive the residual samples based on the residual information of the current block, and generate a reconstructed picture based on the derived residual samples and the prediction samples.
  • the residual information may be signaled from the encoding apparatus.
  • the embodiments described herein may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units shown in each drawing may be implemented and performed on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
  • information for implementation (ex. Information on instructions) or an algorithm may be stored in a digital storage medium.
  • the decoding apparatus and encoding apparatus to which the present invention is applied include a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, a real time communication device such as video communication, and mobile streaming.
  • the OTT video device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet-connected TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, a digital video recorder (DVR), and the like.
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a computer-executable program and stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer readable recording medium includes all types of storage devices and distributed storage devices for storing computer readable data.
  • the computer-readable recording medium may be, for example, a Blu-ray disc (BD), a universal serial bus (USB), a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical disc. It may include a data storage device.
  • the computer-readable recording medium also includes media embodied in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet).
  • the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
  • embodiments of the present invention may be implemented as a computer program product by a program code, the program code may be performed on a computer by an embodiment of the present invention.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.
  • FIG. 17 exemplarily shows a structure diagram of a content streaming system to which the present invention is applied.
  • the content streaming system to which the present invention is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server compresses content input from multimedia input devices such as a smartphone, a camera, a camcorder, etc. into digital data to generate a bitstream and transmit the bitstream to the streaming server.
  • multimedia input devices such as smart phones, cameras, camcorders, etc. directly generate a bitstream
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generation method to which the present invention is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits the multimedia data to the user device based on the user's request through the web server, and the web server serves as an intermediary for informing the user of what service there is.
  • the web server transmits it to a streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server.
  • the control server plays a role of controlling a command / response between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media store and / or an encoding server. For example, when the content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), navigation, a slate PC, Tablet PCs, ultrabooks, wearable devices (e.g., smartwatches, glass glasses, head mounted displays), digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC slate PC
  • Tablet PCs ultrabooks
  • wearable devices e.g., smartwatches, glass glasses, head mounted displays
  • digital TVs desktops Computer
  • digital signage digital signage
  • Each server in the content streaming system may operate as a distributed server, in which case data received from each server may be distributed.

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Abstract

본 발명에 따른 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법은, 현재 블록의 크기를 기반으로 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단하여, 상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 단계, 상기 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보 후보 리스트를 구성하는 단계, 및 상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보는, 참조 픽처에서 상기 현재 블록에 대응하여 위치하는 대응 블록(corresponding block)의 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 기반으로 도출되며, 상기 대응 블록은, 상기 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 상기 참조 픽처에서 도출되는 것을 특징으로 한다.

Description

서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 예측을 위한 인터 예측 방법 및 그 장치
본 발명은 영상 코딩 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 예측을 위한 인터 예측 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 4K 또는 8K 이상의 UHD(Ultra High Definition) 영상/비디오와 같은 고해상도, 고품질의 영상/비디오에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상/비디오 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상/비디오 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상/비디오 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
또한, 최근 VR(Virtual Reality), AR(Artificial Realtiy) 컨텐츠나 홀로그램 등의 실감 미디어(Immersive Media)에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있으며, 게임 영상과 같이 현실 영상과 다른 영상 특성을 갖는 영상/비디오에 대한 방송이 증가하고 있다.
이에 따라, 상기와 같은 다양한 특성을 갖는 고해상도, 고품질의 영상/비디오의 정보를 효과적으로 압축하여 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상/비디오 압축 기술이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 효율적인 인터 예측 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 서브블록 기반 시간적 움직임 벡터를 도출하여 예측 성능을 향상시키는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 서브블록 기반 시간적 움직임 벡터를 도출함에 있어 서브블록 사이즈를 조절하여 하드웨어 복잡도 향상대비 압축성능의 손실을 줄일 수 있는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록의 크기를 기반으로 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단하여, 상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 단계, 상기 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보 후보 리스트를 구성하는 단계, 및 상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보는, 참조 픽처에서 상기 현재 블록에 대응하여 위치하는 대응 블록(corresponding block)의 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 기반으로 도출되며, 상기 대응 블록은, 상기 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 상기 참조 픽처에서 도출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록의 크기를 기반으로 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단하여, 상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 단계, 상기 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보 후보 리스트를 구성하는 단계, 상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성하는 단계, 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계, 및 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보를 인코딩하는 단계를 포함하며, 상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보는, 참조 픽처에서 상기 현재 블록에 대응하여 위치하는 대응 블록(corresponding block)의 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 기반으로 도출되며, 상기 대응 블록은, 상기 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 상기 참조 픽처에서 도출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 인터 예측에 기반한 영상 코딩의 효율을 높일 수 있고, 효율적인 인터 예측을 통하여 레지듀얼 신호를 전송하는데 필요한 데이터량을 줄일 수 있다.
본 발명에 따르면 현재 블록 크기에 따라 서브블록 단위의 시간적 움직임 벡터 정보를 효율적으로 유도하여 인터 예측의 성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 인터 예측 방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 인터 예측에서 움직임 정보 후보를 구성하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 움직임 정보 후보를 구성하기 위해 사용되는 현재 블록의 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록을 예시적으로 나타낸다.
도 7은 인터 예측에서 시간적 움직임 정보 후보(ATMVP 후보)를 도출하기 위하여 사용될 수 있는 공간적 주변 블록을 예시적으로 나타낸다.
도 8은 인터 예측에서 서브블록 기반 시간적 움직임 정보 후보(ATMVP 후보)를 도출하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 인터 예측에서 서브블록 기반 시간적 움직임 후보(ATMVP-ext 후보)를 도출하기 위한 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 11 및 도 12는 참조 픽처의 대응 블록으로부터 현재 블록 단위로 움직임 벡터를 유도하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 참조 픽처의 대응 블록으로부터 현재 블록의 서브블록 단위로 움직임 벡터를 유도하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 ATMVP 후보 유도 시에 제한 영역이 적용되는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 인코딩 장치에 의한 영상 인코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 발명에 따른 디코딩 장치에 의한 영상 디코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 17은 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 예시적으로 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 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 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 도는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 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.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이 문서는 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (Versatile Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.266), VVC 이후의 차세대 비디오/이미지 코딩 표준, 또는 그 이외의 비디오 코딩 관련 표준들(예를 들어, HEVC (High Efficiency Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.265), EVC(essential video coding) 표준, AVS2 표준 등)과 관련될 수 있다.
이 문서에서는 비디오/영상 코딩에 관한 다양한 실시예들을 제시하며, 다른 언급이 없는 한 상기 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다.
이 문서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)을 포함할 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일 그룹으로 구성될 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일들을 포함할 수 있다.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나의 유닛은 하나의 루마 블록 및 두개의 크로마(ex. cb, cr) 블록을 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
이 문서에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석된다. 예를 들어, "A/B"는 "A 및/또는 B"로 해석되고, "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석된다. 추가적으로, "A/B/C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. 또한, "A, B, C"도 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. (In this document, the term "/" and "," should be interpreted to indicate "and/or." For instance, the expression "A/B" may mean "A and/or B." Further, "A, B" may mean "A and/or B." Further, "A/B/C" may mean "at least one of A, B, and/or C." Also, "A/B/C" may mean "at least one of A, B, and/or C.")
추가적으로, 본 문서에서 "또는"는 "및/또는"으로 해석된다. 예를 들어, "A 또는 B"은, 1) "A" 만을 의미하고, 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 문서의 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다. (Further, in the document, the term "or" should be interpreted to indicate "and/or." For instance, the expression "A or B" may comprise 1) only A, 2) only B, and/or 3) both A and B. In other words, the term "or" in this document should be interpreted to indicate "additionally or alternatively.")
도 1은 본 발명을 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 비디오/영상 코딩 시스템은 소스 디바이스 및 수신 디바이스를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오(video)/영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스, 인코딩 장치, 전송부를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부, 디코딩 장치 및 렌더러를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 수신/추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 인코딩 장치라 함은 영상 인코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 인코딩 장치(200)는 영상 분할부(image partitioner, 210), 예측부(predictor, 220), 레지듀얼 처리부(residual processor, 230), 엔트로피 인코딩부(entropy encoder, 240), 가산부(adder, 250), 필터링부(filter, 260) 및 메모리(memory, 270)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(220)는 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 변환부(transformer, 232), 양자화부(quantizer 233), 역양자화부(dequantizer 234), 역변환부(inverse transformer, 235)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)은 감산부(subtractor, 231)를 더 포함할 수 있다. 가산부(250)는 복원부(reconstructor) 또는 복원 블록 생성부(recontructged block generator)로 불릴 수 있다. 상술한 영상 분할부(210), 예측부(220), 레지듀얼 처리부(230), 엔트로피 인코딩부(240), 가산부(250) 및 필터링부(260)는 실시예에 따라 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 인코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(270)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(270)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
영상 분할부(210)는 인코딩 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽처, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조, 및/또는 터너리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
감산부(231)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플들 또는 원본 샘플 어레이)에서 예측부(220)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플들 또는 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플들 또는 레지듀얼 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(232)로 전송된다. 예측부(220)는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(220)는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(222)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(242)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(221)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(221)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(221)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
예측부(220)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
인터 예측부(221) 및/또는 인트라 예측부(222)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 변환부(232)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 등을 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(233)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(233)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(240)에 포함될 수도 있다.
양자화부(233)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(234) 및 역변환부(235)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다. 가산부(250)는 복원된 레지듀얼 신호를 예측부(220)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플들 또는 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편 픽처 인코딩 및/또는 복원 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(260)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(260)은 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(270), 구체적으로 메모리(270)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset, SAO), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(260)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(290)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(290)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(270)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(280)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(200)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(270)의 DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(221)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(221)에 전달할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(222)에 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoder, 310), 레지듀얼 처리부(residual processor, 320), 예측부(predictor, 330), 가산부(adder, 340), 필터링부(filter, 350) 및 메모리(memoery, 360)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(330)는 인터 예측부(331) 및 인트라 예측부(332)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 역양자화부(dequantizer, 321) 및 역변환부(inverse transformer, 321)를 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(310), 레지듀얼 처리부(320), 예측부(330), 가산부(340) 및 필터링부(350)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(360)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(360)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(300)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 블록 분할 관련 정보를 기반으로 유닛들/블록들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 코딩 유닛으로부터 하나 이상의 변환 유닛이 도출될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(300)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(310)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(310)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 으며, 디코딩 장치는 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 더 기반으로 픽처를 디코딩할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩되어 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 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(310)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(330)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(310)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼에 대한 정보, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(321)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(350)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(300)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(310)의 구성요소일 수도 있다. 한편, 본 문서에 따른 디코딩 장치는 비디오/영상/픽처 디코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)로 구분할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 상기 엔트로피 디코딩부(310)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 상기 역양자화부(321), 역변환부(322), 예측부(330), 가산부(340), 필터링부(350) 및 메모리(360) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(321)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
역변환부(322)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부(330)는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(330)는 엔트로피 디코딩부(310)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
예측부(330)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부(330)는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부(330)는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
인트라 예측부(332)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(332)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(331)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(331)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(340)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(330)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(340)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 출력될 수도 있고 또는 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(350)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(350)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(360), 구체적으로 메모리(360)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(360)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(331)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(331)에 전달할 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(332)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 디코딩 장치(300)의 예측부(330), 역양자화부(321), 역변환부(322) 및 필터링부(350) 등에서 설명된 실시예들은 각각 인코딩 장치(200)의 예측부(220), 역양자화부(234), 역변환부(235) 및 필터링부(260) 등에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서, 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플값 자체가 아닌 원본 블록과 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 레지듀얼 블록과 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 원본 블록과 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서, 레지듀얼 정보는 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
도 4는 인터 예측 방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 인터 예측 방법은 예측된 움직임 정보(PMI; Predicted Motion Information)를 생성하기 위한 기술로, 머지 모드(merge mode)와 움직임 정보 예측(motion vector prediction; MVP) 모드를 포함하는 인터 모드 등으로 구분될 수 있다. 이때, 머지 모드, 인터 모드 등의 인터 예측 모드는 최종 PMI를 유도하여 예측 블록을 생성하기 위하여 움직임 정보 후보(예: 머지 후보, MVP 후보 등)를 도출하고, 도출된 움직임 정보 후보 중에서 최종 PMI로 사용될 후보를 선택하여 선택된 후보에 관한 정보(예: 머지 인덱스, mvp 인덱스 혹은 mvp 플래그 등)를 시그널링한다. 또한, 추가적으로 참조 픽처 정보(reference picture index), 움직임 정보 차분값(motion vector difference; MVD) 등을 시그널링할 수 있다. 여기서, 참조 픽처 정보, 움직임 정보 차분값 등을 추가적으로 시그널링하는지 여부에 따라 머지 모드 또는 인터 모드 등으로 구분될 수 있다.
예를 들어, 머지 모드는 머지 후보들 중에서 최종 PMI로 사용될 후보를 지시하는 머지 인덱스를 시그널링하여 인터 예측하는 방법이다. 즉, 머지 모드는 머지 후보들 중에서 머지 인덱스가 지시하는 머지 후보의 움직임 정보를 사용하여 현재 블록의 예측된 샘플들(예측 블록)을 생성할 수 있다. 따라서, 머지 모드는 최종 PMI를 유도하기 위하여 머지 인덱스 이외의 추가적인 신택스(syntax) 정보가 필요하지 않다.
인터 모드는 MVP 후보들 중에서 최종 PMI로 사용될 후보를 지시하는 mvp 플래그(mvp 인덱스)와 함께, 움직임 정보 차분값(MVD)을 추가적으로 시그널링하여 최종 PMI를 유도하는 인터 예측 방법이다. 즉, 인터 모드는 MVP 후보들 중에서 mvp 플래그(mvp 인덱스)가 지시하는 MVP 후보의 움직임 벡터와 움직임 정보 차분값(MVD)을 기반으로 최종 PMI를 유도하고, 최종 PMI을 사용하여 현재 블록의 예측된 샘플들(예측 블록)을 생성할 수 있다.
도 5는 인터 예측에서 움직임 정보 후보를 구성하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 움직임 정보 후보를 구성하기 위해 사용되는 현재 블록의 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록을 예시적으로 나타낸다.
도 5를 참조하면, 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록의 공간적 주변 블록을 기반으로 공간적 움직임 정보 후보를 도출할 수 있다(S500).
공간적 주변 블록은 도 6에 도시된 바와 같이, 현재 인터 예측을 수행하는 대상인 현재 블록(600)의 주변에 위치하는 주변 블록들을 말하며, 현재 블록(600)의 좌측 주변에 위치하는 주변 블록들 혹은 현재 블록(600)의 상측 주변에 위치하는 주변 블록들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공간적 주변 블록은 현재 블록(600)의 좌하측 코너 주변 블록, 좌측 주변 블록, 우상측 코너 주변 블록, 상측 주변 블록, 좌상측 코너 주변 블록을 포함할 수 있다. 도 6에서는 공간적 주변 블록들을 "S"로 도시하였다.
일 실시예로, 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록의 공간적 주변 블록들(예: 좌하측 코너 주변 블록, 좌측 주변 블록, 우상측 코너 주변 블록, 상측 주변 블록, 좌상측 코너 주변 블록)을 정해진 순서에 따라 탐색하여 가용한 주변 블록들을 검출하고, 검출된 주변 블록들의 움직임 정보를 공간적 움직임 정보 후보로 도출할 수 있다.
인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록의 시간적 주변 블록을 기반으로 시간적 움직임 정보 후보를 도출할 수 있다(S510).
시간적 주변 블록은 현재 블록을 포함하는 현재 픽처와 다른 픽처(즉, 참조 픽처) 상에 위치하는 블록으로, 참조 픽처 내에서 현재 블록과 동일한 위치의 블록(collocated block)을 말한다. 여기서, 참조 픽처는 POC(Picture Order Count) 상으로 현재 픽처보다 이전이거나 이후일 수 있다. 또한, 시간적 주변 블록의 유도 시에 사용되는 참조 픽처는 col 픽처(collocated picture)라 지칭할 수 있다. 또한, 동일한 위치의 블록(collocated block)은 현재 블록의 포지션과 대응하는 col 픽처 내 포지션에 위치하는 블록을 나타낼 수 있으며, col 블록이라 지칭할 수 있다. 예를 들어, 시간적 주변 블록은 도 6에 도시된 바와 같이, 참조 픽처(즉, col 픽처) 내에서 현재 블록(600)에 대응하여 위치하는 col 블록의 우하측 코너 주변 블록 및/또는 col 블록의 센터 우하측 블록을 포함할 수 있다. 도 6에서는 시간적 주변 블록들을 "T"로 도시하였다.
일 실시예로, 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록의 시간적 주변 블록(예: col 블록의 우하측 코너 주변 블록, col 블록의 센터 우하측 블록)을 정해진 순서에 따라 탐색하여 가용한 블록을 검출하고, 검출된 블록의 움직임 정보를 시간적 움직임 정보 후보로 도출할 수 있다. 이와 같이 시간적 주변 블록을 이용하는 기법은 TMVP(temporal motion vector prediction)라고 지칭할 수 있다.
인코딩 장치/디코딩 장치는 상기에서 도출된 현재 후보들(공간적 움직임 정보 후보 및 시간적 움직임 정보 후보)을 기초로 움직임 정보 후보 리스트를 구성할 수 있다.
이때, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기에서 도출된 현재 후보들(공간적 움직임 정보 후보 및/또는 시간적 움직임 정보 후보)의 개수를 기초로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하는데 필요한 최대 후보 개수와 비교하고, 비교 결과에 따라 현재 후보들의 개수가 최대 후보 개수보다 작은 경우 결합된 쌍예측(combined bi-predictive) 후보, 제로(zero) 벡터 후보를 움직임 정보 후보 리스트에 추가할 수 있다(S520, S530). 최대 후보 개수는 미리 정의되어 있거나, 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
상술한 바와 같이, 인터 예측에서 움직임 정보 후보를 구성함에 있어서, 공간적 유사성을 기반으로 도출된 공간적 움직임 정보 후보와 시간적 유사성을 기반으로 도출된 시간적 움직임 정보 후보를 이용한다. 그러나, 시간적 주변 블록을 이용하여 움직임 정보 후보를 도출하는 TMVP 방법은, 현재 블록의 우하측 코너 샘플 위치 또는 현재 블록의 센터 우하측 샘플 위치에 대응하는 참조 픽처 내의 col 블록의 움직임 정보를 사용하므로, 화면 내 움직임을 반영하지 못하는 경우가 있다. 이에, 기존의 TMVP 방법을 개선하기 위한 방법으로 ATMVP(Adaptive Temporal Motion Vector Prediction)가 사용될 수 있다. ATMVP는 공간적 유사성을 고려한 시간적 유사성 정보를 보정하는 방법으로, 공간적 주변 블록의 움직임 벡터가 가리키는 위치를 기반으로 col 블록을 도출하고, 도출된 col 블록의 움직임 벡터를 시간적 움직임 정보 후보(즉, ATMVP 후보)로 사용하는 방법이다. 이와 같이 ATMVP는 공간적 주변 블록을 이용하여 col 블록을 도출함으로써 기존의 TMVP 방식에서 보다 col 블록의 정확도를 높일 수 있다.
도 7은 인터 예측에서 시간적 움직임 정보 후보(ATMVP 후보)를 도출하기 위하여 사용될 수 있는 공간적 주변 블록을 예시적으로 나타낸다.
상술한 바와 같이 ATMVP를 적용하는 인터 예측 방법(이하, ATMVP 모드라 함)은 현재 블록의 공간적 주변 블록을 이용하여 col 블록(혹은 대응 블록)을 유도하여 시간적 움직임 정보 후보(즉, ATMVP 후보)를 구성할 수 있다.
도 7을 참조하면, ATMVP 모드에서 공간적 주변 블록은 현재 블록의 좌하측 코너 주변 블록(A0), 좌측 주변 블록(A1), 우상측 코너 주변 블록(B0), 상측 주변 블록(B1), 좌상측 코너 주변 블록(B2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 경우에 따라서 공간적 주변 블록은 도 7에 도시된 주변 블록 이외의 다른 주변 블록을 더 포함할 수도 있고, 또는 도 7에 도시된 주변 블록들 중 특정 주변 블록을 포함하지 않을 수도 있다. 또한, 공간적 주변 블록은 특정 주변 블록만을 포함할 수도 있으며, 예컨대 현재 블록의 좌측 주변 블록(A1)만을 포함할 수 있다.
ATMVP 모드가 적용될 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 시간적 움직임 정보 후보를 구성함에 있어 공간적 주변 블록을 미리 정해진 탐색 순서에 따라 탐색하면서 가장 먼저 가용한 공간적 주변 블록의 움직임 벡터(temporal vector)를 검출하고, 참조 픽처에서 상기 공간적 주변 블록의 움직임 벡터(temporal vector)가 가리키는 위치에 있는 블록을 col 블록(즉, 대응 블록)으로 정할 수 있다.
이때, 공간적 주변 블록의 가용성 여부는, 공간적 주변 블록의 참조 픽처 정보, 예측 모드 정보, 위치 정보 등에 의해서 판단될 수 있다. 예를 들어, 공간적 주변 블록의 참조 픽처와 현재 블록의 참조 픽처가 동일한 경우, 해당 공간적 주변 블록은 가용한 것으로 판단될 수 있다. 또는, 공간적 주변 블록이 인트라 예측 모드로 코딩되거나 공간적 주변 블록이 현재 픽처/타일 외부에 위치하는 경우, 해당 공간적 주변 블록은 가용하지 않은 것으로 판단될 수 있다.
또한, 공간적 주변 블록의 탐색 순서는, 다양하게 정의될 수 있으며, 예컨대 A1, B1, B0, A0, B2 순일 수 있다. 또는 A1만을 탐색하여 A1이 가용한지 여부를 판단할 수 있다.
도 8은 인터 예측에서 서브블록 기반 시간적 움직임 정보 후보(ATMVP 후보)를 도출하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
ATMVP 모드는 현재 블록에 대해 서브블록 단위로 시간적 움직임 정보 후보를 도출할 수 있다. 이 경우, 현재 블록을 서브블록들로 분할하여 각 서브블록들에 대해 대응하는 대응 블록의 움직임 벡터들을 도출하여 시간적 움직임 정보 후보(ATMVP 후보)를 구성할 수 있다. 이 경우, ATMVP 후보가 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 기반으로 도출되는 바, 서브블록 기반 ATMVP(sbTMVP; subblock-based temporal motion vector prediction) 후보라고 불릴 수도 있다.
도 8을 참조하면, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상술한 바와 같이 현재 블록의 공간적 주변 블록을 기반으로 참조 픽처에서 현재 블록에 대응하여 위치하는 대응 블록을 특정할 수 있다. 그리고, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 대응 블록에 대해 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 도출하고, 이를 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 움직임 벡터들(즉, ATMVP 후보)로 사용할 수 있다. 이 경우, 대응 블록의 서브블록 단위의 움직임 벡터들에 스케일링이 적용되어 현재 블록의 서브블록 단위의 움직임 벡터들이 도출될 수도 있다. 상기 스케일링은 대응 블록의 참조 픽처와 현재 블록의 참조 픽처와의 시간적 거리 차이를 기반으로 수행될 수 있다.
대응 블록에 대해 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 도출함에 있어서, 대응 블록 내의 특정 서브블록에 움직임 벡터가 존재하지 않는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 움직임 벡터가 존재하지 않는 특정 서브블록에 대해서는 대응 블록의 센터에 위치한 블록의 움직임 벡터를 사용할 수 있으며, 이를 대표 움직임 벡터로 저장할 수 있다. 여기서, 대응 블록의 센터에 위치한 블록이라 함은, 대응 블록의 센터 우하단 샘플을 포함하는 블록을 지칭할 수 있다. 대응 블록의 센터 우하단 샘플이라 함은, 대응 블록의 센터에 위치하는 4개의 샘플들 중 우측 하단에 위치한 샘플을 지칭할 수 있다.
도 9는 인터 예측에서 서브블록 기반 시간적 움직임 후보(ATMVP-ext 후보)를 도출하기 위한 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
ATMVP-ext 모드는 ATMVP 방식과 마찬가지로 기존의 TMVP를 개선하기 위한 방법으로, ATMVP를 확장하여 구현된다. ATMVP-ext 모드는 현재 블록에 대한 2개의 공간적 주변 블록과 2개의 시간적 주변 블록을 기반으로 서브블록 단위로 움직임 벡터를 도출하여 시간적 움직임 정보 후보(즉, ATMVP-ext 후보)를 구성할 수 있다.
도 9를 참조하면, 현재 블록은 서브블록들(0~15)로 분할될 수 있다. 여기서, 현재 블록의 서브블록(0)에 대한 움직임 벡터는, 공간적 주변 블록(L-0, A-0)과 서브블록(1, 4) 위치에 대응하는 시간적 주변 블록 중에서 가용한 블록의 움직임 벡터들을 검출하여, 이들 움직임 벡터들의 평균값을 계산함으로써 도출될 수 있다. 이때, 4개의 블록들(즉, 2개의 공간적 주변 블록 및 2개의 시간적 주변 블록) 중에서 일부만 가용한 경우, 가용한 블록의 움직임 벡터에 대한 평균값을 계산하여, 현재 블록의 서브블록(0)에 대한 움직임 벡터로 사용할 수 있다. 여기서 참조 픽처 인덱스는 0으로 고정하여 사용할 수 있다. 현재 블록 내의 다른 서브블록들(1~15)도 서브블록(0)과 같은 과정을 통해 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
상술한 바와 같은 ATMVP 또는 ATMVP-ext를 이용하여 도출된 시간적 움직임 정보 후보는 움직임 정보 후보 리스트(예: 머지 후보 리스트, MVP 후보 리스트, 서브블록 머지 후보 리스트)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 머지 모드를 적용한 경우의 움직임 정보 후보 리스트를 구성함에 있어서, ATMVP 방식을 사용하기 위해서 머지 후보 개수를 늘려서 적용할 수 있다. 이때, 추가적인 신택스는 사용되지 않고 적용될 수 있다. ATMVP 후보를 사용할 경우, 시퀀스 파라미터 세트(SPS)에 포함되는 최대 머지 후보 개수가 기존의 5개에서 6개로 변경될 수 있다. 예를 들어, 기존의 머지 모드에서는 {A1, B1, B0, A0, B2, Combined bi-pred, Zero vector} 순서로 머지 후보들의 가용성 여부를 체크하여 순차적으로 5개의 가용한 머지 후보들을 머지 후보 리스트에 추가하였다. 여기서 A1, B1, B0, A0, B2는 도 7에 도시된 바와 같은 공간적 주변 블록들을 나타낸 것일 수 있다. 머지 모드에서 ATMVP 방식을 사용할 경우, {A1, B1, B0, A0, ATMVP, B2, Combined bi-pred, Zero vector} 순서로 머지 후보들의 가용성 여부를 체크하여 순차적으로 6개의 가용한 머지 후보들을 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다. 또한 머지 모드에서 ATMVP-ext 방식을 사용할 경우, ATMVP 방식과 마찬가지로 해당 모드를 지원하기 위한 특정 신택스는 추가되지 않을 수 있고, 머지 후보 개수를 늘려서 움직임 정보 후보 리스트를 구성할 수 있다. 예를 들어, ATMVP 후보와 ATMVP-ext 후보를 모두 사용할 경우, 머지 후보의 최대 개수는 7개로 정해질 수 있으며, 이때 머지 후보 리스트의 가용성 체크는 {A1, B1, B0, A0, ATMVP, ATMVP-Ext, B2, Combined bi-pred, Zero vector} 순서로 이루어질 수 있다.
이하에서는 서브블록 단위로 ATMVP 또는 ATMVP-ext 방식을 적용하여 인터 예측을 수행하는 방법에 관하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 10의 방법은 도 2의 인코딩 장치(200) 및 도 3의 디코딩 장치(300)에서 수행될 수 있다.
인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록에 대해 머지 모드, MVP(혹은 AMVP) 모드 등의 인터 예측 모드를 적용하여 예측 샘플들(예측 블록)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 머지 모드가 적용되는 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 머지 후보를 도출하여 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 또는 MVP(혹은 AMVP) 모드가 적용되는 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 MVP(혹은 AMVP) 후보를 도출하여 MVP(혹은 AMVP) 후보 리스트를 구성할 수 있다. 이때, 움직임 정보 후보 리스트(예: 머지 후보 리스트, MVP 후보 리스트 등)를 구성함에 있어 서브블록 단위의 움직임 정보를 유도하여 움직임 정보 후보로 사용할 수 있다. 이에 대해 도 10을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 10을 참조하면, 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록의 공간적 주변 블록을 기반으로 공간적 움직임 정보 후보를 도출하여 움직임 정보 후보 리스트에 추가할 수 있다(S1000). 이 과정은 도 5의 단계 S500와 동일한 방식으로 수행될 수 있으며, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 바 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록의 크기를 기반으로 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단할 수 있다(S1010).
일 실시예로, 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록의 크기가 최소 서브블록 크기(MIN_SUB_BLOCK_SIZE)보다 작은지 여부에 따라, 현재 블록에 대해 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단할 수 있다.
여기서, 최소 서브블록 크기는 미리 정해져 있을 수 있으며, 예컨대 8x8 크기로 미리 정의되어 있을 수 있다. 다만, 8x8 크기는 하나의 예시일 뿐이며, 인코더/디코더의 하드웨어 성능이나 코딩 효율을 고려하여 다른 크기로 정의될 수도 있다. 예를 들어, 최소 서브블록 크기는 8x8 이상 크기일 수도 있고, 8x8보다 작은 크기로 정해질 수도 있다. 또한, 최소 서브블록 크기에 관한 정보가 인코딩 장치로부터 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
현재 블록의 크기가 최소 서브블록 크기보다 큰 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록에 대해 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한 것으로 판단하고, 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하여 움직임 정보 후보 리스트에 추가할 수 있다(S1020).
일 실시예로, 최소 서브블록 크기가 8x8 크기로 미리 정의되어 있고 현재 블록의 크기가 8x8 크기보다 큰 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록을 고정된 크기의 서브블록들로 분할하고, 현재 블록 내 서브블록들에 대응하는 대응 블록 내 서브블록들의 움직임 벡터들을 기반으로 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출할 수 있다.
여기서, 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보라 함은, 참조 픽처(혹은 col 픽처)에서 현재 블록에 대응하여 위치하는 대응 블록(corresponding block; 혹은 col 블록)의 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 기반으로 도출될 수 있다. 대응 블록은, 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 참조 픽처에서 도출될 수 있다. 예를 들어, 참조 픽처에서 대응 블록의 위치는 대응 블록의 좌상단 샘플에 의해 특정될 수 있으며, 대응 블록의 좌상단 샘플 위치는 참조 픽처 상에서 현재 블록의 좌상단 샘플 위치로부터 공간적 주변 블록의 움직임 벡터만큼 이동한 위치에 대응될 수 있다. 또한 대응 블록의 크기(너비/높이)는 현재 블록의 크기(너비/높이)와 같을 수 있다.
상기 공간적 주변 블록은, 현재 블록의 좌하측 코너 주변 블록, 좌측 주변 블록, 우상측 코너 주변 블록, 상측 주변 블록, 및 좌상측 코너 주변 블록 중 적어도 하나를 포함하는 주변 블록들을 기반으로 가용성 여부를 체크하여 도출될 수 있다. 이에 관해서는 도 7을 참조하여 상세히 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출함에 있어서, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상술한 ATMVP 또는 ATMVP-ext 방식을 적용하여 서브블록 단위의 ATMVP 후보 또는 ATMVP-ext 후보(이하, 설명의 편의를 위하여 sbTMVP 후보라 함)를 도출하고, 이를 움직임 정보 후보 리스트에 추가할 수 있다. sbTMVP 후보를 도출하는 과정은 도 8 및 도 9를 참조하여 상세히 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
단계 S1010에서 판단한 결과, 현재 블록의 크기가 최소 서브블록 크기보다 작은 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록에 대해 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능하지 않은 것으로 판단하고, 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 과정을 수행하지 않을 수 있다.
일 실시예로, 최소 서브블록 크기가 8x8 크기로 미리 정의되어 있고 현재 블록의 크기가 4x4, 4x8 또는 8x4 중 어느 하나의 크기인 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록의 크기가 최소 서브블록 크기보다 작은 것으로 판단하여, 현재 블록에 대해 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하지 않을 수 있다.
인코딩 장치/디코딩 장치는 상기에서 도출된 현재 후보들(공간적 움직임 정보 후보 및 시간적 움직임 정보 후보)의 개수를 기초로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하는데 필요한 최대 후보 개수와 비교하고, 비교 결과에 따라 현재 후보들의 개수가 최대 후보 개수보다 작은 경우 결합된 쌍예측(combined bi-predictive) 후보, 제로(zero) 벡터 후보를 움직임 정보 후보 리스트에 추가할 수 있다(S1030, S1040). 최대 후보 개수는 미리 정의되어 있거나, 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
한편, 현재 블록에 대해 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 과정에서는 참조 픽처 상의 대응 블록으로부터 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 페치(fetch) 해오는 과정이 필요하다. 대응 블록이 위치하는 참조 픽처는 이미 코딩(인코딩/디코딩)이 완료된 픽처로서, 메모리(즉, DPB)에 저장되어 있다. 따라서, 메모리(즉, DPB)에 저장된 참조 픽처로부터 움직임 정보를 획득하려면 메모리에 접근하여 해당 정보를 페치해오는 과정이 필요하게 된다.
도 11 및 도 12는 참조 픽처의 대응 블록으로부터 현재 블록 단위로 움직임 벡터를 유도하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 참조 픽처의 대응 블록으로부터 현재 블록의 서브블록 단위로 움직임 벡터를 유도하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 현재 블록에 대해 시간적 움직임 정보 후보를 도출하기 위하여, 현재 블록에 대응하여 위치하는 대응 블록을 참조 픽처로부터 도출할 수 있다. 이때, 참조 픽처는 이미 코딩(인코딩/디코딩)이 완료되어 메모리(즉, DPB)에 저장되어 있으므로, 메모리에 접근하여 참조 픽처 상의 대응 블록으로부터 움직임 벡터(Temporal motion vector)를 페치하는 과정을 수행해야 한다. 이러한 메모리 페치를 통해 현재 블록에 대한 시간적 움직임 정보 후보(즉, Temporal motion vector)를 유도할 수 있다.
다만, 상기와 같이 현재 블록 단위로 시간적 움직임 벡터를 유도할 수도 있으나, 현재 블록에 대해 서브블록 단위로 시간적 움직임 벡터를 유도할 수도 있다. 이는 상술한 ATMVP 또는 ATMVP-ext 방식을 적용하여 서브블록 단위로 시간적 움직임 벡터를 유도하는 방법으로서, 이 경우 더 많은 양의 데이터를 메모리에서 페치해와야 한다.
도 13은 현재 블록이 4개의 서브블록들로 분할된 경우를 나타낸 것이다. 도 13을 참조하면, 현재 블록에 대해 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하기 위하여, 참조 픽처의 대응 블록으로부터 현재 블록 내 4개의 서브블록들에 대한 움직임 벡터들을 메모리로부터 페치해와야 한다. 이 경우, 도 11 및 도 12에 도시된 현재 블록 단위의 시간적 움직임 벡터를 유도하는 과정과 비교하였을 때, 서브블록 개수에 따라 더 많은 메모리 페치 과정이 필요함을 알 수 있다. 즉, 서브블록의 크기가 메모리로부터 데이터를 페치해오는 과정에 영향을 미치며, 이는 하드웨어 페치 성능에 따라 인코더/디코더 파이프 라인 구성 및 처리량(Throughput)에 영향을 미칠 수 있다. 현재 블록 내에서 서브블록을 과도하게 분할하였을 경우, 페치를 수행하는 메모리 버스의 크기에 의하여 여러 번 페치를 수행해야하는 문제가 발생할 수 있다. 이에, 본 발명에서는 과도한 페치 과정이 발생하지 않도록 하기 위하여 서브블록의 크기를 조정하여 사용할 수 있는 방법을 제안한다.
한편, 기존의 ATMVP 또는 ATMVP-ext에서는 4x4 크기의 서브블록 단위로 현재 블록을 분할하여 시간적 움직임 벡터를 유도한다. 이 경우, 4x4 크기의 서브블록 단위로 페치 과정이 수행되므로, 과도한 메모리 접근이 발생하게 되고 하드웨어 복잡도가 증가되는 문제점이 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 고정된 최소 서브블록 사이즈를 결정하고, 현재 블록이 고정된 최소 서브블록 사이즈로 페치를 수행하도록 함으로써, 하드웨어 복잡도 향상대비 압축성능의 손실이 적도록 한다. 일 실시예로, 고정된 최소 서브블록 사이즈는 8x8, 16x16 또는 32x32 크기로 결정될 수 있다. 이러한 고정된 최소 서브블록 사이즈는 실험적인 결과에서 하드웨어 복잡도 향상대비 압축성능의 손실이 적음을 증명하였다.
아래 표 1은 기존의 4x4 크기의 서브블록 단위로 분할하여 ATMVP를 수행한 압축성능을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2019008760-appb-T000001
아래 표 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 8x8 크기의 서브블록 단위로 분할하여 ATMVP를 수행한 방법의 압축성능을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2019008760-appb-T000002
아래 표 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 16x16 크기의 서브블록 단위로 분할하여 ATMVP를 수행한 방법의 압축성능을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2019008760-appb-T000003
아래 표 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 32x32 크기의 서브블록 단위로 분할하여 ATMVP를 수행한 방법의 압축성능을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2019008760-appb-T000004
상기 표 1 내지 표 4에 도시된 바와 같이, 실험결과를 바탕으로 서브블록 사이즈에 따라 압축효율과 디코딩 속도의 차이가 트레이드-오프 결과를 갖는다는 것을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같은 ATMVP 후보를 유도하기 위해 사용되는 서브블록 사이즈는 미리 정의되어 있을 수도 있고, 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 시그널링되는 정보일 수도 있다. 이하에서는 본 발명의 실시예에 따라 서브블록 사이즈를 시그널링하는 방법에 관해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서, 서브블록 사이즈에 관한 정보는 슬라이스 레벨 또는 시퀀스 레벨에서 시그널링될 수 있다. 예를 들어, ATMVP 후보 유도 과정에서 사용되는 디폴트 서브블록 사이즈는 시퀀스 레벨에서 시그널링될 수 있으며, 추가적으로 디폴트 서브블록 사이즈가 현재 슬라이스에서 사용되는지 여부를 지시하기 위해서 픽처/슬라이스 레벨에서 하나의 플래그 정보가 시그널링될 수 있다. 이때, 상기 플래그 정보가 false인 경우(즉, 디폴트 서브블록 사이즈가 현재 슬라이스에서 사용되지 않는 것을 지시하는 경우), 서브블록 사이즈가 픽처/슬라이스를 위한 슬라이스 헤더에서 추가적으로 시그널링될 수 있다.
표 5는 시퀀스 파라미터 셋에서 ATMVP 모드(즉, ATMVP 후보 유도 과정) 관련 정보 및 서브블록 사이즈에 관한 정보를 시그널링하는 신택스 테이블의 예를 나타낸다. 표 6은 상기 표 5의 신택스 요소들이 나타내는 정보를 정의하는 시멘틱스 테이블의 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2019008760-appb-T000005
Figure PCTKR2019008760-appb-T000006
표 7은 슬라이스 헤더에서 서브블록 사이즈에 관한 정보를 시그널링하는 신택스 테이블의 예를 나타낸다. 표 8은 상기 표 7의 신택스 요소들이 나타내는 정보를 정의하는 시멘틱스 테이블의 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2019008760-appb-T000007
Figure PCTKR2019008760-appb-T000008
상기 표 5 내지 8에 나타낸 바와 같이, 시퀀스 파리미터 셋에서 ATMVP 모드(즉, ATMVP 후보 유도 과정)가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그(sps_atmvp_enabled_flag)를 시그널링할 수 있다. 그리고, ATMVP 모드(즉, ATMVP 후보 유도 과정)가 적용되는 경우, ATMVP 후보 유도 과정에서 사용되는 서브블록 사이즈에 관한 정보(log2_atmvp_sub_block_size_default_minus2)를 시그널링할 수 있다. 이때, 슬라이스 레벨에서 ATMVP 후보 유도를 위한 서브블록 사이즈가 사용되는지 여부에 따라 슬라이스 헤더에서 서브블록 사이즈에 관한 정보(atmvp_sub_block_size_override_flag, log2_atmvp_sub_block_size_active_minus2)를 시그널링할 수 있다.
표 9는 시퀀스 파라미터 셋에서 서브블록 사이즈에 관한 정보를 시그널링하는 신택스 테이블의 예를 나타낸다. 표 10은 상기 표 9의 신택스 요소들이 나타내는 정보를 정의하는 시멘틱스 테이블의 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2019008760-appb-T000009
Figure PCTKR2019008760-appb-T000010
표 11은 슬라이스 헤더에서 서브블록 사이즈에 관한 정보를 시그널링하는 신택스 테이블의 예를 나타낸다. 표 12는 상기 표 11의 신택스 요소들이 나타내는 정보를 정의하는 시멘틱스 테이블의 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2019008760-appb-T000011
Figure PCTKR2019008760-appb-T000012
상기 표 9 내지 12에 나타낸 바와 같이, 시퀀스 파라미터 셋에서 ATMVP 후보 유도 과정에서 사용되는 서브블록 사이즈에 관한 정보(log2_atmvp_sub_block_size_default_minus2)를 시그널링할 수 있다. 이때, 슬라이스 레벨에서 ATMVP 후보 유도를 위한 서브블록 사이즈가 사용되는지 여부에 따라 슬라이스 헤더에서 서브블록 사이즈에 관한 정보(atmvp_sub_block_size_override_flag, log2_atmvp_sub_block_size_active_minus2)를 시그널링할 수 있다.
표 13은 시퀀스 파라미터 셋에서 서브블록 사이즈에 관한 정보를 시그널링하는 신택스 테이블의 예를 나타낸다. 표 14는 상기 표 13의 신택스 요소들이 나타내는 정보를 정의하는 시멘틱스 테이블의 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2019008760-appb-T000013
Figure PCTKR2019008760-appb-T000014
표 15는 슬라이스 헤더에서 서브블록 사이즈에 관한 정보를 시그널링하는 신택스 테이블의 예를 나타낸다. 표 16은 상기 표 15의 신택스 요소들이 나타내는 정보를 정의하는 시멘틱스 테이블의 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2019008760-appb-T000015
Figure PCTKR2019008760-appb-T000016
상기 표 13 내지 16에 나타낸 바와 같이, 시퀀스 파라미터 셋에서 ATMVP 후보 유도 과정에서 사용되는 서브블록 사이즈에 관한 정보(log2_atmvp_sub_block_size_default_minus2)를 시그널링할 수 있다. 이때, 서브블록 사이즈에 관한 정보(log2_atmvp_sub_block_size_default_minus2)를 사용할지 여부에 대한 추가 정보(atmvp_sub_block_size_inherit_flag)를 슬라이스 헤더에서 시그널링할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보(즉, ATMVP 후보)를 유도하기 위해 사용되는 대응 블록은 참조 픽처(즉, col 픽처)에 위치하며, 참조 픽처는 참조 픽처 리스트로부터 유도될 수 있다. 참조 픽처 리스트는 참조 픽처 리스트0(L0) 및 참조 픽처 리스트1(L1)로 구성될 수 있다. 참조 픽처 리스트0은 하나의 참조 픽처를 이용한 단방향의 인터 예측에 의해 코딩되는 P 슬라이스에서 사용되거나, 2개의 참조 픽처를 이용하여 순방향, 역방향 또는 양방향 인터 예측에 의해 코딩되는 B 슬라이스에서 사용될 수 있다. 참조 픽처 리스트1은 B 슬라이스에서 사용될 수 있다. 이와 같이 참조 픽처 리스트가 L0 및 L1로 구성됨에 따라, 참조 픽처 리스트 L0 및 L1 각각에 대해 대응 블록을 찾는 과정을 반복하게 된다. 또한, 대응 블록은 현재 블록의 공간적 주변 블록을 기반으로 참조 픽처에서 특정되는 것이므로, 현재 블록의 공간적 주변 블록을 탐색하는 과정 역시 참조 픽처 리스트 L0 및 L1 각각에 대해 수행될 수 있다. 이에, 본 발명에서는 참조 픽처 리스트 L0 및 L1를 체크하는 반복적인 과정을 단순화할 수 있는 방안을 제안한다.
본 발명의 일 실시예에서, ATMVP 후보를 유도하기 위해 사용되는 참조 픽처(즉, col 픽처)가 참조 픽처 리스트 L0 및 L1 중 어느 것으로부터 도출되는지를 지시하는 플래그 정보(collocated_from_l0_flag)를 사용할 수 있다. 상기 플래그 정보(collocated_from_l0_flag)에 따라 참조 픽처 리스트 L0 및 L1 중 하나만 참조하여 참조 픽처 내 대응 블록을 특정하고, 대응 블록의 움직임 벡터를 ATMVP 후보로 사용할 수 있다.
또한, 현재 블록의 공간적 주변 블록들을 미리 정해진 순서에 따라 탐색하면서 가장 먼저 가용한 공간적 주변 블록의 움직임 벡터가 검출되는 경우, 가장 먼저 가용한 것으로 검출된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 참조 픽처에서 대응 블록을 특정하고, 대응 블록의 서브블록 단위의 움직임 벡터를 도출함으로써 ATMVP 후보를 정할 수 있다. 이후 나머지 공간적 주변 블록들에 대한 가용성 체크 과정은 생략(skip)될 수 있다. 일 실시예로, 공간적 주변 블록의 가용성 여부를 체크하는 탐색 순서는 A0, B0, B1, A1 순일 수 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이다. 또는 공간적 주변 블록의 가용성 여부의 체크 과정은 단순화하기 위해서 A1만을 가용한지 여부를 체크할 수도 있다. 여기서, 공간적 주변 블록 A0, B0, A1, B1, B2은 도 7에 도시된 것을 나타낸다.
전술된 본 발명의 실시예는 아래 표 17에서와 같은 스펙(spec)에 따라 구현될 수 있다.
Figure PCTKR2019008760-appb-T000017
Figure PCTKR2019008760-appb-I000001
Figure PCTKR2019008760-appb-I000002
Figure PCTKR2019008760-appb-I000003
Figure PCTKR2019008760-appb-I000004
Figure PCTKR2019008760-appb-I000005
또한, 본 발명에서는 ATMVP 후보를 유도하기 위해 사용되는 대응 블록이 제한 영역(constrained area) 내에서 특정되도록 할 수 있다. 이에 관해서 도 14를 참조하여 설명하도록 한다.
도 14는 ATMVP 후보 유도 시에 제한 영역이 적용되는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 현재 픽처 내 현재 CTU(coding tree unit)가 있고, 현재 CTU 내 ATMVP를 적용하여 인터 예측을 수행하는 현재 블록들(B0, B1, B2)이 존재할 수 있다. ATMVP 모드를 적용하여 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보(ATMVP 후보)를 도출하기 위해서, 먼저 현재 블록들(B0, B1, B2) 각각에 대해 참조 픽처(col 픽처)에서 대응 블록(col 블록)(ColB0, ColB1, ColB2)을 도출할 수 있다. 이때, 참조 픽처(col 픽처)에는 제한 영역을 적용할 수 있다. 일 실시예로, 참조 픽처 내에서 현재 CTU에 4x4 블록들의 하나의 열을 더한 영역을 제한 영역으로 정할 수 있다. 다시 말해서, 제한 영역은 참조 픽처 상에서 현재 CTU에 대응하여 위치하는 CTU 영역에 4x4 블록들의 열(column) 하나를 더한 영역을 의미할 수 있다.
예를 들어, 도 14에 도시된 것처럼, 현재 블록(B0)에 대응하여 위치하는 대응 블록(ColB0)이 참조 픽처 상에서 제한 영역을 벗어나 위치하는 경우, 대응 블록(ColB0)이 제한 영역 내에 위치할 수 있도록 클리핑(clipping)할 수 있다. 이때, 대응 블록(ColB0)은 제한 영역의 가장 가까운 경계로 클리핑되어 대응 블록(ColB0')으로 조정될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들에 따르면, 동일 면적 단위에서 메모리로부터 데이터를 페치해오는 양을 줄임으로써 하드웨어 복잡도를 개선하였다. 또한, 추가적으로 Worst case를 개선하기 위하여 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 유도하는 과정을 제어하는 방안을 제안하였다. 기존의 비디오 압축 기술뿐만 아니라 최신의 비디오 압축 기술은 픽처를 다양한 형태의 블록으로 분할하여 예측을 수행하고 코딩을 수행한다. 또한 예측 성능 및 코딩 효율을 향상시키기 위해서 4x4, 4x8, 8x4 등 작은 블록으로 분할된다. 이와 같이 작은 블록들로 분할되는 경우, 서브블록 단위로 시간적 움직임 정보 후보를 유도함에 있어서 현재 블록이 시간적 움직임 벡터를 페치해오는 단위(즉, 최소 서브블록 사이즈)보다 작은 경우가 발생할 수 있다. 이 경우 페치 단위(즉, 최소 서브블록 사이즈)보다 더 작은 현재 블록 크기(즉, 최소 예측 유닛 사이즈)로 메모리 페치가 발생하게 되므로, 하드웨어 측면에서는 Worst case가 발생하게 된다. 즉, 본 발명에서는 이러한 문제점을 고려하여 상술한 바와 같이 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보의 도출 여부를 판단할 수 있는 조건을 제안하였고, 상기 조건을 만족하는 경우에 한해서 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 방법을 제안하였다.
도 15는 본 발명에 따른 인코딩 장치에 의한 영상 인코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 15의 방법은 도 2의 인코딩 장치(200)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 단계 S1500 ~ S1520은 도 2에 개시된 예측부(220)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S1530은 도 2에 개시된 레지듀얼 처리부(230)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S1540은 도 2에 개시된 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 도 15에서 개시된 방법은 본 명세서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다. 다만, 도 15에서는 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 15를 참조하면, 인코딩 장치는 현재 블록의 크기를 기반으로 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단하여, 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출할 수 있다(S1500).
일 실시예로, 인코딩 장치는 현재 블록에 대해 인터 예측을 수행함에 있어 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보(즉, sbTMVP 후보)를 도출하는 예측 모드 자체를 적용할지 여부를 결정할 수 있다. 이때, 인코딩 장치는 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보(즉, sbTMVP후보)를 도출하는 예측 모드 자체를 적용할지 여부를 지시하는 플래그 정보(예: sps_sbtmvp_enabled_flag)를 인코딩하여 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 예측 모드를 적용할 경우, 인코딩 장치는 현재 블록의 크기를 기반으로 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단하여, 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출할 수 있다.
현재 블록의 크기를 기반으로 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단함에 있어서, 인코딩 장치는 현재 블록의 크기가 최소 서브블록 크기보다 작은지 여부에 따라 결정할 수 있다. 일 실시예로, 아래 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. 인코딩 장치는 아래 수학식 1의 조건을 만족하는 경우에 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 또는, 인코딩 장치는 아래 수학식 1의 조건을 만족하지 않는 경우에 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한 것으로 판단할 수 있다.
Figure PCTKR2019008760-appb-M000001
여기서, 최소 서브블록 크기는 미리 정해져 있을 수 있으며, 예컨대 8x8 크기로 미리 정의되어 있을 수 있다. 다만, 8x8 크기는 하나의 예시일 뿐이며, 인코더/디코더의 하드웨어 성능이나 코딩 효율을 고려하여 다른 크기로 정의될 수도 있다. 예를 들어, 최소 서브블록 크기는 8x8 이상 크기일 수도 있고, 8x8보다 작은 크기로 정해질 수도 있다. 또한, 최소 서브블록 크기에 관한 정보는 인코딩 장치로부터 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
현재 블록의 크기(Widthblock, Heightblock)가 최소 서브블록 크기보다 작은 경우, 인코딩 장치는 현재 블록에 대해 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능하지 않은 것으로 판단하고, 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 과정을 수행하지 않을 수 있다. 이 경우, 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 제외하고 움직임 정보 후보 리스트를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최소 서브블록 크기가 8x8 크기로 미리 정의되어 있고 현재 블록의 크기가 4x4, 4x8 또는 8x4 중 어느 하나의 크기인 경우, 인코딩 장치는 현재 블록의 크기가 최소 서브블록 크기보다 작은 것으로 판단하여, 현재 블록에 대해 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하지 않을 수 있다.
현재 블록의 크기(Widthblock, Heightblock)가 최소 서브블록 크기보다 큰 경우, 인코딩 장치는 현재 블록에 대해 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한 것으로 판단하고, 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출할 수 있다. 예를 들어, 최소 서브블록 크기가 8x8 크기로 미리 정의되어 있고 현재 블록의 크기가 8x8 크기보다 큰 경우, 인코딩 장치는 현재 블록을 고정된 크기의 서브블록들로 분할하고, 현재 블록 내 서브블록들에 대응하는 대응 블록 내 서브블록들의 움직임 벡터들을 기반으로 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출할 수 있다.
현재 블록을 고정된 크기의 서브블록들로 분할함에 있어서, 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한 바와 같이, 서브블록 사이즈에 따라 참조 픽처로부터 대응 블록의 움직임 벡터를 페치해오는 과정에 영향을 미칠 수 있으므로, 서브블록 사이즈가 고정된 크기로 정해질 수 있다. 일 실시예로, 서브블록 사이즈는 고정된 크기로서, 예컨대 8x8, 16x16 또는 32x32 크기일 수 있다. 즉, 인코딩 장치는 8x8, 16x16 또는 32x32 크기의 고정된 서브블록 단위로 현재 블록에 대해 분할하여 각 분할된 서브블록들마다 시간적 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 여기서, 고정된 크기의 서브블록 사이즈는 미리 정의되어 있을 수도 있고, 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 시그널링될 수도 있다. 서브블록 사이즈를 시그널링하는 방법에 관해서는 표 5 내지 표 16을 참조하여 상세히 설명한 바 있다.
현재 블록 내 서브블록들에 대응하는 대응 블록 내 서브블록들의 움직임 벡터들을 도출함에 있어서, 대응 블록 내의 특정 서브블록에 움직임 벡터가 존재하지 않는 경우가 있을 수 있다. 즉, 대응 블록 내 특정 서브블록의 움직임 벡터가 가용하지 않은 경우, 인코딩 장치는 대응 블록의 센터에 위치한 블록의 움직임 벡터를 도출하고, 이를 대응 블록 내 상기 특정 서브블록에 대응하는 현재 블록 내의 서브블록에 대한 움직임 벡터로 사용할 수 있다. 여기서, 대응 블록의 센터에 위치한 블록이라 함은, 대응 블록의 센터 우하단 샘플을 포함하는 블록을 지칭할 수 있다. 대응 블록의 센터 우하단 샘플이라 함은, 대응 블록의 센터에 위치하는 4개의 샘플들 중 우측 하단에 위치한 샘플을 지칭할 수 있다.
현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출함에 있어서, 인코딩 장치는 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 참조 픽처에서 현재 블록에 대응하여 위치하는 대응 블록을 특정할 수 있다. 그리고, 인코딩 장치는 참조 픽처 상에 특정된 대응 블록에 대해 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 도출하고, 이를 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 움직임 벡터들(즉, 시간적 움직임 정보 후보)로 사용할 수 있다.
공간적 주변 블록이라 함은, 현재 블록의 좌하측 코너 주변 블록, 좌측 주변 블록, 우상측 코너 주변 블록, 상측 주변 블록, 및 좌상측 코너 주변 블록 중 적어도 하나를 포함하는 주변 블록들을 기반으로 가용성 여부를 체크하여 도출될 수 있다. 이때, 공간적 주변 블록은 복수개의 주변 블록들을 포함할 수도 있고, 1개의 주변 블록(예: 좌측 주변 블록)만을 포함할 수도 있다. 만일 공간적 주변 블록으로 복수개의 주변 블록들을 사용할 경우, 정해진 순서에 따라 복수개의 주변 블록들을 탐색하면서 가용성 여부를 체크하고, 가장 먼저 가용한 것으로 판단된 주변 블록의 움직임 벡터를 사용할 수 있다. 이에 관해서는 도 7을 참조하여 상세히 설명하였으므로, 구체적인 설명을 생략한다.
또한, 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보라 함은, 참조 픽처(혹은 col 픽처)에서 현재 블록에 대응하여 위치하는 대응 블록(corresponding block; 혹은 col 블록)의 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 기반으로 도출될 수 있다. 대응 블록은, 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 참조 픽처에서 도출될 수 있다. 예를 들어, 참조 픽처에서 대응 블록의 위치는 대응 블록의 좌상단 샘플에 의해 특정될 수 있으며, 대응 블록의 좌상단 샘플 위치는 참조 픽처 상에서 현재 블록의 좌상단 샘플 위치로부터 공간적 주변 블록의 움직임 벡터만큼 이동한 위치에 대응될 수 있다. 또한 대응 블록의 크기(너비/높이)는 현재 블록의 크기(너비/높이)와 같을 수 있다.
서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 과정은 도 7 내지 도 14를 참조하여 상세히 설명하였으므로, 본 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다. 물론, 본 실시예에서도 도 7 내지 도 14에 개시된 실시예들이 적용될 수 있다.
인코딩 장치는 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 기반으로 현재 블록에 대한 움직임 정보 후보 리스트를 구성할 수 있다(S1510).
인코딩 장치는 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 움직임 정보 후보 리스트에 추가할 수 있다. 이때, 인코딩 장치는 현재 후보들의 개수를 기초로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하는데 필요한 최대 후보 개수와 비교하고, 비교 결과에 따라 현재 후보들의 개수가 최대 후보 개수보다 작은 경우 결합된 쌍예측(combined bi-predictive) 후보, 제로(zero) 벡터 후보를 움직임 정보 후보 리스트에 추가할 수 있다. 최대 후보 개수는 미리 정의되어 있거나, 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
실시예에 따라, 인코딩 장치는 도 4, 5, 10을 참조하여 설명한 바와 같이 공간적 움직임 정보 후보 및 시간적 움직임 정보 후보를 모두 포함하여 움직임 정보 후보 리스트를 구성할 수도 있고, 또는 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 위한 움직임 정보 후보 리스트를 구성할 수도 있다. 즉, 인코딩 장치는 인터 예측시 적용되는 인터 예측 모드에 따라 구성되는 후보 또는 후보 개수 등을 상이하게 구성하여 움직임 정보 후보 리스트를 생성할 수 있다. 예를 들어, 머지 모드가 적용되는 경우, 인코딩 장치는 공간적 움직임 정보 후보 및 시간적 움직임 정보 후보를 기반으로 머지 후보를 구성하여 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다. 이때, 시간적 움직임 정보 후보를 도출함에 있어 ATMVP 모드 또는 ATMVP-ext 모드가 적용되는 경우, 머지 후보 리스트에 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보(ATMVP 후보 또는 ATMVP-ext 후보)를 추가하여 구성할 수 있다. 또는, 상술한 바와 같이 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보(즉, sbTMVP 후보)를 도출하는 예측 모드 자체를 적용할지 여부를 지시하는 플래그 정보(예: sps_sbtmvp_enabled_flag)에 따라 sbTMVP 후보를 도출하는 예측 모드가 적용되는 경우, 인코딩 장치는 sbTMVP 후보를 도출하여, sbTMVP 후보를 위한 움직임 정보 후보 리스트를 구성할 수 있다. 이 경우, 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 위한 후보 리스트는 서브블록 머지 후보 리스트로 지칭될 수 있다.
움직임 정보 후보 리스트를 구성하는 과정은 도 4, 5, 10를 참조하여 상세히 설명하였으므로, 본 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다. 물론, 본 실시예에서도 도 4, 5, 10에 개시된 실시예들이 적용될 수 있다.
인코딩 장치는 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 현재 블록의 움직임 정보를 도출하여 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S1520).
일 실시예로, 인코딩 장치는 RD(rate-distortion) cost 기반으로 움직임 정보 후보 리스트에 포함된 움직임 정보 후보들 중에서 최적의 움직임 정보 후보를 선택할 수 있으며, 선택된 움직임 정보 후보를 현재 블록의 움직임 정보로 도출할 수 있다. 그리고, 인코딩 장치는 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 현재 블록에 대해 인터 예측을 수행하여, 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 움직임 정보 후보 리스트에 포함된 움직임 정보 후보들 중에서 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보(ATMVP 후보 또는 ATMVP-ext 후보)가 선택되는 경우, 인코딩 장치는 현재 블록의 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 도출하여 이를 기반으로 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록의 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출하고(S1530), 레지듀얼 샘플들에 관한 정보를 인코딩할 수 있다(S1540).
즉, 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 원본 샘플들과 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다. 그리고, 인코딩 장치는 레지듀얼 샘플들에 관한 정보를 인코딩하여 비트스트림으로 출력하고, 이를 네트워크 또는 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송할 수 있다.
또한, 인코딩 장치는 RD(rate-distortion) cost 기반으로 움직임 정보 후보 리스트 내에서 선택된 움직임 정보 후보에 관한 정보를 인코딩할 수 있다. 예컨대, 인코딩 장치는 움직임 정보 후보 리스트 내에서 현재 블록의 움직임 정보로서 사용될 움직임 정보 후보를 가리키는 후보 인덱스 정보를 인코딩하고 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 디코딩 장치에 의한 영상 디코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 16의 방법은 도 3의 디코딩 장치(300)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 단계 S1600 ~ S1620은 도 3에 개시된 예측부(330)에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 도 16에서 개시된 방법은 본 명세서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다. 다만, 도 16에서는 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 16을 참조하면, 디코딩 장치는 현재 블록의 크기를 기반으로 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단하여, 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출할 수 있다(S1600).
일 실시예로, 디코딩 장치는 현재 블록에 대해 인터 예측을 수행함에 있어 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보(즉, sbTMVP 후보)를 도출하는 예측 모드 자체를 적용할지 여부를 결정할 수 있다. 이때, 디코딩 장치는 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보(즉, sbTMVP후보)를 도출하는 예측 모드 자체를 적용할지 여부를 지시하는 플래그 정보(예: sps_sbtmvp_enabled_flag)를 인코딩 장치로부터 수신하여 이를 디코딩함으로써, sbTMVP 후보를 도출하는 예측 모드 자체를 적용할지 여부를 결정할 수 있다. 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 예측 모드를 적용할 경우, 디코딩 장치는 현재 블록의 크기를 기반으로 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단하여, 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출할 수 있다.
현재 블록의 크기를 기반으로 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단함에 있어서, 디코딩 장치는 현재 블록의 크기가 최소 서브블록 크기보다 작은지 여부에 따라 결정할 수 있다. 일 실시예로, 디코딩 장치는 상술한 수학식 1의 조건을 만족하는 경우에 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 또는, 디코딩 장치는 상술한 수학식 1의 조건을 만족하지 않는 경우에 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 최소 서브블록 크기는 미리 정해져 있을 수 있으며, 예컨대 8x8 크기로 미리 정의되어 있을 수 있다. 다만, 8x8 크기는 하나의 예시일 뿐이며, 인코더/디코더의 하드웨어 성능이나 코딩 효율을 고려하여 다른 크기로 정의될 수도 있다. 예를 들어, 최소 서브블록 크기는 8x8 이상 크기일 수도 있고, 8x8보다 작은 크기로 정해질 수도 있다. 또한, 최소 서브블록 크기에 관한 정보는 인코딩 장치로부터 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
현재 블록의 크기(Widthblock, Heightblock)가 최소 서브블록 크기보다 작은 경우, 디코딩 장치는 현재 블록에 대해 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능하지 않은 것으로 판단하고, 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 과정을 수행하지 않을 수 있다. 이 경우, 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 제외하고 움직임 정보 후보 리스트를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최소 서브블록 크기가 8x8 크기로 미리 정의되어 있고 현재 블록의 크기가 4x4, 4x8 또는 8x4 중 어느 하나의 크기인 경우, 디코딩 장치는 현재 블록의 크기가 최소 서브블록 크기보다 작은 것으로 판단하여, 현재 블록에 대해 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하지 않을 수 있다.
현재 블록의 크기(Widthblock, Heightblock)가 최소 서브블록 크기보다 큰 경우, 디코딩 장치는 현재 블록에 대해 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한 것으로 판단하고, 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출할 수 있다. 예를 들어, 최소 서브블록 크기가 8x8 크기로 미리 정의되어 있고 현재 블록의 크기가 8x8 크기보다 큰 경우, 디코딩 장치는 현재 블록을 고정된 크기의 서브블록들로 분할하고, 현재 블록 내 서브블록들에 대응하는 대응 블록 내 서브블록들의 움직임 벡터들을 기반으로 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출할 수 있다.
현재 블록을 고정된 크기의 서브블록들로 분할함에 있어서, 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한 바와 같이, 서브블록 사이즈에 따라 참조 픽처로부터 대응 블록의 움직임 벡터를 페치해오는 과정에 영향을 미칠 수 있으므로, 서브블록 사이즈가 고정된 크기로 정해질 수 있다. 일 실시예로, 서브블록 사이즈는 고정된 크기로서, 예컨대 8x8, 16x16 또는 32x32 크기일 수 있다. 즉, 디코딩 장치는 8x8, 16x16 또는 32x32 크기의 고정된 서브블록 단위로 현재 블록에 대해 분할하여 각 분할된 서브블록들마다 시간적 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 여기서, 고정된 크기의 서브블록 사이즈는 미리 정의되어 있을 수도 있고, 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 시그널링될 수도 있다. 서브블록 사이즈를 시그널링하는 방법에 관해서는 표 5 내지 표 16을 참조하여 상세히 설명한 바 있다.
현재 블록 내 서브블록들에 대응하는 대응 블록 내 서브블록들의 움직임 벡터들을 도출함에 있어서, 대응 블록 내의 특정 서브블록에 움직임 벡터가 존재하지 않는 경우가 있을 수 있다. 즉, 대응 블록 내 특정 서브블록의 움직임 벡터가 가용하지 않은 경우, 디코딩 장치는 대응 블록의 센터에 위치한 블록의 움직임 벡터를 도출하고, 이를 대응 블록 내 상기 특정 서브블록에 대응하는 현재 블록 내의 서브블록에 대한 움직임 벡터로 사용할 수 있다. 여기서, 대응 블록의 센터에 위치한 블록이라 함은, 대응 블록의 센터 우하단 샘플을 포함하는 블록을 지칭할 수 있다. 대응 블록의 센터 우하단 샘플이라 함은, 대응 블록의 센터에 위치하는 4개의 샘플들 중 우측 하단에 위치한 샘플을 지칭할 수 있다.
현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출함에 있어서, 디코딩 장치는 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 참조 픽처에서 현재 블록에 대응하여 위치하는 대응 블록을 특정할 수 있다. 그리고, 디코딩 장치는 참조 픽처 상에 특정된 대응 블록에 대해 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 도출하고, 이를 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 움직임 벡터들(즉, 시간적 움직임 정보 후보)로 사용할 수 있다.
공간적 주변 블록이라 함은, 현재 블록의 좌하측 코너 주변 블록, 좌측 주변 블록, 우상측 코너 주변 블록, 상측 주변 블록, 및 좌상측 코너 주변 블록 중 적어도 하나를 포함하는 주변 블록들을 기반으로 가용성 여부를 체크하여 도출될 수 있다. 이때, 공간적 주변 블록은 복수개의 주변 블록들을 포함할 수도 있고, 1개의 주변 블록(예: 좌측 주변 블록)만을 포함할 수도 있다. 만일 공간적 주변 블록으로 복수개의 주변 블록들을 사용할 경우, 정해진 순서에 따라 복수개의 주변 블록들을 탐색하면서 가용성 여부를 체크하고, 가장 먼저 가용한 것으로 판단된 주변 블록의 움직임 벡터를 사용할 수 있다. 이에 관해서는 도 7을 참조하여 상세히 설명하였으므로, 구체적인 설명을 생략한다.
또한, 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보라 함은, 참조 픽처(혹은 col 픽처)에서 현재 블록에 대응하여 위치하는 대응 블록(corresponding block; 혹은 col 블록)의 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 기반으로 도출될 수 있다. 대응 블록은, 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 참조 픽처에서 도출될 수 있다. 예를 들어, 참조 픽처에서 대응 블록의 위치는 대응 블록의 좌상단 샘플에 의해 특정될 수 있으며, 대응 블록의 좌상단 샘플 위치는 참조 픽처 상에서 현재 블록의 좌상단 샘플 위치로부터 공간적 주변 블록의 움직임 벡터만큼 이동한 위치에 대응될 수 있다. 또한 대응 블록의 크기(너비/높이)는 현재 블록의 크기(너비/높이)와 같을 수 있다.
서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 과정은 도 7 내지 도 14를 참조하여 상세히 설명하였으므로, 본 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다. 물론, 본 실시예에서도 도 7 내지 도 14에 개시된 실시예들이 적용될 수 있다.
디코딩 장치는 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 기반으로 현재 블록에 대한 움직임 정보 후보 리스트를 구성할 수 있다(S1610).
디코딩 장치는 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 움직임 정보 후보 리스트에 추가할 수 있다. 이때, 디코딩 장치는 현재 후보들의 개수를 기초로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하는데 필요한 최대 후보 개수와 비교하고, 비교 결과에 따라 현재 후보들의 개수가 최대 후보 개수보다 작은 경우 결합된 쌍예측(combined bi-predictive) 후보, 제로(zero) 벡터 후보를 움직임 정보 후보 리스트에 추가할 수 있다. 최대 후보 개수는 미리 정의되어 있거나, 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
실시예에 따라, 디코딩 장치는 도 4, 5, 10을 참조하여 설명한 바와 같이 공간적 움직임 정보 후보 및 시간적 움직임 정보 후보를 모두 포함하여 움직임 정보 후보 리스트를 구성할 수도 있고, 또는 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 위한 움직임 정보 후보 리스트를 구성할 수도 있다. 즉, 디코딩 장치는 인터 예측시 적용되는 인터 예측 모드에 따라 구성되는 후보 또는 후보 개수 등을 상이하게 구성하여 움직임 정보 후보 리스트를 생성할 수 있다. 예를 들어, 머지 모드가 적용되는 경우, 디코딩 장치는 공간적 움직임 정보 후보 및 시간적 움직임 정보 후보를 기반으로 머지 후보를 구성하여 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다. 이때, 시간적 움직임 정보 후보를 도출함에 있어 ATMVP 모드 또는 ATMVP-ext 모드가 적용되는 경우, 머지 후보 리스트에 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보(ATMVP 후보 또는 ATMVP-ext 후보)를 추가하여 구성할 수 있다. 또는, 상술한 바와 같이 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보(즉, sbTMVP 후보)를 도출하는 예측 모드 자체를 적용할지 여부를 지시하는 플래그 정보(예: sps_sbtmvp_enabled_flag)에 따라 sbTMVP 후보를 도출하는 예측 모드가 적용되는 경우, 디코딩 장치는 sbTMVP 후보를 도출하여, sbTMVP 후보를 위한 움직임 정보 후보 리스트를 구성할 수 있다. 이 경우, 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 위한 후보 리스트는 서브블록 머지 후보 리스트로 지칭될 수 있다.
움직임 정보 후보 리스트를 구성하는 과정은 도 4, 5, 10를 참조하여 상세히 설명하였으므로, 본 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다. 물론, 본 실시예에서도 도 4, 5, 10에 개시된 실시예들이 적용될 수 있다.
디코딩 장치는 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 현재 블록의 움직임 정보를 도출하여 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S1520).
일 실시예로, 디코딩 장치는 움직임 정보 후보 리스트에 포함된 움직임 정보 후보들 중에서 후보 인덱스가 가리키는 움직임 정보 후보를 선택하여 현재 블록의 움직임 정보로 도출할 수 있다. 이때, 후보 인덱스 정보는 움직임 정보 후보 리스트 내에서 현재 블록의 움직임 정보로서 사용될 움직임 정보 후보를 가리키는 인덱스일 수 있다. 후보 인덱스 정보는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치는 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행하여, 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 움직임 정보 후보 리스트에 포함된 움직임 정보 후보들 중에서 후보 인덱스에 의해 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보(ATMVP 후보 또는 ATMVP-ext 후보)가 선택되는 경우, 디코딩 장치는 현재 블록의 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 도출하여 이를 기반으로 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다.
또한, 디코딩 장치는 현재 블록의 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출하고, 도출된 레지듀얼 샘플들 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 이때, 레지듀얼 정보는 인코딩 장치로부터 시그널링될 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.
본 문서에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 이 경우 구현을 위한 정보(ex. information on instructions) 또는 알고리즘이 디지털 저장 매체에 저장될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 운송 수단 단말 (ex. 차량 단말, 비행기 단말, 선박 단말 등) 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
도 17은 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 예시적으로 나타낸다.
본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 발명이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.

Claims (18)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    현재 블록의 크기를 기반으로 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단하여, 상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 단계;
    상기 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보 후보 리스트를 구성하는 단계; 및
    상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보는, 참조 픽처에서 상기 현재 블록에 대응하여 위치하는 대응 블록(corresponding block)의 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 기반으로 도출되며,
    상기 대응 블록은, 상기 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 상기 참조 픽처에서 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 단계는,
    상기 현재 블록의 크기가 최소 서브블록 크기보다 작은지 여부에 따라, 상기 현재 블록에 대해 상기 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 최소 서브블록 크기는, 8x8 크기로 미리 정해진 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 단계는,
    상기 현재 블록의 크기가 4x4, 4x8 또는 8x4 중 어느 하나의 크기인 경우, 상기 최소 서브블록 크기보다 작은 것으로 판단하여, 상기 현재 블록에 대해 상기 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 최소 서브블록 크기에 관한 정보는, 인코딩 장치로부터 시그널링되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 단계는,
    상기 현재 블록을 고정된 크기의 서브블록들로 분할하고, 상기 현재 블록 내 서브블록들에 대응하는 상기 대응 블록 내 서브블록들의 움직임 벡터들을 기반으로 상기 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고정된 크기의 서브블록 단위는, 8x8, 16x16 또는 32x32 크기의 서브블록 단위인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 벡터는,
    상기 현재 블록의 좌하측 코너 주변 블록, 좌측 주변 블록, 우상측 코너 주변 블록, 상측 주변 블록, 및 좌상측 코너 주변 블록 중 적어도 하나를 포함하는 주변 블록들을 기반으로 도출된 가용한 공간적 주변 블록의 움직임 벡터인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 단계는,
    상기 대응 블록 내 특정 서브블록의 움직임 벡터가 가용하지 않는 경우,
    상기 대응 블록 내에서 센터에 위치한 블록의 움직임 벡터를 도출하여 상기 대응 블록 내 특정 서브블록에 대응하는 상기 현재 블록 내의 서브블록의 움직임 벡터로 사용하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  10. 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
    현재 블록의 크기를 기반으로 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능한지 여부를 판단하여, 상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 단계;
    상기 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 움직임 정보 후보 리스트를 구성하는 단계;
    상기 움직임 정보 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성하는 단계;
    상기 현재 블록의 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계; 및
    상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보를 인코딩하는 단계를 포함하며,
    상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보는, 참조 픽처에서 상기 현재 블록에 대응하여 위치하는 대응 블록(corresponding block)의 서브블록 단위의 움직임 벡터들을 기반으로 도출되며,
    상기 대응 블록은, 상기 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 벡터를 기반으로 상기 참조 픽처에서 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 단계는,
    상기 현재 블록의 크기가 최소 서브블록 크기보다 작은지 여부에 따라, 상기 현재 블록에 대해 상기 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보가 도출 가능한지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 최소 서브블록 크기는, 8x8 크기로 미리 정해진 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 단계는,
    상기 현재 블록의 크기가 4x4, 4x8 또는 8x4 중 어느 하나의 크기인 경우, 상기 최소 서브블록 크기보다 작은 것으로 판단하여, 상기 현재 블록에 대해 상기 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보가 도출 가능하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 최소 서브블록 크기에 관한 정보는, 상기 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 시그널링되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 단계는,
    상기 현재 블록을 고정된 크기의 서브블록들로 분할하고, 상기 현재 블록 내 서브블록들에 대응하는 상기 대응 블록 내 서브블록들의 움직임 벡터들을 기반으로 상기 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 고정된 크기의 서브블록 단위는, 8x8, 16x16 또는 32x32 크기의 서브블록 단위인 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 벡터는,
    상기 현재 블록의 좌하측 코너 주변 블록, 좌측 주변 블록, 우상측 코너 주변 블록, 상측 주변 블록, 및 좌상측 코너 주변 블록 중 적어도 하나를 포함하는 주변 블록들을 기반으로 도출된 가용한 공간적 주변 블록의 움직임 벡터인 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 서브블록 단위의 시간적 움직임 정보 후보를 도출하는 단계는,
    상기 대응 블록 내 특정 서브블록의 움직임 벡터가 가용하지 않은 경우,
    상기 대응 블록 내에서 센터에 위치한 블록의 움직임 벡터를 도출하여 상기 대응 블록 내 특정 서브블록에 대응하는 상기 현재 블록 내의 서브블록의 움직임 벡터로 사용하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
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