WO2019235819A1 - Method and apparatus for processing video signal - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method and apparatus for processing a video signal, and more particularly, to a method and apparatus for processing a video signal using prediction based on a motion model.
- Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium.
- Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding.
- a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
- Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
- embodiments of the present invention provide a video signal processing apparatus and method for effectively expressing various motions in inter-screen prediction.
- embodiments of the present invention to provide a video signal processing apparatus and method that can reduce the amount of computation while effectively representing a variety of motion.
- embodiments of the present invention to provide a video signal processing apparatus and method that can reduce the data throughput while effectively representing a variety of motion.
- a video signal processing method comprising: checking, among a plurality of predefined motion models, a motion model applied for prediction of a current block to be processed, and based on the current model. Determining a motion vector for at least one control point of the block; determining a motion vector for each subblock of the current block using the motion vector for the at least one control point; And predicting the current block based on the motion vector for the current block.
- the number of control points of the current block may be determined by the motion model.
- the checking of the motion model applied for the prediction of the current block may include checking whether a specific motion model is applied to a slice including the current block, and checking the slice in the slice.
- the method may include checking whether the specific motion model is applied to the current block.
- the checking of the motion model applied for the prediction of the current block may include: checking the number of samples included in the current block or the size of the current block. Determining whether the number of samples or the size of the current block is within a threshold range defined in a specific motion model, and the number of samples or the size of the current block is in a threshold range of the specific motion model If included in, may include determining whether the specific motion model is applied.
- the checking of the motion model applied for the prediction of the current block may include checking a motion model applied to a neighboring block adjacent to the current block, and checking a motion model applied to the neighboring block. Identifying the number of corresponding parameters, identifying motion model candidates applicable to the current block among the plurality of motion models based on the number of parameters, and applying the current block among the motion model candidates. And identifying the motion model.
- identifying the motion model applied for the prediction of the current block includes: determining a set of motion model candidates applied to the current block among predefined sets of motion model candidates And identifying an index indicating a motion model applied to the current block among the motion model candidates, and identifying a motion model corresponding to the index among the motion model candidates.
- the determining of the motion vector for at least one control point of the current block may include: a motion corresponding to a difference value between the motion vector of the neighboring block adjacent to the current block and the motion vector of the current block; Motion vector difference (MVD) or control point motion vector difference value corresponding to the difference value of the motion vector for the control point of the neighboring block and the control vector of the current block corresponding to the control point of the neighboring block
- the method may include determining a control point motion vector difference (CPMVD).
- the predefined plurality of motion models may include a translation mode, a scaling mode, a rotation mode, and a simplified affine mode. mode, affine mode, or bilinear interpolation mode.
- the determining of the motion vector for at least one control point of the current block may include: parsing one MVD when the translation mode is applied to the current block. Determining a motion vector, and when the scaling mode is applied to the current block, determining a motion vector for two control points by parsing the x component of CPMVD for a first control point and CPMVD for a second control point; Determining the motion vector for the two control points by parsing the y component of the CPMVD for the first control point and the CPMVD for the second control point when the rotation mode is applied to the current block, and the simplified affine mode.
- the motion for the two control points by parsing the CPMVD for the first control point and the CPMVD for the second control point. Determining a vector, and when the affine mode is applied to the current block, parsing the CPMVD for the first control point, the CPMVD for the second control point, and the CPMVD for the third control point, by motion vector for the three control points. Determining CPMVD for a first control point, CPMVD for a second control point, CPMVD for a third control point, and CPMVD for a fourth control point when the bilinear interpolation mode is applied to the current block. Determining a motion vector for the four control points.
- the video signal processing apparatus may include a memory for storing the video signal, and a decoder functionally coupled to the memory.
- the decoder identifies, among a plurality of predefined motion models, a motion model applied for prediction of a current block to be processed, and obtains a motion vector for at least one control point of the current block based on the motion model. Determine, determine a motion vector for each subblock of the current block using the motion vector for the at least one control point, and perform prediction of the current block based on the motion vector for each subblock Can be.
- the decoder checks whether a specific motion model is applied to a slice including the current block, and when the specific motion model is applied to the slice, the specific motion model to the current block. It may be set to check whether this has been applied.
- the decoder checks the number of samples included in the current block or the size of the current block, and the number of the samples or the size of the current block is determined by a threshold defined in a specific motion model. If the number of the samples or the size of the current block is included in the threshold range of the specific motion model, it may be set to determine whether the specific motion model is applied.
- the decoder identifies a motion model applied to a neighboring block adjacent to the current block, checks the number of parameters corresponding to the motion model applied to the neighboring block, and based on the number of parameters.
- the motion model candidates applicable to the current block among the plurality of motion models may be identified, and the motion model applied to the current block among the motion model candidates may be set.
- the decoder determines a set of motion model candidates applied to the current block among predefined sets of motion model candidates, and determines a motion model applied to the current block among the motion model candidates. It may be set to identify an index indicating and indicate a motion model corresponding to the index among the motion model candidates.
- the decoder may include a motion vector difference (MVD) or a motion vector corresponding to a difference value between a motion vector of a neighboring block adjacent to the current block and a motion vector of the current block.
- the control point motion vector difference (CPMVD) corresponding to the difference value of the motion vector for the control point of the block and the motion vector for the control point of the current block corresponding to the control point of the neighboring block may be set. Can be.
- the predefined plurality of motion models may include a translation mode, a scaling mode, a rotation mode, and a simplified affine mode. mode, affine mode, or bilinear interpolation mode.
- the decoder may determine one motion vector by parsing one MVD when the translation mode is applied to the current block, and a first control point when the scaling mode is applied to the current block.
- more various motions can be effectively expressed by determining a motion vector for at least one control point of the current block variably according to the motion model applied to the current block to be predicted.
- data throughput can be reduced while effectively representing various motions.
- FIG. 1 shows an example of a functional configuration of an encoder as an example of a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 shows an example of a functional configuration of a decoder as another example of a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 illustrates an example of a multitype tree structure according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 4 illustrates an example of a signaling mechanism of partition partitioning information of a quadtree with nested multi-type tree structure with a multitype tree according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 5 illustrates an example of a method of dividing a coding tree unit (CTU) into multiple CUs based on a quadtree and a quadtree and nested multi-type tree structure according to an embodiment of the present invention. .
- CTU coding tree unit
- FIG. 6 shows an example of a method of limiting ternary-tree splitting according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 7 illustrates examples of redundant partition patterns that may occur in binary tree partitioning and ternary tree partitioning according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 8 illustrates an example of an operation flowchart for encoding an image in a video signal processing method according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 9 illustrates an example of a functional configuration of an inter predictor of an encoder in a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 10 illustrates an example of an operation flowchart for image decoding in a video signal processing method according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 11 illustrates an example of a functional configuration of an inter predictor of a decoder in a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 13 illustrates an example of a control point motion vector for affine motion prediction according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 14 shows an example of a motion vector for each subblock of a block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 15 illustrates an example of neighboring blocks used for prediction of a current block in an affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 16 shows an example of a main block used for prediction of a current block in an affiliate merge mode according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 17 illustrates an example of a block in which affine motion prediction is performed using a neighboring block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 18 shows an example of an operation flowchart for affine motion prediction according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 19 shows an example of a translation motion model according to an embodiment of the invention.
- FIG. 20 shows an example of a scaling motion model according to an embodiment of the invention.
- FIG. 21 shows an example of a rotation motion model according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 22 shows an example of an operation flowchart for prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 23 illustrates an example of an operation flowchart for identifying a motion model in units of slices and blocks in prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 24 illustrates an example of an operation flowchart for checking a motion model in consideration of a sample number of a current block or a size of the current block in prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention.
- 25 illustrates an example of an operation flowchart for identifying a motion model using neighboring blocks in prediction using the motion model according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 26 shows an example of an operation flowchart for identifying a motion model corresponding to an index among a set of motion model candidates in prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 27 shows an example of a video coding system as an embodiment to which the present invention is applied.
- FIG. 28 shows an example of a video streaming system as an embodiment to which the present invention is applied.
- the 'processing unit' refers to a unit in which a process of encoding / decoding such as prediction, transformation, and / or quantization is performed.
- the processing unit may be interpreted to include a unit for a luma component and a unit for a chroma component.
- the processing unit may correspond to a block, a coding unit (CU), a prediction unit (PU), or a transform unit (TU).
- the processing unit may be interpreted as a unit for the luminance component or a unit for the chrominance component.
- the processing unit may correspond to a CTB, CB, PU or TB for the luminance component.
- the processing unit may correspond to a CTB, CB, PU or TB for the chrominance component.
- the present invention is not limited thereto, and the processing unit may be interpreted to include a unit for a luminance component and a unit for a color difference component.
- processing unit is not necessarily limited to square blocks, but may also be configured in a polygonal form having three or more vertices.
- a pixel, a pixel, and the like are referred to collectively as samples.
- using a sample may mean using a pixel value or a pixel value.
- FIG. 1 shows an example of a functional configuration of an encoder as an example of a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
- the encoder 10 may include an image divider 110, a subtractor 115, a transform unit 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transform unit 150, and an adder.
- the unit 155, the filtering unit 160, the memory 170, the inter prediction unit 180, the intra prediction unit 185, and the entropy encoding unit 190 may be configured.
- the inter predictor 180 and the intra predictor 185 may be collectively referred to as a predictor. In other words, the predictor may include an inter predictor 180 and an intra predictor 185.
- the transform unit 120, the quantization unit 130, the inverse quantization unit 140, and the inverse transform unit 150 may be included in the residual processing unit.
- the residual processing unit may further include a subtracting unit 115.
- a subtracting unit 115 As an example, the image divider 110, the subtractor 115, the transformer 120, the quantizer 130, the inverse quantizer 140, the inverse transformer 150, and the adder 155 may be described.
- the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, the intra prediction unit 185, and the entropy encoding unit 190 may be configured by one hardware component (eg, an encoder or a processor).
- the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB) 172 or may be configured by a digital storage medium.
- DPB decoded picture buffer
- the image divider 110 may divide the input image (or picture or frame) input to the encoder 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 (QTBT) structure from a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU).
- QTBT quad-tree binary-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 and / or a binary tree structure.
- the quad tree structure may be applied first and the binary tree 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 aforementioned final coding unit, 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 encoder 100 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 from the input image signal (original block, original sample array) and the residual signal. (residual signal, residual block, residual sample array), and the generated residual signal is transmitted to the converter 120.
- a unit that subtracts a prediction signal (prediction block, prediction sample array) from an input image signal (original block, original sample array) in the encoder 100 may be called a subtraction unit 115.
- the prediction unit may perform a prediction on 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 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied on a current block or CU basis. As described later in the description of each prediction mode, 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 190. The information about the prediction may be encoded in the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
- the intra predictor 185 may predict the current block by referring to the 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.
- prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
- the non-directional mode may include, for example, a DC mode and a planner mode (Planar mode).
- the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes according to the degree of detail of the prediction direction. However, as an example, more or less directional prediction modes may be used depending on the setting.
- the intra predictor 185 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
- the inter prediction unit 180 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), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block is called a collocated picture (colPic). It may be.
- the inter prediction unit 180 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks, and provides information indicating which candidates are 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. For example, in the case of a skip mode and a merge mode, the inter prediction unit 180 may determine motion information of a neighboring block.
- the residual signal may not be transmitted.
- the motion vector prediction (MVP) mode the motion vector of the neighboring block is used as a motion vector predictor and the motion vector difference (MVD) is signaled to signal the motion block. It can indicate a motion vector.
- MVP motion vector prediction
- the prediction signal generated by the inter predictor 180 or the intra predictor 185 may be used to generate a reconstruction signal or to generate a residual signal.
- the transformer 120 may apply transform techniques to the residual signal to generate transform coefficients.
- the transformation technique may include at least one of a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a Karhunen-Loeve transform (KLT), a graph-based transform (GBT), or a conditionally non-linear transform (CNT).
- DCT discrete cosine transform
- DST discrete sine transform
- KLT Karhunen-Loeve 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.
- CNT refers to a transform that is generated based on and generates a prediction signal 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 130 quantizes the transform coefficients and transmits them to the entropy encoding unit 190.
- the entropy encoding unit 190 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 130 may rearrange block quantized transform coefficients into a one-dimensional vector form based on various scan orders, and quantize the quantized transform coefficients based on the quantized transform coefficients of the one-dimensional vector form. Information about transform coefficients may be generated.
- the entropy encoding unit 390 may perform various encoding methods such as, for example, exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
- the entropy encoding unit 390 may encode information necessary for video / image reconstruction in addition to the quantized transform coefficients (eg, values of syntax elements) together or separately.
- the encoded information (eg, encoded video / image information) may be transmitted or stored in units of NALs (network abstraction layer) in the form of a bitstream.
- 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 a universal serial bus (USB), a secure digital (SD) card, a compact disk (CD), a digital video disk (DVD), a Blu-ray, and an HDD. (hard disk drive), solid state drive (SSD), flash memory, and a variety of storage media may be included.
- the signal output from the entropy encoding unit 190 may include a communication unit (not shown) and / or a storage unit or memory (not shown) configured as internal / external components of the encoder 100, or the transmission unit may be entropy. It may be a component of the encoding unit 190.
- the quantized transform coefficients output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
- the quantized transform coefficients may reconstruct the residual signal by applying inverse quantization and inverse transform through the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 150 in a loop.
- the adder 155 adds the reconstructed residual signal to the predicted signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185 so that a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) is added. Can be generated. 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 155 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
- the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of a next processing target block in a current picture, and may be used for inter prediction of a next picture through filtering as described below.
- the filtering unit 160 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstruction signal.
- the filtering unit 160 may generate a modified reconstruction picture by applying various filtering methods to the reconstruction picture, and the modified reconstruction picture may be stored in the memory 170, specifically, of the memory 170. May be stored in the DPB 172.
- the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset (SAO), adaptive loop filter (ALF), bilateral filter, and the like. Can be.
- the filtering unit 160 may generate various information related to the filtering and transmit the generated information to the entropy encoding unit 190 as described later in the description of each filtering method.
- the filtering information may be encoded in the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
- the modified reconstructed picture stored in the memory 170 may be used as the reference picture in the inter predictor 180.
- the encoder 100 may avoid prediction mismatches in the encoder 100 and the decoder 200, and may improve encoding efficiency.
- the DPB 174 of the memory 170 may store the modified reconstructed picture for use as a reference picture in the inter predictor 180.
- the memory 170 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 180 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
- the memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and transfer the reconstructed samples to the intra predictor 185.
- FIG. 2 shows an example of a functional configuration of a decoder as another example of a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
- the decoder 200 includes an entropy decoder 210, an inverse quantizer 220, an inverse transformer 230, an adder 235, a filter 240, a memory 250, and inter prediction.
- the unit 260 and the intra predictor 265 may be configured.
- the inter predictor 260 and the intra predictor 265 may be collectively called a predictor. That is, the predictor may include an inter predictor 280 and an intra predictor 285.
- the inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230 may be collectively referred to as a residual processing unit. That is, the residual processor may include an inverse quantization unit 220 and an inverse transform unit 230.
- the entropy decoder 210, the inverse quantizer 220, the inverse transformer 230, the adder 235, the filter 240, the inter predictor 260, and the intra predictor 265 are described in the embodiment. Can be configured by one hardware component (eg, decoder or processor).
- the memory 250 may also include a DPB 252 and may be configured by a digital storage medium.
- the decoder 200 may reconstruct an image corresponding to a process in which the video / image information is processed by the encoder 100 of FIG. 1.
- the decoder 200 may perform decoding using a processing unit applied in the encoder 100.
- the processing unit of decoding may be a coding unit, for example, which may be split along a quad tree structure and / or a binary tree structure from a coding tree unit or a maximum coding unit.
- the reconstructed video signal decoded and output through the decoder 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
- the decoder 200 may receive a signal output from the encoder 100 of FIG. 1 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 210.
- the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream to derive information (eg, video / image information) necessary for image reconstruction (or picture reconstruction).
- the entropy decoding unit 210 decodes the information in the bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, and converts a value of a syntax element required for image reconstruction, and a transform coefficient of a residual. You can output quantized values.
- 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.
- a context model may be determined, and arithmetic decoding of bins may be performed by predicting a probability of occurrence of a bin according to the determined context model to generate a symbol corresponding to a value of each syntax element. have.
- 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 / bean after determining the context model.
- the information related to the prediction among the information decoded by the entropy decoding unit 210 is provided to a predictor (inter predictor 260 or intra predictor 265), and the entropy decoding performed by the entropy decoder 210 is performed. Dual values, that is, quantized transform coefficients and related parameter information, may be input to the inverse quantizer 220.
- information on filtering among information decoded by the entropy decoding unit 210 may be provided to the filtering unit 240.
- a receiver (not shown) that receives a signal output from the encoder 100 may be further configured as an internal / external element of the decoder 200, or the receiver may be a component of the entropy decoding unit 210. .
- the inverse quantization unit 220 may output the transform coefficients by inverse quantization of the quantized transform coefficients.
- the inverse quantization unit 220 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 scan order performed by the encoder 100.
- the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients by using a quantization parameter (eg, quantization step size information), and may obtain transform coefficients.
- a quantization parameter eg, quantization step size information
- the inverse transform unit 430 may obtain a residual signal (residual block, residual sample array) by inversely transforming the transform coefficients.
- the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
- the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the information about the prediction output from the entropy decoding unit 210, and may determine a specific intra / inter prediction mode.
- the intra predictor 265 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.
- prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
- the intra predictor 265 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
- the inter prediction unit 260 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 260 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks and derive a motion vector and / or a reference picture index of the current block based on the received candidate selection information. Inter prediction may be performed based on various prediction modes, and the information about the prediction may include information indicating a mode of inter prediction for the current block.
- the adder 235 adds the obtained residual signal to the predictive signal (predicted block, predictive sample array) output from the inter predictor 260 or the intra predictor 265 to restore the reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block). , Restore sample array). 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 235 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
- the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of a next processing target block in a current picture, and may be used for inter prediction of a next picture through filtering as described below.
- the filtering unit 240 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstruction signal.
- the filtering unit 240 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstruction picture may be stored in the memory 250, specifically, of the memory 250. Pass to DPB 252.
- 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 250 may be used as the reference picture in the inter predictor 260.
- the memory 250 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 260 to use the motion information of the spatial neighboring block or the motion information of the temporal neighboring block.
- the memory 250 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and transfer the reconstructed samples to the intra predictor 265.
- the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the encoder 100 are respectively the filtering unit 240 and the inter prediction unit of the decoder 200. 260 and the intra prediction unit 265 may be applied to the same or corresponding.
- the video / image coding method according to this document may be performed based on various detailed techniques, and each detailed technique will be described as follows. Techniques described below include prediction, residual processing ((inverse) transformation, (inverse) quantization, etc.), syntax element coding, filtering, partitioning / division, etc. in the encoding / decoding procedures of the video / image described above and / or described below. It will be apparent to those skilled in the art that they may be involved in the relevant procedure of.
- the block partitioning procedure according to this document is performed by the image partition unit 110 of the above-described encoder 100, and the partitioning related information is processed (encoded) by the entropy encoding unit 190 to the decoder 200 in the form of a bitstream. Can be delivered.
- the entropy decoding unit 210 of the decoder 200 derives a block partitioning structure of a current picture based on the partitioning related information obtained from the bitstream, and based on this, a series of procedures (eg, prediction, Residual processing, block reconstruction, in-loop filtering, etc.) may be performed.
- Each picture of the video signal may be divided into a sequence of coding tree units (CTUs).
- the CTU may correspond to a coding tree block (CTB).
- CTU may include a coding tree block of luma samples and two coding tree blocks of corresponding chroma samples.
- the CTU may include an N ⁇ N block of luma samples and two corresponding blocks of chroma samples.
- the maximum allowable size of the CTU for coding and prediction may be different from the maximum allowable size of the CTU for transform.
- the maximum allowable size of the luma block in the CTU may be 128x128.
- the CTU may be divided into CUs based on a quad-tree (QT) structure.
- the quadtree structure may be referred to as a quaternary tree structure. This is to reflect various local characteristics.
- the CTU may be divided based on a multitype tree structure partition including a binary tree (BT) and a ternary tree (TT) as well as a quad tree.
- the QTBT structure may include a quadtree and binary tree based partition structure
- the QTBTTT may include a quadtree, binary tree, and ternary tree based partition structure.
- the QTBT structure may include a quadtree, binary tree and ternary tree based partitioning structure.
- a coding tree structure a CU may have a square or rectangular shape.
- the CTU may first be divided into quadtree structures. After that, the leaf nodes of the quadtree structure may be further divided by the multitype tree structure.
- FIG. 3 illustrates an example of a multitype tree structure according to an embodiment of the present invention.
- the multitype tree structure may include four partition types as shown in FIG.
- the four split types include vertical binary splitting (SPLIT_BT_VER), horizontal binary splitting (SPLIT_BT_HOR), vertical ternary splitting (SPLIT_TT_VER), and horizontal ternary splitting (SPLIT_TT_HOR). ) May be included.
- Leaf nodes of the multitype tree structure may be referred to as CUs. These CUs can be used for prediction and transform procedures.
- CU, PU, and TU may have the same block size in this document. However, when the maximum supported transform length is smaller than the width or height of the color component of the CU, the CU and the TU may have different block sizes.
- FIG. 4 illustrates an example of a signaling mechanism of partition partitioning information of a quadtree with nested multi-type tree structure with a multitype tree according to an embodiment of the present invention.
- the CTU is treated as the root of the quadtree, and is partitioned for the first time into a quadtree structure.
- Each quadtree leaf node may then be further partitioned into a multitype tree structure.
- a first flag (ex. Mtt_split_cu_flag) is signaled to indicate whether the node is additionally partitioned.
- a second flag (ex. Mtt_split_cu_verticla_flag) may be signaled to indicate the splitting direction.
- a third flag (ex. Mtt_split_cu_binary_flag) may be signaled to indicate whether the partition type is binary partition or ternary partition.
- a multi-type tree splitting mode (MttSplitMode) of a CU may be derived as shown in Table 1 below.
- FIG. 5 illustrates an example of a method of dividing a coding tree unit (CTU) into multiple CUs based on a quadtree and a quadtree and nested multi-type tree structure according to an embodiment of the present invention. .
- CTU coding tree unit
- the CU may correspond to a coding block (CB).
- the CU may include a coding block of luma samples and two coding blocks of corresponding chroma samples.
- the size of a CU may be as large as CTU, or may be cut by 4 ⁇ 4 in luma sample units. For example, in the 4: 2: 0 color format (or chroma format), the maximum chroma CB size may be 64x64 and the minimum chroma CB size may be 2x2.
- the maximum allowable luma TB size may be 64x64 and the maximum allowable chroma TB size may be 32x32. If the width or height of the CB divided according to the tree structure is larger than the maximum transform width or height, the CB may be automatically (or implicitly) split until the TB size limit in the horizontal and vertical directions is satisfied.
- the following parameters may be defined and identified as SPS syntax elements.
- CTU size the root node size of a quaternary tree
- MinQTSize the minimum allowed quaternary tree leaf node size
- MaxBtSize the maximum allowed binary tree root node size
- MaxTtSize the maximum allowed ternary tree root node size
- MaxMttDepth the maximum allowed hierarchy depth of multi-type tree splitting from a quadtree leaf
- MinBtSize the minimum allowed binary tree leaf node size
- MinTtSize the minimum allowed ternary tree leaf node size
- the CTU size may be set to 64x64 blocks of 128x128 luma samples and two corresponding chroma samples (in 4: 2: 0 chroma format).
- MinOTSize can be set to 16x16
- MaxBtSize to 128x128, MaxTtSzie to 64x64
- MinBtSize and MinTtSize (for both width and height) to 4x4, and MaxMttDepth to 4.
- Quarttree partitioning may be applied to the CTU to generate quadtree leaf nodes.
- the quadtree leaf node may be called a leaf QT node.
- Quadtree leaf nodes may have a 128x128 size (i.e. the CTU size) from a 16x16 size (i.e. the MinOTSize). If the leaf QT node is 128x128, it may not be additionally divided into a binary tree / a ternary tree. This is because in this case, even if split, it exceeds MaxBtsize and MaxTtszie (i.e. 64x64). In other cases, leaf QT nodes may be further partitioned into a multitype tree. Therefore, the leaf QT node is the root node for the multitype tree, and the leaf QT node may have a multitype tree depth (mttDepth) 0 value.
- mttDepth multitype tree depth
- FIG. 6 shows an example of a method of limiting ternary-tree splitting according to an embodiment of the present invention.
- the ternary tree (TT) partitioning may be limited in certain cases to allow for 64x64 luma blocks and 32x32 chroma pipeline designs in the hardware decoder. For example, when the width or height of the luma coding block is larger than a predetermined value (eg, 32 and 64), the ternary tree (TT) splitting may be limited as shown in FIG. 6.
- a predetermined value eg, 32 and 64
- the coding tree scheme may support that the luma and chroma blocks have separate block tree structures.
- luma and chroma CTBs in one CTU may be limited to have the same coding tree structure.
- luma and chroma blocks may have a separate block tree structure from each other. If an individual block tree mode is applied, the luma CTB may be split into CUs based on a particular coding tree structure, and the chroma CTB may be split into chroma CUs based on another coding tree structure. This may mean that a CU in an I slice may consist of a coding block of a luma component or coding blocks of two chroma components, and a CU of a P or B slice may be composed of blocks of three color components.
- CTU partitioning using a tree structure a quadtree coding tree structure involving a multitype tree has been described, but a structure in which a CU is divided is not limited thereto.
- the BT structure and the TT structure may be interpreted as a concept included in a multiple partitioning tree (MPT) structure, and the CU may be interpreted to be divided through the QT structure and the MPT structure.
- MPT multiple partitioning tree
- a syntax element eg, MPT_split_type
- MPT_split_mode a syntax element that contains information about which direction is divided into and horizontally.
- the CU may be partitioned in a different way than the QT structure, BT structure or TT structure. That is, according to the QT structure, the CU of the lower depth is divided into 1/4 size of the CU of the upper depth, or the CU of the lower depth is divided into 1/2 size of the CU of the upper depth according to the BT structure, or according to the TT structure. Unlike the CU of the lower depth is divided into 1/4 or 1/2 size of the CU of the upper depth, the CU of the lower depth is sometimes 1/5, 1/3, 3/8, 3 of the CU of the upper depth. It can be divided into / 5, 2/3 or 5/8 size, the way in which the CU is divided is not limited to this.
- the quadtree coded block structure with the multi-type tree described above can provide a very flexible block partitioning structure. Because of the partition types supported in a multitype tree, different partition patterns can sometimes lead to potentially identical coding block structure results. By limiting the occurrence of such redundant partition patterns, the data amount of partitioning information can be reduced. It demonstrates with reference to the following drawings.
- FIG. 7 illustrates examples of redundant partition patterns that may occur in binary tree partitioning and ternary tree partitioning according to an embodiment of the present invention.
- two levels of consecutive binary splits in one direction have the same coding block structure as the binary split for the center partition after the ternary split.
- the binary tree split in the given direction for the center partition of the ternary tree split may be limited. This restriction can be applied to the CUs of all pictures. If this particular partitioning is restricted, the signaling of the corresponding syntax elements can be modified to reflect this limited case, thereby reducing the number of bits signaled for partitioning. For example, as shown in FIG.
- the mtt_split_cu_binary_flag syntax element indicating whether the split is a binary split or a tenary split is not signaled, and its value is Can be inferred by the decoder to zero.
- the decoded portion of the current picture or other pictures in which the current processing unit is included may be used to reconstruct the current processing unit in which decoding is performed.
- Intra picture or I picture (slice) using only the current picture for reconstruction i.e. performing only intra-picture prediction
- picture (slice) using up to one motion vector and reference index to predict each unit A picture (slice) using a picture or P picture (slice), up to two motion vectors, and a reference index may be referred to as a bi-predictive picture or a B picture (slice).
- Intra prediction means a prediction method that derives the current processing block from data elements (eg, sample values, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in the current picture.
- data elements eg, sample values, etc.
- Inter prediction (or inter screen prediction)
- Inter prediction means a prediction method of deriving a current processing block based on data elements (eg, sample values or motion vectors) of a picture other than the current picture. That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in other reconstructed pictures other than the current picture.
- data elements eg, sample values or motion vectors
- Inter prediction (or inter picture prediction) is a technique for removing redundancy existing between pictures, and is mostly performed through motion estimation and motion compensation.
- the present invention describes the detailed description of the above-described inter prediction method.
- the decoder may be represented by the inter prediction-based video / video decoding method of FIG. 10 described later and the inter prediction unit in the decoder 200 of FIG. 11.
- the encoder may be represented by the inter prediction based video / video encoding method of FIG. 8 and the inter prediction unit within the encoder 100 of FIG. 9.
- the data encoded by FIGS. 10 and 11 may be stored in the form of a bitstream.
- the prediction unit of the encoder 100 / decoder 200 may derive the prediction sample by performing inter prediction on a block basis.
- Inter prediction may represent prediction derived in a manner dependent on data elements (eg, sample values, motion information, etc.) of the picture (s) other than the current picture.
- data elements eg, sample values, motion information, etc.
- a predicted block (prediction sample array) for the current block is derived based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture indicated by the reference picture index. Can be.
- the motion information of the current block 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 type (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), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block is called a collocated picture (colPic). It may be.
- a motion information candidate list (or inheritance candidate list) may be constructed based on neighboring blocks of the current block, and which candidate is selected (used) to derive the motion vector and / or reference picture index of the current block.
- a flag or index information indicating whether or not) may be signaled.
- Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in case of a skip mode and a merge mode, motion information of a current block may be the same as motion information of a selected neighboring block. In the skip mode, unlike the merge mode, the residual signal may not be transmitted. In the case of a motion vector prediction (MVP) mode, the motion vector of the selected neighboring block is used as a motion vector predictor, and a motion vector difference value may be signaled. In this case, the sum of the motion vector predictor and the motion vector difference may be used to derive the motion vector of the current block.
- MVP motion vector prediction
- FIG. 8 and 9 illustrate an inter prediction based video / image encoding method and an inter prediction unit in the encoder 100 according to an embodiment of the present invention.
- operation S810 may be performed by the inter predictor 180 of the encoder 100, and operation S820 may be performed by the residual processor of the encoder 100.
- step S820 may be performed by the subtracting unit 115 of the encoder 100.
- the prediction information may be derived by the inter prediction unit 180 and encoded by the entropy encoding unit 190.
- the residual information may be derived by the residual processing unit and encoded by the entropy encoding unit 190.
- the residual information is information about the residual samples.
- the residual information may include information about quantized transform coefficients for the residual samples.
- the residual samples may be transformed into transform coefficients through the transform unit 120 of the encoder 100, and the transform coefficients may be derived as transform coefficients quantized through the quantization unit 130.
- Information about the quantized transform coefficients may be encoded by the entropy encoding unit 190 through a residual coding procedure.
- the encoder 100 performs inter prediction on the current block (S810).
- the encoder 100 may derive inter prediction mode and motion information of the current block and generate prediction samples of the current block.
- the inter prediction mode determination, the motion information derivation, and the prediction samples generation procedure may be performed simultaneously, or one procedure may be performed before the other procedure.
- the inter prediction unit 180 of the encoder 100 may include a prediction mode determination unit 181, a motion information derivation unit 182, and a prediction sample derivation unit 183.
- the prediction mode determiner 181 may determine the prediction mode for the current block.
- the motion information derivation unit 182 may derive the motion information of the current block.
- the predictive sample derivation unit 383 may derive motion samples of the current block.
- the inter prediction unit 180 of the encoder 100 searches for a block similar to the current block in a predetermined area (search area) of reference pictures through motion estimation, and compares the current block with the current block. It is possible to derive a reference block whose difference is minimum or below a certain criterion. Based on this, a reference picture index indicating a reference picture in which the reference block is located may be derived, and a motion vector may be derived based on a position difference between the reference block and the current block.
- the encoder 100 may determine a mode applied to the current block among various prediction modes.
- the encoder 100 may compare the rate-distortion cost (RD cost) for the various prediction modes and determine the optimal prediction mode for the current block.
- RD cost rate-distortion cost
- the encoder 100 constructs a merge candidate list to be described later and differs from the current block among the reference blocks indicated by the merge candidates included in the merge candidate list. Can derive a reference block with a minimum or less than a predetermined criterion. In this case, a merge candidate associated with the derived reference block is selected, and merge index information indicating the selected merge candidate may be generated and signaled to the decoder 200. The motion information of the current block may be derived from the motion information of the selected merge candidate.
- the encoder 100 constructs (A) MVP candidate list to be described later, and (A) among the MVP (motion vector predictor) candidates included in the candidate list
- the motion vector of the selected MVP candidate may be used as the MVP of the current block.
- a motion vector indicating a reference block derived by the above-described motion estimation may be used as the motion vector of the current block, and a motion vector having the smallest difference from the motion vector of the current block among MVP candidates.
- An MVP candidate having may be selected as the MVP candidate.
- a motion vector difference (MVD) which is a difference obtained by subtracting the MVP from the motion vector of the current block, may be derived.
- information about the MVD may be signaled to the decoder 200.
- the value of the reference picture index may be included in the reference picture index information.
- Reference picture index information including the reference picture index value may be separately signaled to the decoder 200.
- the encoder 100 may derive residual samples based on the prediction samples (S820).
- the encoder 100 may derive the residual samples through comparison of original samples and prediction samples of the current block.
- the prediction information is information related to the prediction procedure, and may include, for example, prediction mode information (eg, skip flag, merge flag, or mode index) and information about motion.
- the information about the motion may include candidate selection information (eg, merge index, mvp flag, or mvp index) that is information for deriving a motion vector.
- the information about the motion may include the above-described information about the MVD and / or reference picture index information.
- the information about the motion may include information indicating whether L0 prediction, L1 prediction, or bi prediction is applied.
- the residual information may include information regarding the residual samples.
- the residual information may include information about quantized transform coefficients for the residual samples.
- the output bitstream may be stored in a (digital) storage medium, transferred directly to the decoder 200, or transferred to the decoder 200 through a network.
- the encoder 100 may generate a reconstructed picture (including restored samples and a reconstructed block) based on the reference samples and the residual samples.
- the generation of the reconstructed picture by the encoder 100 is to derive the same prediction result from the encoder 100 as is performed by the decoder 200. Coding efficiency may be increased by generating reconstructed pictures at the encoder 100.
- the encoder 100 may store a reconstructed picture (or reconstructed samples, a reconstructed block) in a memory and use the reference picture for inter prediction.
- an in-loop filtering procedure for the reconstructed picture may be further applied.
- 10 and 11 are diagrams illustrating an inter prediction based video / image decoding method according to an embodiment of the present invention, and an inter prediction unit 260 in a decoder according to an embodiment of the present invention.
- the decoder 200 may perform an operation corresponding to the operation performed by the encoder 100.
- the decoder 200 may perform prediction on the current block and derive prediction samples based on the received prediction information.
- operation S1030 may be performed by the inter prediction unit 260 of the decoder 200, and the residual information of operation S1040 may be obtained from the bitstream by the entropy decoding unit 210 of the decoder 200. have.
- the residual processor of the decoder 200 may derive residual samples for the current block based on the residual information.
- the inverse quantization unit 220 of the decoder 200 derives the transform coefficients by performing inverse quantization based on the quantized transform coefficients derived based on the residual information, and inverse transform unit of the decoder 200 ( 230 may derive residual samples for the current block by performing an inverse transform on the transform coefficients.
- the step S1050 may be performed by the adder 235 or the restorer of the decoder 200.
- the decoder 200 may determine a prediction mode for the current block based on the prediction information received from the encoder 100 (S1010).
- the prediction mode determiner 261 of the decoder 200 may determine which inter prediction mode is applied to the current block based on the prediction mode information included in the prediction information.
- the prediction mode determiner 261 may determine whether the merge mode or the (A) MVP mode is applied to the current block based on the merge flag. In addition, the prediction mode determiner 261 may select one of various inter prediction mode candidates based on a mode index. Inter prediction mode candidates may include a skip mode, a merge mode and / or (A) MVP mode, or may include various inter prediction modes (eg, affine merge mode, affine MVP mode) to be described later. .
- the motion information derivation unit 262 of the decoder 200 may derive the motion information of the current block based on the inter prediction mode determined by the prediction mode determiner 261 (S1220). For example, when the skip mode or the merge mode is applied to the current block, the motion information derivation unit 262 configures a merge candidate list to be described later, and selects one of the merge candidates included in the merge candidate list. Can be. The motion information derivation unit 262 may select a merge candidate based on the selection information (eg, merge index). The motion information of the current block may be derived from the motion information of the selected merge candidate. In other words, the motion information of the selected merge candidate may be used as the motion information of the current block.
- the selection information eg, merge index
- the motion information derivation unit 262 configures (A) MVP candidate list to be described later, and (A) MVP (motion vector) included in the MVP candidate list. predictor)
- the motion vector of the selected MVP candidate among the candidates may be used as the MVP of the current block.
- the motion information derivation unit 262 may select a motion vector of the MVP candidate based on the above-described selection information (eg, mvp flag or mvp index).
- the MVD of the current block can be derived from the information about the MVD.
- the motion vector of the current block may be derived based on the MVP and the MVD of the current block.
- the reference picture index of the current block may be derived based on the reference picture index information. The picture indicated by the reference picture index in the reference picture list for the current block may be derived as the reference picture referenced for inter prediction of the current block.
- motion information of the current block may be derived without constructing a candidate list.
- motion information of the current block may be derived according to a procedure disclosed in the prediction mode. If the motion information of the current block is derived without the candidate list construction, the candidate list construction may be omitted.
- the prediction sample derivator 263 may generate prediction samples for the current block based on the motion information of the current block (S1030).
- the prediction sample derivation unit 263 may derive the reference picture based on the reference picture index of the current block and derive the prediction samples of the current block by using the samples of the reference block indicated on the reference picture by the motion vector of the current block. Can be.
- the prediction sample derivator 263 may perform prediction sample filtering on all or part of the prediction samples of the current block.
- the inter prediction unit 260 of the decoder 200 may include a prediction mode determination unit 261, a motion information derivation unit 262, and a prediction sample derivation unit 263.
- the decoder 200 determines a prediction mode for the current block based on the prediction mode information received by the prediction mode determiner 261, and based on the information about the motion information received by the motion information derivation unit 262.
- the motion information (motion vector and / or reference picture index, etc.) of the current block may be derived, and the prediction sample derivation unit 263 may derive the prediction samples of the current block.
- the operations of the inter prediction unit 260, the prediction mode determination unit 261, or the prediction sample derivation unit 263 are collectively referred to as the operation of the decoder 200.
- the decoder 200 may generate residual samples for the current block based on the received residual information (S1040).
- the decoder 200 may generate reconstructed samples for the current block based on the predicted samples and the residual samples, and generate a reconstructed picture from the generated reconstructed samples (S1050). Thereafter, an in-loop filtering procedure for the reconstructed picture may be further applied.
- the inter prediction procedure may include an inter prediction mode determination step, motion information derivation step according to the determined prediction mode, and prediction execution (prediction sample generation) step based on the derived motion information.
- Coding standard techniques including high efficiency video coding (HEVC)
- HEVC high efficiency video coding
- the method of using one motion vector per block may represent the optimal motion in units of blocks, it may not be the optimal motion of each pixel. Therefore, if the optimal motion vector can be determined in the pixel unit, the coding efficiency can be increased.
- an embodiment of the present invention describes a motion prediction method for encoding or decoding a video signal using a multi motion model.
- two to four motion vectors may be used to represent a motion vector in each pixel unit or subblock unit of a block, and a prediction technique using the plurality of motion vectors is referred to as affine motion prediction.
- the motion model according to the embodiment of the present invention may represent a motion model as shown in FIG. 12.
- an affine motion prediction method will be described centering on six examples of motion models.
- FIG. 13 illustrates an example of a control point motion vector for affine motion prediction according to an embodiment of the present invention.
- affine motion prediction may determine a motion vector of a pixel position included in a block by using two control point motion vectors (CPMV) pairs v 0 and v 1 .
- the set of motion vectors may be called an affine motion vector field (MVF), and may be determined by Equation 1 below.
- v x (x, y) is the x-axis element of the motion vector in the subblock (x, y) of the current block 1300
- v y (x, y) is the subblock (x, y) of the current block 1300.
- w is the width of the current block 1300
- v 0x is the x-axis element of the first control point motion vector CPMV0 of the top-left of the current block 1300.
- v 0y the y-axis elements of the first control point motion vector (CPMV0) the upper left of the current block 1300
- v 1x is the second control point motion vector (CPMV1 the upper right side (top-right) of the current block 1300
- v 1y may represent the y-axis element of the second control point motion vector (CPMV1) of the top-right of the current block (1300).
- FIG. 14 shows an example of a motion vector for each subblock of a block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
- the affine motion vector field may be determined in a pixel unit or a block unit.
- a motion vector may be obtained based on each pixel value, and in the case of a block unit, a motion vector of a corresponding block may be obtained based on a center pixel value of a block.
- the affine motion vector field MVF is determined in 4 * 4 block units as shown in FIG. 14. However, this is for convenience of description and the embodiments of the present invention are not limited.
- FIG. 14 shows an example in which a coding block is composed of 16 * 16 samples and an affine motion vector field (MVF) is determined in units of 4 * 4 blocks.
- FIG. 15 illustrates an example of neighboring blocks used for prediction of a current block in an affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
- the affine motion prediction may include an affine merge mode or an AF_MERGE and an affine inter mode or AF_INTER.
- affine inter mode AF_INTER two control point motion vector predictions (CPMVPs) and CPMVs are determined, and a control point motion vector difference (CPMVD) corresponding to the difference is determined by the encoder ( 100 may be transmitted to the decoder 200.
- CCMVPs control point motion vector predictions
- CPMVD control point motion vector difference
- the encoding process of the affine inter mode AF_INTER may be as follows.
- Step-1 Determine Two CPMVP Pair Candidates
- Step-1.1 Determining Up to 12 CPMVP Candidate Combinations (See Equation 2)
- Equation 2 v 0 is the motion vector CPMV0 at the upper left control point 1510 of the current block 1500, and v 1 is the motion vector at the upper right control point 1511 of the current block 1500.
- CPMV1 the motion vector at the upper right control point 1511 of the current block 1500.
- CPMV2 the motion vector CPMV2 at the lower left control point 1512 of the current block 1500
- v A is the neighboring block A adjacent to the upper left side of the upper left control point 1510 of the current block 1500.
- the motion vector of 1520, v B is the motion vector of neighboring block B 1522 adjacent to the upper left control point 1510 of the current block 1500, v C is the upper left control point 1510 of the current block 1500
- v D is the motion vector of the neighboring block D 1526 adjacent to the upper right control point 1511 of the current block 1500
- v E is the current block ( 1500) of the motion vectors of the neighboring block E (1528) adjacent to the upper right of the upper right side of the control point (1511)
- v F is the peripheral block adjacent to the left side of the left lower side of the control point (1512) of a current block (1500)
- F (1530)
- the motion vector, v G represents a motion vector of the neighboring block G (1532) adjacent to the left side of the left lower side of the control point (1512) of a current block (1500).
- Step-1.2 Sort the Difference Value (DV) among the CPMVP Candidate Combinations by Using the Top 2 Candidates (see Equation 3)
- v 0x is the x-axis element of the motion vector V0 or CPMV0 of the upper left control point 1510 of the current block 1500
- v 1x is the motion vector V1 or CPMV1 of the right upper control point 1511 of the current block 1500.
- v 2x is the current block 1500 in the lower left side of the control point 1512 of the motion vector (V2 or CPMV2) of the x-axis Element
- v 0y the upper left control point 1510 of the current block 1500 of
- v 1y is the y-axis element of the motion vector V1 or CPMV1 of the upper right control point 1511 of the current block 1500
- v 2y is the lower left of the current block 1500.
- w denotes a width of the current block 1500
- h denotes a height of the current block 1500.
- Step-2 Use AMVP candidate list when control point motion vector predictor (CPMVP) pair candidate is less than 2
- Step-3 Determine the control point motion vector predictor (CPMVP) for each of the two candidates and compare the RD cost to optimally select a candidate with a small value and CPMV
- Step-4 Send the index and control point motion vector difference (CPMVD) corresponding to the best candidate
- FIG. 16 shows an example of a main block used for prediction of a current block in an affiliate merge mode according to an embodiment of the present invention.
- the encoder 100 may perform encoding as follows.
- Step-1 Blocks neighboring blocks A through E (1610, 1620, 1630, 1640, 1650) of the current coding block 1600 in alphabetical order, and are first encoded in the affine prediction mode based on the scanning order. Is determined as a candidate block of affine merge (AF_MERGE)
- Step-2 Determine the affine motion model using the determined control point motion vector (CPMV) of the candidate block
- Step-3 The control point motion vector CPMV of the current block 1600 is determined according to the affine motion model of the candidate block, and the MVF of the current block 1600 is determined.
- FIG. 17 illustrates an example of a block in which affine motion prediction is performed using a neighboring block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
- control point motion vectors of block A 1720 are determined.
- CPMV control point motion vector
- a control point motion vector CPMV v 0 and v 1 of the current block 1700 may be determined.
- the affinity motion vector field (MVF) of the current block 1700 is determined, and encoding may be performed.
- FIG. 18 shows an example of an operation flowchart for affine motion prediction according to an embodiment of the present invention.
- the affine motion prediction illustrated in FIG. 18 is an example of performing the prediction operation S1030 of FIG. 10.
- Each operation illustrated in FIG. 20 may be performed by the decoder 200.
- the decoder 200 may obtain affine motion information of a current block to be decoded. More specifically, when the decoder 200 determines that the current block to be decoded is a block encoded by affine motion prediction, the decoder 200 may obtain affine motion information necessary for affine motion prediction.
- the affine motion information may be encoded by an affine motion prediction type (eg, affine merge or affine MVP), information about an affine motion model, information about a neighboring block, and a neighboring block encoded by affine motion prediction. It may include at least one of information on whether or not (eg, an affinity flag), a motion vector of a neighboring block, an affine motion vector of a neighboring block, and information about a reference frame (eg, an index of a reference frame).
- an affinity flag eg, affine merge or affine MVP
- the decoder 200 may perform motion prediction on the current block based on the affine motion information obtained in operation S1810. More specifically, the decoder 200 may perform affine motion prediction by generating an inherited candidate candidate list from the affine motion information of the neighboring block and then selecting an optimal affine motion from the inherited candidate candidate list. .
- the optimal affine motion to be selected may be indicated by the index generated by the encoder 100.
- the decoder 200 may determine an optimal prediction motion vector by selecting an optimal affine motion and considering a prediction direction or a motion vector difference value MVD generated by the encoder. The decoder 200 may then reconstruct the predictive samples from the determined optimal predictive motion information.
- FIG. 19 shows an example of a translation motion model according to an embodiment of the invention.
- the translation motion mode is a motion mode for representing a motion in which the position of an object (or block) moves without substantially changing the size or shape of the object.
- the motion of the current block may be represented by one motion vector.
- the current block includes one control point.
- the motion vector of the current block may be expressed as Equation 4 below.
- Equation 4 mv 0 may represent a motion vector of the current block, v x0- may represent an x-axis scalar value of the motion vector, and v y0 may represent a y-axis scalar value of the motion vector of the current block 1900.
- FIG. 20 shows an example of a scaling motion model according to an embodiment of the invention.
- Scaling motion model as shown in Figure 20, to be described by a motion vector (CPMV0) for a first control point (v 0x, v 0y) and one of the elements of the motion vector (CPMV1) for a second control point (v 1x) Can be.
- CPMV0 motion vector
- CPMV1 motion vector 1x
- v 1x the motion vector 1x
- the motion vector field MVF of the current block according to the scaling motion model may be expressed as in Equation 1 above.
- FIG. 21 shows an example of a rotation motion model according to an embodiment of the present invention.
- Rotation motion model also as shown in 21, is described by the motion vectors (CPMV0) for a first control point (v 0x, v 0y) and a single Element (v 1y) of the motion vector (CPMV1) for a second control point Can be.
- the remaining elements v 1x of the motion vector CPMV1 with respect to the second control point may be expressed implicitly as shown in Equation 5 below.
- Equation 5 v 1x is the x-axis element of the motion vector (CPMV1) for the second control point of the current block, v 0x is the x-axis element of the motion meter (CPMV0) for the first control point of the current block, v 1y is y-Element, v 0y is y-Element, w is the current block width of the motion vector (CPMV0) for the first control point of the current block of the motion vector (CPMV1) for the second control point of the current block (width) Can be represented.
- a motion model may include a simplified affine mode, an affine mode, and a bilinear interpolation mode.
- the motion vector field MVF of the current block may be represented by the motion vector CPMV0 for the first control point and the motion vector CPMV1 for the second control point.
- the motion vectors of the subblocks included in the motion vector field (MVF) of the current block may be expressed as in Equation 1.
- the simplified affine mode may be referred to as a 4-parameter affine motion model.
- the motion vector field (MVF) of the current block is determined by the motion vector (CPMV0) for the first control point, the motion vector (CPMV1) for the second control point, and the motion vector (CPMV2) for the third control point. Can be expressed.
- the motion vectors of the subblocks included in the motion vector field (MVF) of the current block may be expressed as in Equation 6 below.
- Equation 6 v x is the x-axis element of the motion vector in the subblock (x, y) of the current block, and v y is v y (x, y) in the subblock (x, y) of the current block.
- the y-axis element of the motion vector, v 0x is the x-axis element of the first control point motion vector CPMV0 of the top-left of the current block, and v 1x is the second of the top-right of the current block.
- control point motion vector (CPMV1) x-Element v 2x the current block of the left lower side (bottom-left) the third control point motion vector (CPMV2) of the x-axis Element
- CPMV0y the upper left (top-left of the current block Is the y-axis element of the first control point motion vector (CPMV0)
- v 1y is the y-axis element of the second control point motion vector (CPMV1) of the top-right of the current block
- v 2y is the lower left side of the current block y-axis element of the third control point motion vector (CPMV2) of (bottom-left)
- w is the width of the current block
- h is the height of the current block
- x and y are the x-axis of each subblock each of the y-axis positions Can be.
- the motion vector field MVF of the current block may be represented by motion vectors for four control points CPMV0, CPMV1, CPMV2, CPMV3.
- CPMV0 is the motion vector for the upper left control point of the current block
- CPMV1 is the motion vector for the upper right control point of the current block
- CPMV2 is the motion vector for the lower left control point of the current block
- CPMV3 is the motion for the lower right control point of the current block.
- the motion vector of each subblock of the current block may be expressed as in Equations 7 to 11 below.
- Equations 7 to 11 mv is a motion vector of each subblock included in the motion vector field (MVF) of the current block, cpmv k is a motion vector for control point k, and w is a motion vector of the current block. Width, h may represent the height of the current block, x and y may represent the x-axis and y-axis position of each subblock, respectively.
- Motion model indices may be parsed to determine whether a motion model was used for inter-frame coding.
- the number of MVD, CPMV or CPMVD may be determined according to the index of the motion model. For example, for a translation motion model, there is one MVD (or CPMVD), for a four-parameter motion model (or simplified affine motion model), two CPMVs, and for a six-parameter motion In the case of a model (or an affine motion model), three CPMVs may be configured.
- an index for identifying each motion model may be used. The index for identifying the motion model may be referred to as a motion model index.
- a translation model with one MV (or CPMV) if the index is 0 a four-parameter motion model (or a simplified affine motion model) with two CPMVs if the index is 1, 2 may correspond to a 6-parameter motion model (or affine motion model) each having three CPMVs. That is, the number of CPMVs may be determined based on the index of the motion model. For example, the number of CPMVs may be determined by the motion model index + 1 (or other integer).
- a process of deriving a motion vector based on a motion model will be described.
- the following embodiments show an example of a process of deriving a motion vector difference value (MVD) or a control point motion vector difference value (CPMVD) based on an MVP mode (or affine MVP mode), but the present invention is limited to the MVP mode. Rather, it can be used for various predictions, including merge mode (or affine merge mode).
- the syntax included in Tables 2 to 8 below represents an operation or operation of the encoder 100 or the decoder 200 in a programming language format, and an operator included in each syntax is typically used. It will be easily understood by those skilled in the art.
- the motion model according to the embodiment of the present invention is a translation mode, a scaling mode, a rotation mode, a rotation mode, a simplified affine mode, and an affine mode. ), Or bilinear interpolation mode.
- Motion model based prediction according to the above six motion models may be performed as shown in Table 2.
- 'translation_flag' is a flag indicating whether a translation mode is applied
- 'MVD' is motion vector difference value (MVD) information
- 'CPMVDk' is motion vector difference of the kth control point.
- 'scaling_flag' is a flag indicating whether scaling mode is applied
- 'rotaion_flag' is a flag indicating whether rotation mode is applied
- 'simplified_affine_flag' is a simplified affine mode (4-parameter affine mode).
- 'affine_flag' is a flag indicating whether the affine mode (6-parameter affine mode) is applied
- 'bi_interpolation_flag' is a flag indicating whether the bilinear interpolation mode is applied.
- a slice is a region of a higher level than a block, and according to an embodiment of the present invention, whether a motion model is applied hierarchically at a picture, tile, or tile group level may be performed hierarchically.
- Information on whether a specific motion model is applied to the current slice may be included in a picture parameter set (PPS) or a slice header. For example, a translation flag (pps_translation_flag) indicating whether a translation motion model has been applied to that slice, a translation flag (pps_scaling_flag) indicating whether a scaling motion model has been applied to that slice, and rotating to that slice.
- PPS picture parameter set
- pps_translation_flag indicating whether a translation motion model has been applied to that slice
- pps_scaling_flag indicating whether a scaling motion model has been applied to that slice, and rotating to that slice.
- An affine flag (pps_affine_flag) and a bilinear interpolation flag (pps_bi_interpolation_flag) may be included in a picture parameter set (PPS) or a slice header.
- the flag and motion vector difference (MVD) information or control point motion vector difference for the next level block level motion model is set to true.
- the motion model based prediction method of the split level unit may be performed as shown in Table 3 below.
- 'translation_flag' is a flag indicating whether a translation mode is applied
- 'MVD' is motion vector difference value (MVD) information
- 'CPMVDk' is motion vector difference of the kth control point.
- 'pps_scaling_flag' is a flag indicating whether scaling mode is applied at the slice level to which the current block belongs
- 'scaling_flag' is a flag indicating whether scaling mode is applied
- 'pps_rotation_flag' is the slice to which the current block belongs
- 'rotaion_flag' is a flag indicating whether the rotation mode has been applied
- a 'pps_simplified_affine_flag' is a flag indicating whether the simplified affine mode has been applied at the slice level to which the current block belongs
- 'simplified_affine_flag' is the simplified affine mode (4-
- CPMVs control point motion vectors
- affine or bilinear interpolation may not be efficient for small blocks. Therefore, according to the block size or the number of samples of the block, the motion model can be used adaptively. Based on this concept, an adaptive motion model selection is proposed.
- Table 4 shows an example of a syntax table according to the present embodiment.
- 'sampleNum' indicates the number of samples included in the current block
- 'TH_xxx' indicates a threshold range set for each motion model
- 'translation_flag' indicates whether a translation mode has been applied.
- Flag 'MVD' is motion vector difference value (MVD) information
- 'CPMVDk' is motion vector difference value (MVD) information of kth control point
- 'scaling_flag' is flag indicating whether scaling mode is applied
- 'rotaion_flag' is Flag indicating whether rotation mode is applied
- 'simplified_affine_flag' is a flag indicating whether simplified affine mode (4-parameter affine mode) is applied
- 'affine_flag' is affine mode (6-parameter affine mode)
- a flag indicating whether or not is applied
- 'bi_interpolation_flag' is a flag indicating whether or not the bilinear interpolation mode is applied.
- a motion model may be selected for encoding or decoding the current block according to the motion model used for encoding the neighboring block.
- the motion model for encoding the current block may be determined according to the number of parameters of the motion model used for the neighboring block. This is because a motion model applied in a neighboring block is likely to be applied to the current block. In other words, it is because of high spatial correlation. In addition, even though high spatial correlation does not necessarily apply the motion model of the neighboring block, it is not necessary to define and use a set of candidates of the motion model to be used in the current block based on the motion model of the neighboring block. It may be more reasonable.
- each parameter means a parameter for defining each motion model, and the number of control point motion vectors (CPMVs) used to determine the parameters in the motion models expressed through Tables 2 and 3 are required. It is a multiple of 1/2 of the parameter.
- the number of parameters required for the representation of each motion model and the number of CPMVs required for it are shown in Table 5 below. Where the decimal representation of 1.5 indicates that the required control point motion vector (CPMV) is the x-component or y-component of one control point motion vector (CPMV) and another control point motion vector (CPMV). it means.
- checkAvailableMotion () is a function for determining a motion model to be used for the current block.
- checkAvailableMotion () can be operated by one of the following methods.
- Example 4-1 Examining the Maximum Number of Parameters of the Motion Model Used in the Surrounding Block
- the motion model of the current block can be identified by checking the maximum number of parameters of the motion model used in the neighboring block.
- the motion model candidate that can be used in the current block may be defined as in Equation 12.
- Equation 12 maxNumParam is the maximum parameter value of the motion model used in the neighboring block, N is the number of parameters of the motion model that can be included in the candidate group, N0, N1 are experimentally determined values as integer values, and MIN (A , B) and MAX (A, B) are functions that return the minimum and maximum values of A and B.
- Example 4-2 Examining the Minimum Number of Parameters of the Motion Model Used in the Surrounding Block
- the motion model of the current block can be identified by checking the minimum number of parameters of the motion model used in the neighboring block.
- the minimum parameter value of the motion model used in the neighboring block is minNumParam
- the motion model candidate that can be used in the current block may be defined as in Equation (13).
- Equation 13 maxNumParam is the maximum parameter value of the motion model used in the neighboring block, N is the number of parameters of the motion model that can be included in the candidate group, N0, N1 are experimentally determined values as integer values, and MIN (A , B) and MAX (A, B) are functions that return the minimum and maximum values of A and B.
- a method of unconditionally considering the translation model may be considered. This is the most commonly used motion model in the case of the translation model, because the adaptive reliability of the motion model may be inferior in coding reliability.
- An example of the syntax table according to the present embodiment may be as shown in Table 6.
- 'translation_flag' is a flag indicating whether a translation mode is applied
- 'MVD' is motion vector difference (MVD) information
- 'CPMVDk' is motion vector difference of the kth control point.
- 'scaling_flag' is a flag indicating whether scaling mode is applied
- 'rotaion_flag' is a flag indicating whether rotation mode is applied
- 'simplified_affine_flag' is a simplified affine mode (4-parameter affine mode).
- 'affine_flag' is a flag indicating whether the affine mode (6-parameter affine mode) is applied
- 'bi_interpolation_flag' is a flag indicating whether the bilinear interpolation mode is applied.
- Example 5 Selecting a motion model from a set of case-by-case motion models
- a method of adaptively using a motion model by defining a motion model for each case may be used. This may correspond to, for example, one of the specific embodiments of the method described in the fourth embodiment.
- the motion model may be defined as shown in Table 7 below. This has the disadvantage of using a limited number of motion models, but by reducing the number of motion model candidates can reduce the number of bits used to represent the motion model, and may also be advantageous in terms of coding complexity.
- the motion model of one of the candidates may be determined according to a predetermined condition as described above, or may be determined based on signal or flag information signaled.
- the flag or index information may be referred to as a motion model flag or a motion model index, respectively.
- the syntax table for Case 1 may be as shown in Table 8 below. This article describes how to adaptively use scaling and simplified affine. This reduces the coding complexity and reduces the number of bits representing the motion model by one bit. Specifically, it may be applied as in Equation 14 below.
- Equation 14 maxNumParam is the maximum parameter value of the motion model used in the neighboring block, N is the number of parameters of the motion model that can be included in the candidate group, N0, N1 are experimentally determined values as integer values, and MIN (A , B) and MAX (A, B) are functions that return the minimum and maximum values of A and B.
- MIN (A , B) and MAX (A, B) are functions that return the minimum and maximum values of A and B.
- the syntax table according to the present embodiment may be expressed as shown in Table 8.
- FIG. 22 shows an example of an operation flowchart for prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention.
- the decoder 200 may check a motion model of the current block. More specifically, the decoder 200 may identify a motion model applied for prediction of a current block to be processed, from among a plurality of predefined motion models.
- the motion model may refer to a type in which motions used for inter prediction are classified.
- the number of control points for prediction of the current block and the method of calculating the elements of the motion vector for the control points may be defined for each motion model.
- the motion model may be defined in advance, for example, a translation mode, a scaling mode, a rotation mode, a simplified affine. Mode, affine mode, or bilinear interpolation mode.
- the decoder 200 may determine a control point motion vector. More specifically, the decoder 200 may determine a motion vector for at least one control point of the current block based on the motion vector determined in step S2210. According to an embodiment of the present invention, the decoder 200 may include a motion vector difference (MVD) or a neighboring block corresponding to a difference value between a motion vector of a neighboring block adjacent to the current block and a motion vector of the current block.
- the control point motion vector difference (CPMVD) corresponding to the difference value of the motion vector for the control point of the current block and the control point of the current block corresponding to the control point of the neighboring block may be determined.
- the decoder 200 may derive motion vectors for a motion vector or a plurality of control points for deriving a motion vector of subblocks included in the current block, corresponding to the motion model determined in operation S2210. For example, when the translation mode is applied to the current block, the decoder 200 may determine one motion vector by parsing one MVD. When the scaling mode is applied to the current block, the decoder 200 parses the x component of the CPMVD for the first control point (upper left control point) and the CPMVD for the second control point (upper right control point) by motion vector for the two control points. Can be determined.
- the decoder 200 motions the two control points by parsing the y component of the CPMVD for the first control point (upper left control point) and the CPMVD for the second control point (upper right control point). The vector can be determined.
- the decoder 200 motions the two control points by parsing the CPMVD for the first control point (upper left control point) and the CPMVD for the second control point (upper right control point). The vector can be determined.
- the decoder 200 When the affine mode is applied to the current block, the decoder 200 includes the CPMVD for the first control point (upper left control point), the CPMVD for the second control point (upper right control point), and the third control point (lower left control point). By parsing the CPMVD, the motion vectors for the three control points can be determined.
- the decoder 200 When the bilinear interpolation mode is applied to the current block, the decoder 200 includes the CPMVD for the first control point (upper left control point), the CPMVD for the second control point (upper right control point), and the third control point (lower left control point).
- the motion vectors for the four control points can be determined by parsing the CPMVD for the fourth control point and the CPMVD for the fourth control point (the lower right control point).
- the decoder 200 may perform prediction on the current block based on the motion vector information. More specifically, the decoder 200 determines a motion vector of each subblock of the motion vector field of the current block by deriving a motion vector for at least one control point of the current block determined in step S2220, and then motions for each subblock unit. Prediction may be performed by referring to another screen using a vector.
- 23 illustrates an example of an operation flowchart for identifying a motion model in units of slices and blocks in prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention. 23 is an example of checking the motion model of the current block of FIG. 22 (S2210).
- the decoder 200 may check a motion model of a slice to which the current block belongs. More specifically, the decoder 200 may determine whether the specific motion model is applied to the current slice with respect to the specific motion model.
- a slice is a region of a higher level than a block, and according to an embodiment of the present invention, whether a motion model is applied hierarchically at a picture, tile, or tile group level may be performed hierarchically.
- Information on whether a specific motion model is applied to the current slice may be included in a picture parameter set (PPS) or a slice header.
- PPS picture parameter set
- the decoder 200 may check a motion model of the current block. More specifically, when the decoder 200 confirms that the specific motion model is applied at the slice level including the current block in operation S2310, the decoder 200 may determine whether the specific motion model is applied to the current block. According to an embodiment of the present invention, if a flag about a slice level motion model is set to true, the flag and motion vector difference (MVD) information or control point motion vector difference for the next level block level motion model is set to true. Value (CPMVD) information may be parsed.
- An example of the syntax table for the flowchart according to FIG. 23 may be configured as shown in Table 2.
- 24 illustrates an example of an operation flowchart for checking a motion model in consideration of the number of samples of a current block in prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention.
- 24 is an example of checking the motion model of the current block of FIG. 22 (S2210).
- 24 illustrates an example of a case in which a motion model is adaptively selected for prediction of a block based on the number of samples of the current block.
- the decoder 200 may check the number of samples of the current block or the size of the current block. More specifically, the decoder 200 may check the number of samples included in the current block through information on the size of the current block.
- the decoder 200 may check the threshold range of the motion model.
- the decoder 200 may determine whether the number of samples included in the current block or the size of the current block is included in a range set in a specific motion model. For example, a lower limit threshold and an upper limit threshold of the number of samples of a block that can be used for each motion model are set, and whether the number of samples of the current block is included in the threshold range of the corresponding motion model can be checked.
- the decoder 200 may check a motion model applied to the current block.
- the decoder 200 may determine whether a specific motion model is applied to the current block when the number of samples of the current block or the size of the current block identified in step S2410 is included in the threshold range of the specific motion model.
- 25 illustrates an example of an operation flowchart for identifying a motion model using neighboring blocks in prediction using the motion model according to an embodiment of the present invention.
- 25 is an example of checking the motion model of the current block of FIG. 22 (S2210).
- FIG. 25 illustrates an example of a case in which a motion model is adaptively selected for encoding or decoding a current block according to a motion model used for encoding a neighboring block.
- the decoder 200 may check the motion model of the neighboring block.
- the decoder 200 may identify a motion model applied to at least one neighboring block in which decoding is performed among a plurality of neighboring blocks adjacent to the current block.
- the neighboring block adjacent to the current block may be a block located on the upper side, upper left side, and left side of the current block.
- the decoder 200 may check the number of parameters of the neighboring block motion model.
- the decoder 200 may check the number of parameters corresponding to the motion model of the neighboring block identified in operation S2510.
- the number of parameters is the number of control point motion vector components for motion prediction.
- the parameter when the parameter is three, it may be configured to include the x, y component of one control point motion vector (CPMV) and the x component of the other control point motion vector (CPMV). That is, the number of control point motion vectors CPMV may correspond to 1/2 of the number of parameters.
- the number of parameters for each motion model and the number of control point motion vectors may be configured as shown in Table 4 above.
- the decoder 200 may check whether each motion model of the current block is available.
- the decoder 200 may identify a motion model applicable to the current model among the plurality of motion models from the number of parameters of the motion model applied to the neighboring block.
- the decoder 200 may check a motion model of the current block.
- the decoder 200 determines whether a specific motion model is applicable to the current block from the number of parameters of the motion model applied to the neighboring block, and then checks a flag indicating whether the specific motion model is applied to the current block. You can check whether it is applied. If it is determined that the flag related to the specific motion model is not applied to the current block, the decoder may perform a check procedure on the motion model confirmed to be usable in operation S2530.
- the syntax table according to the flowchart shown in FIG. 25 may be configured as shown in Table 6.
- FIG. 26 shows an example of an operation flowchart for identifying a motion model corresponding to an index among a set of motion model candidates in prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention. 26 is an example of checking a motion model of the current block of FIG. 22 (S2210). FIG. 26 shows an example of a case in which a motion model is adaptively selected for encoding or decoding a current block by defining a motion model candidate that can be used for each case.
- the decoder 200 may determine a motion model candidate set of the current block.
- the decoder 200 may determine a candidate set of the motion model to be used for determining the motion model of the current block, from a table consisting of candidates for the motion model available for each case.
- the configuration of motion model candidates that can be used for each case may be configured as shown in Table 6 described above.
- the decoder 200 may check an index of the motion model.
- the decoder 200 may check the index of the motion model by checking a parameter set transmitted from the encoder 100.
- the index for identifying the motion model may be referred to as a motion model flag or a motion model index.
- the decoder 200 may identify a motion model corresponding to the index.
- the decoder 200 may identify the motion model to be used for prediction of the current block among the motion model candidate sets determined in step S2610 by referring to the motion model index transmitted from the encoder 100.
- FIG. 27 shows an example of a video coding system as an embodiment to which the present invention is applied.
- the video coding system can include a source device and a receiving device.
- the source device may deliver the encoded video / image information or data to a receiving device through a digital storage medium or network in a file or streaming form.
- the source device may include a video source, an encoding apparatus, and a transmitter.
- the receiving device may include a receiver, 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 extract the bitstream and transmit the extracted 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.
- FIG. 28 shows an example of a video streaming system as an embodiment to which the present invention is applied.
- a 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 a medium for informing the user of what service.
- the web server delivers 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, such as 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 such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
- Each server in the content streaming system may operate as a distributed server, and in this case, data received from each server may be distributedly processed.
- 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.
- the decoder and encoder 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, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providing devices, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providing devices, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices. It can be used to process video signals or data signals.
- the OTT video device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet access 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 program executed by a computer, 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 kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer readable data is stored.
- 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 (eg, 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.
- an embodiment of the present invention may be implemented as a computer program product by program code, which 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.
- each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
- Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
- the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
- Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
- an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
- ASICs application specific integrated circuits
- DSPs digital signal processors
- DSPDs digital signal processing devices
- PLDs programmable logic devices
- FPGAs field programmable gate arrays
- processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
- an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
- the software code may be stored in memory and driven by the processor.
- the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 모션 모델(motion model)에 기반한 예측(prediction)을 사용하여 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for processing a video signal, and more particularly, to a method and apparatus for processing a video signal using prediction based on a motion model.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium. Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding. In particular, a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다. Accordingly, there is a need to design coding tools for more efficiently processing next generation video content.
다른 픽처를 참조하여 현재 픽처에 대한 예측을 수행하는 화면간 예측(inter prediction) 기법에 있어서, 단순한 모션(motion) 뿐만 아니라 복잡하거나 비정형적인 모션을 표현하기 위한 방법 및 장치가 요구되고 있다.In inter prediction techniques for performing prediction on a current picture with reference to other pictures, a method and apparatus for representing not only simple motion but also complex or atypical motion are required.
따라서, 본 발명의 실시예들은, 화면간 예측에 있어서 다양한 모션을 효과적으로 표현하기 위한 비디오 신호 처리 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, embodiments of the present invention provide a video signal processing apparatus and method for effectively expressing various motions in inter-screen prediction.
또한, 본 발명의 실시예들은, 다양한 모션을 효과적으로 표현하면서 연산량을 감소시킬 수 있는 비디오 신호 처리 장치 및 방법을 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention to provide a video signal processing apparatus and method that can reduce the amount of computation while effectively representing a variety of motion.
또한, 본 발명의 실시예들은, 다양한 모션을 효과적으로 표현하면서 데이터 처리량을 감소시킬 수 있는 비디오 신호 처리 장치 및 방법을 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention to provide a video signal processing apparatus and method that can reduce the data throughput while effectively representing a variety of motion.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.
본 발명의 실시예에 따른 비디오 신호 처리 방법은, 사전에 정의된 복수의 모션 모델들 중에서, 처리하고자 하는 현재 블록의 예측을 위해 적용된 모션 모델을 확인하는 단계와, 상기 모션 모델에 기반하여 상기 현재 블록의 적어도 하나의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하는 단계와, 상기 적어도 하나의 제어점에 대한 모션 벡터를 사용하여 상기 현재 블록의 각 서브블록에 대한 모션 벡터를 결정하는 단계와, 상기 각 서브블록에 대한 모션 벡터에 기반하여 상기 현재 블록의 예측을 수행하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 현재 블록의 제어점의 개수는, 상기 모션 모델에 의하여 결정될 수 있다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a video signal processing method comprising: checking, among a plurality of predefined motion models, a motion model applied for prediction of a current block to be processed, and based on the current model. Determining a motion vector for at least one control point of the block; determining a motion vector for each subblock of the current block using the motion vector for the at least one control point; And predicting the current block based on the motion vector for the current block. The number of control points of the current block may be determined by the motion model.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 현재 블록의 예측을 위해 적용된 상기 모션 모델을 확인하는 단계는, 상기 현재 블록이 포함된 슬라이스에 특정 모션 모델이 적용되었는지 여부를 확인하는 단계와, 상기 슬라이스에 상기 특정 모션 모델이 적용된 경우, 상기 현재 블록에 상기 특정 모션 모델이 적용되었는지 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the checking of the motion model applied for the prediction of the current block may include checking whether a specific motion model is applied to a slice including the current block, and checking the slice in the slice. When a specific motion model is applied, the method may include checking whether the specific motion model is applied to the current block.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 현재 블록의 예측을 위해 적용된 상기 모션 모델을 확인하는 단계는, 상기 현재 블록에 포함된 샘플들의 개수 또는 상기 현재 블록의 크기를 확인하는 단계와. 상기 샘플들의 개수 또는 상기 현재 블록의 크기가 특정 모션 모델에 정의된 임계(threshold) 범위에 포함되는지 여부를 확인하는 단계와, 상기 샘플들의 개수 또는 상기 현재 블록의 크기가 상기 특정 모션 모델의 임계 범위에 포함되는 경우, 상기 특정 모션 모델이 적용되었는지 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the checking of the motion model applied for the prediction of the current block may include: checking the number of samples included in the current block or the size of the current block. Determining whether the number of samples or the size of the current block is within a threshold range defined in a specific motion model, and the number of samples or the size of the current block is in a threshold range of the specific motion model If included in, may include determining whether the specific motion model is applied.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 현재 블록의 예측을 위해 적용된 상기 모션 모델을 확인하는 단계는, 상기 현재 블록에 인접한 주변 블록에 적용된 모션 모델을 확인하는 단계와, 상기 주변 블록에 적용된 모션 모델에 대응하는 파라미터의 개수를 확인하는 단계와, 상기 파라미터의 개수에 기반하여 상기 복수의 모션 모델들 중 상기 현재 블록에 적용 가능한 모션 모델 후보들을 확인하는 단계와, 상기 모션 모델 후보들 중 상기 현재 블록에 적용된 모션 모델을 확인하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the checking of the motion model applied for the prediction of the current block may include checking a motion model applied to a neighboring block adjacent to the current block, and checking a motion model applied to the neighboring block. Identifying the number of corresponding parameters, identifying motion model candidates applicable to the current block among the plurality of motion models based on the number of parameters, and applying the current block among the motion model candidates. And identifying the motion model.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 현재 블록의 예측을 위해 적용된 상기 모션 모델을 확인하는 단계는, 사전에 정의된 모션 모델 후보들의 집합들 중 상기 현재 블록에 적용된 모션 모델 후보들의 집합을 결정하는 단계와, 상기 모션 모델 후보들 중 상기 현재 블록에 적용된 모션 모델을 지시하는 인덱스(index)를 확인하는 단계와, 상기 모션 모델 후보들 중 상기 인덱스에 대응하는 모션 모델을 확인하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, identifying the motion model applied for the prediction of the current block includes: determining a set of motion model candidates applied to the current block among predefined sets of motion model candidates And identifying an index indicating a motion model applied to the current block among the motion model candidates, and identifying a motion model corresponding to the index among the motion model candidates.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 현재 블록의 적어도 하나의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하는 단계는, 상기 현재 블록과 인접한 주변 블록의 모션 벡터와 상기 현재 블록의 모션 벡터의 차분 값에 해당하는 모션 벡터 차분값(motion vector difference, MVD), 또는 상기 주변 블록의 제어점에 대한 모션 벡터와 상기 주변 블록의 제어점에 대응하는 상기 현재 블록의 제어점에 대한 모션 벡터의 차분 값에 해당하는 제어점 모션 벡터 차분값(control point motion vector difference, CPMVD)을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the determining of the motion vector for at least one control point of the current block may include: a motion corresponding to a difference value between the motion vector of the neighboring block adjacent to the current block and the motion vector of the current block; Motion vector difference (MVD) or control point motion vector difference value corresponding to the difference value of the motion vector for the control point of the neighboring block and the control vector of the current block corresponding to the control point of the neighboring block The method may include determining a control point motion vector difference (CPMVD).
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 사전에 정의된 복수의 모션 모델들은, 트랜슬레이션 모드(translation mode), 스케일링 모드(scaling mode), 로테이션 모드(rotation mode), 단순화된 어파인 모드(simplified affine mode), 어파인 모드(affine mode), 또는 바이리니어 보간 모드(bilinear interpolation mode)를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the predefined plurality of motion models may include a translation mode, a scaling mode, a rotation mode, and a simplified affine mode. mode, affine mode, or bilinear interpolation mode.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 현재 블록의 적어도 하나의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하는 단계는, 상기 트랜슬레이션 모드가 상기 현재 블록에 적용된 경우, 1개의 MVD를 파싱(parsing)함으로써 1개의 모션 벡터를 결정하는 단계와, 상기 스케일링 모드가 상기 현재 블록에 적용된 경우, 제1 제어점에 대한 CPMVD 및 제2 제어점에 대한 CPMVD의 x 성분을 파싱함으로써 2개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하는 단계와, 상기 로테이션 모드가 상기 현재 블록에 적용된 경우, 제1 제어점에 대한 CPMVD 및 제2 제어점에 대한 CPMVD의 y 성분을 파싱함으로써 2개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하는 단계와, 상기 단순화된 어파인 모드가 상기 현재 블록에 적용된 경우, 제1 제어점에 대한 CPMVD 및 제2 제어점에 대한 CPMVD를 파싱함으로써 2개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하는 단계와, 상기 어파인 모드가 상기 현재 블록에 적용된 경우, 제1 제어점에 대한 CPMVD, 제2 제어점에 대한 CPMVD, 및 제3 제어점에 대한 CPMVD를 파싱함으로써 3개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하는 단계와, 상기 바이리니어 보간 모드가 상기 현재 블록에 적용된 경우, 제1 제어점에 대한 CPMVD, 제2 제어점에 대한 CPMVD, 제3 제어점에 대한 CPMVD, 및 제4 제어점에 대한 CPMVD를 파싱함으로써 4개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the determining of the motion vector for at least one control point of the current block may include: parsing one MVD when the translation mode is applied to the current block. Determining a motion vector, and when the scaling mode is applied to the current block, determining a motion vector for two control points by parsing the x component of CPMVD for a first control point and CPMVD for a second control point; Determining the motion vector for the two control points by parsing the y component of the CPMVD for the first control point and the CPMVD for the second control point when the rotation mode is applied to the current block, and the simplified affine mode. Is applied to the current block, the motion for the two control points by parsing the CPMVD for the first control point and the CPMVD for the second control point. Determining a vector, and when the affine mode is applied to the current block, parsing the CPMVD for the first control point, the CPMVD for the second control point, and the CPMVD for the third control point, by motion vector for the three control points. Determining CPMVD for a first control point, CPMVD for a second control point, CPMVD for a third control point, and CPMVD for a fourth control point when the bilinear interpolation mode is applied to the current block. Determining a motion vector for the four control points.
본 발명의 실시예에 따른 비디오 신호 처리 장치는, 상기 비디오 신호를 저장하기 위한 메모리와, 상기 메모리와 기능적으로 결합된 디코더를 포함할 수 있다. 상기 디코더는, 사전에 정의된 복수의 모션 모델들 중에서, 처리하고자 하는 현재 블록의 예측을 위해 적용된 모션 모델을 확인하고, 상기 모션 모델에 기반하여 상기 현재 블록의 적어도 하나의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하고, 상기 적어도 하나의 제어점에 대한 모션 벡터를 사용하여 상기 현재 블록의 각 서브블록에 대한 모션 벡터를 결정하고, 상기 각 서브블록에 대한 모션 벡터에 기반하여 상기 현재 블록의 예측을 수행하도록 설정될 수 있다.The video signal processing apparatus according to the embodiment of the present invention may include a memory for storing the video signal, and a decoder functionally coupled to the memory. The decoder identifies, among a plurality of predefined motion models, a motion model applied for prediction of a current block to be processed, and obtains a motion vector for at least one control point of the current block based on the motion model. Determine, determine a motion vector for each subblock of the current block using the motion vector for the at least one control point, and perform prediction of the current block based on the motion vector for each subblock Can be.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 디코더는, 상기 현재 블록이 포함된 슬라이스에 특정 모션 모델이 적용되었는지 여부를 확인하고, 상기 슬라이스에 상기 특정 모션 모델이 적용된 경우, 상기 현재 블록에 상기 특정 모션 모델이 적용되었는지 여부를 확인하도록 설정될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the decoder checks whether a specific motion model is applied to a slice including the current block, and when the specific motion model is applied to the slice, the specific motion model to the current block. It may be set to check whether this has been applied.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 디코더는, 상기 현재 블록에 포함된 샘플들의 개수 또는 상기 현재 블록의 크기를 확인하고, 상기 샘플들의 개수 또는 상기 현재 블록의 크기가 특정 모션 모델에 정의된 임계(threshold) 범위에 포함되는지 여부를 확인하고, 상기 샘플들의 개수 또는 상기 현재 블록의 크기가 상기 특정 모션 모델의 임계 범위에 포함되는 경우, 상기 특정 모션 모델이 적용되었는지 여부를 확인하도록 설정될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the decoder checks the number of samples included in the current block or the size of the current block, and the number of the samples or the size of the current block is determined by a threshold defined in a specific motion model. If the number of the samples or the size of the current block is included in the threshold range of the specific motion model, it may be set to determine whether the specific motion model is applied.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 디코더는, 상기 현재 블록에 인접한 주변 블록에 적용된 모션 모델을 확인하고, 상기 주변 블록에 적용된 모션 모델에 대응하는 파라미터의 개수를 확인하고, 상기 파라미터의 개수에 기반하여, 상기 복수의 모션 모델들 중 상기 현재 블록에 적용 가능한 모션 모델 후보들을 확인하고, 상기 모션 모델 후보들 중 상기 현재 블록에 적용된 모션 모델을 확인하도록 설정될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the decoder identifies a motion model applied to a neighboring block adjacent to the current block, checks the number of parameters corresponding to the motion model applied to the neighboring block, and based on the number of parameters. Thus, the motion model candidates applicable to the current block among the plurality of motion models may be identified, and the motion model applied to the current block among the motion model candidates may be set.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 디코더는, 사전에 정의된 모션 모델 후보들의 집합들 중 상기 현재 블록에 적용된 모션 모델 후보들의 집합을 결정하고, 상기 모션 모델 후보들 중 상기 현재 블록에 적용된 모션 모델을 지시하는 인덱스(index)를 확인하고, 상기 모션 모델 후보들 중 상기 인덱스에 대응하는 모션 모델을 확인하도록 설정될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the decoder determines a set of motion model candidates applied to the current block among predefined sets of motion model candidates, and determines a motion model applied to the current block among the motion model candidates. It may be set to identify an index indicating and indicate a motion model corresponding to the index among the motion model candidates.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 디코더는, 상기 현재 블록과 인접한 주변 블록의 모션 벡터와 상기 현재 블록의 모션 벡터의 차분값에 해당하는 모션 벡터 차분값(motion vector difference, MVD), 또는 상기 주변 블록의 제어점에 대한 모션 벡터와 상기 주변 블록의 제어점에 대응하는 상기 현재 블록의 제어점에 대한 모션 벡터의 차분 값에 해당하는 제어점 모션 벡터 차분값(control point motion vector difference, CPMVD)을 결정하도록 설정될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the decoder may include a motion vector difference (MVD) or a motion vector corresponding to a difference value between a motion vector of a neighboring block adjacent to the current block and a motion vector of the current block. The control point motion vector difference (CPMVD) corresponding to the difference value of the motion vector for the control point of the block and the motion vector for the control point of the current block corresponding to the control point of the neighboring block may be set. Can be.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 사전에 정의된 복수의 모션 모델들은, 트랜슬레이션 모드(translation mode), 스케일링 모드(scaling mode), 로테이션 모드(rotation mode), 단순화된 어파인 모드(simplified affine mode), 어파인 모드(affine mode), 또는 바이리니어 보간 모드(bilinear interpolation mode)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 디코더는, 상기 트랜슬레이션 모드가 상기 현재 블록에 적용된 경우, 1개의 MVD를 파싱(parsing)함으로써 1개의 모션 벡터를 결정하고, 상기 스케일링 모드가 상기 현재 블록에 적용된 경우, 제1 제어점에 대한 CPMVD 및 제2 제어점에 대한 CPMVD의 x 성분을 파싱함으로써 2개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하고, 상기 로테이션 모드가 상기 현재 블록에 적용된 경우, 제1 제어점에 대한 CPMVD 및 제2 제어점에 대한 CPMVD의 y 성분을 파싱함으로써 2개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하고, 상기 단순화된 어파인 모드가 상기 현재 블록에 적용된 경우, 제1 제어점에 대한 CPMVD 및 제2 제어점에 대한 CPMVD를 파싱함으로써 2개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하고, 상기 어파인 모드가 상기 현재 블록에 적용된 경우, 제1 제어점에 대한 CPMVD, 제2 제어점에 대한 CPMVD, 및 제3 제어점에 대한 CPMVD를 파싱함으로써 3개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하고, 상기 바이리니어 보간 모드가 상기 현재 블록에 적용된 경우, 제1 제어점에 대한 CPMVD, 제2 제어점에 대한 CPMVD, 제3 제어점에 대한 CPMVD, 및 제4 제어점에 대한 CPMVD를 파싱함으로써 4개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정하도록 설정될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the predefined plurality of motion models may include a translation mode, a scaling mode, a rotation mode, and a simplified affine mode. mode, affine mode, or bilinear interpolation mode. The decoder may determine one motion vector by parsing one MVD when the translation mode is applied to the current block, and a first control point when the scaling mode is applied to the current block. Determine the motion vector for the two control points by parsing the C component of the CPMVD and the CPMVD for the second control point, and if the rotation mode is applied to the current block, for the CPMVD and the second control point for the first control point Determine the motion vector for the two control points by parsing the y component of CPMVD, and if the simplified affine mode is applied to the current block, parse the CPMVD for the first control point and the CPMVD for the second control point by Determine a motion vector for a control point, and if the affine mode is applied to the current block, the CPMVD for the first control point, Determine the motion vector for the three control points by parsing one CPMVD, and the CPMVD for the third control point, and if the bilinear interpolation mode is applied to the current block, CPMVD for the first control point, CPMVD for the second control point , CPMVD for the third control point, and CPMVD for the fourth control point, may be set to determine the motion vectors for the four control points.
본 발명의 실시예에 따르면, 예측하고자 하는 현재 블록에 적용된 모션 모델 별에 따라 가변적으로 현재 블록의 적어도 하나의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정함으로써, 보다 다양한 모션을 효과적으로 표현할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, more various motions can be effectively expressed by determining a motion vector for at least one control point of the current block variably according to the motion model applied to the current block to be predicted.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 현재 블록 또는 주변 블록의 특성을 고려하여 모션 모델을 확인하는 조건을 설정함으로써 다양한 모션을 효과적으로 표현하면서 연산량을 감소시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by setting the conditions for identifying the motion model in consideration of the characteristics of the current block or neighboring blocks, it is possible to effectively reduce the amount of computation while expressing various motions.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 모션 모델 후보의 집합을 설정하고, 인덱스를 사용하여 현재 블록에 적용될 모션 모델을 지시함으로써, 다양한 모션을 효과적으로 표현하면서 데이터 처리량을 감소시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by setting a set of motion model candidates and using an index to indicate a motion model to be applied to the current block, data throughput can be reduced while effectively representing various motions.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. .
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, included as part of the detailed description in order to provide a thorough understanding of the present invention, provide embodiments of the present invention and together with the description, describe the technical features of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비디오 신호 처리 장치의 일 예로서 인코더의 기능적 구성의 예를 도시한다.1 shows an example of a functional configuration of an encoder as an example of a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비디오 신호 처리 장치의 다른 예로서 디코더의 기능적 구성의 예를 도시한다. 2 shows an example of a functional configuration of a decoder as another example of a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 멀티타입 트리 구조의 일 예를 도시한다.3 illustrates an example of a multitype tree structure according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘의 예를 도시한다.4 illustrates an example of a signaling mechanism of partition partitioning information of a quadtree with nested multi-type tree structure with a multitype tree according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 쿼드트리 및 수반되는 멀티타입 트리(quadtree and nested multi-type tree) 구조를 기반으로 CTU(coding tree unit)를 다중 CU들로 분할하는 방법의 예를 도시한다.FIG. 5 illustrates an example of a method of dividing a coding tree unit (CTU) into multiple CUs based on a quadtree and a quadtree and nested multi-type tree structure according to an embodiment of the present invention. .
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터너리 트리(ternary-tree) 분할을 제한하는 방법의 예를 도시한다.6 shows an example of a method of limiting ternary-tree splitting according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 바이너리 트리 분할 및 터너리 트리 분할에서 발생할 수 있는 리던던트 분할 패턴들의 예를 도시한다.7 illustrates examples of redundant partition patterns that may occur in binary tree partitioning and ternary tree partitioning according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 비디오 신호 처리 방법에서 영상 인코딩을 위한 동작 흐름도의 일 예를 도시한다.8 illustrates an example of an operation flowchart for encoding an image in a video signal processing method according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 비디오 신호 처리 장치에서 인코더의 인터 예측부의 기능적 구성의 예를 도시한다.9 illustrates an example of a functional configuration of an inter predictor of an encoder in a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 비디오 신호 처리 방법에서 영상 디코딩을 위한 동작 흐름도의 일 예를 도시한다.10 illustrates an example of an operation flowchart for image decoding in a video signal processing method according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 비디오 신호 처리 장치에서 디코더의 인터 예측부의 기능적 구성의 예를 도시한다.11 illustrates an example of a functional configuration of an inter predictor of a decoder in a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델들(motion models)의 예를 도시한다.12 shows an example of motion models according to an embodiment of the invention.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측을 위한 제어점 모션 벡터의 예를 도시한다.13 illustrates an example of a control point motion vector for affine motion prediction according to an embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측이 적용된 블록의 각 서브블록 별 모션 벡터의 예를 도시한다.14 shows an example of a motion vector for each subblock of a block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
도 15는 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에 현재 블록의 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.FIG. 15 illustrates an example of neighboring blocks used for prediction of a current block in an affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 머지 모드(affine merge mode)에서 현재 블록의 예측에 사용되는 주번 블록의 예를 도시한다.FIG. 16 shows an example of a main block used for prediction of a current block in an affiliate merge mode according to an embodiment of the present invention.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측이 적용된 주변 블록을 사용하여 어파인 모션 예측이 수행되는 블록의 예를 도시한다.17 illustrates an example of a block in which affine motion prediction is performed using a neighboring block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측을 위한 동작 흐름도의 예를 도시한다.18 shows an example of an operation flowchart for affine motion prediction according to an embodiment of the present invention.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 트랜슬레이션(translation) 모션 모델의 예를 도시한다.19 shows an example of a translation motion model according to an embodiment of the invention.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 스케일링(scaling) 모션 모델의 예를 도시한다.20 shows an example of a scaling motion model according to an embodiment of the invention.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 로테이션(rotation) 모션 모델의 예를 도시한다.21 shows an example of a rotation motion model according to an embodiment of the present invention.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델을 사용한 예측을 위한 동작 흐름도의 예를 도시한다.22 shows an example of an operation flowchart for prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델을 사용한 예측에 있어서 슬라이스와 블록 단위의 모션 모델 확인을 위한 동작 흐름도의 예를 도시한다.23 illustrates an example of an operation flowchart for identifying a motion model in units of slices and blocks in prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델을 사용한 예측에 있어서 현재 블록의 샘플 개수 또는 상기 현재 블록의 크기를 고려하여 모션 모델을 확인하기 위한 동작 흐름도의 예를 도시한다.24 illustrates an example of an operation flowchart for checking a motion model in consideration of a sample number of a current block or a size of the current block in prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention.
도 25는 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델을 사용한 예측에 있어서 주변 블록을 이용하여 모션 모델을 확인하기 위한 동작 흐름도의 예를 도시한다.25 illustrates an example of an operation flowchart for identifying a motion model using neighboring blocks in prediction using the motion model according to an embodiment of the present invention.
도 26은 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델을 사용한 예측에 있어서 모션 모델 후보 집합 중 인덱스에 대응하는 모션 모델을 확인하는 동작 흐름도의 예를 도시한다.FIG. 26 shows an example of an operation flowchart for identifying a motion model corresponding to an index among a set of motion model candidates in prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention.
도 27은 본 발명이 적용되는 실시예로서 비디오 코딩 시스템의 예를 도시한다.27 shows an example of a video coding system as an embodiment to which the present invention is applied.
도 28은 본 발명이 적용되는 실시예로서 비디오 스트리밍 시스템의 예를 도시한다.28 shows an example of a video streaming system as an embodiment to which the present invention is applied.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The detailed description, which will be given below with reference to the accompanying drawings, is intended to explain exemplary embodiments of the present invention and is not intended to represent the only embodiments in which the present invention may be practiced. The following detailed description includes specific details in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, one of ordinary skill in the art appreciates that the present invention may be practiced without these specific details.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. In some instances, well-known structures and devices may be omitted or shown in block diagram form centering on the core functions of the structures and devices in order to avoid obscuring the concepts of the present invention.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.In addition, the terminology used in the present invention was selected as a general term widely used as possible now, in a specific case will be described using terms arbitrarily selected by the applicant. In such a case, since the meaning is clearly described in the detailed description of the part, it should not be interpreted simply by the name of the term used in the description of the present invention, and it should be understood that the meaning of the term should be understood and interpreted. .
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽처, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.Specific terms used in the following description are provided to help the understanding of the present invention, and the use of such specific terms may be changed to other forms without departing from the technical spirit of the present invention. For example, signals, data, samples, pictures, frames, blocks, etc. may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
이하 본 명세서에서 '처리 유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 처리 과정이 수행되는 단위를 의미한다. 또한, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 블록(block), 코딩 유닛(coding unit, CU), 예측 유닛(prediction unit, PU) 또는 변환 유닛(transform unit, TU)에 해당될 수 있다. Hereinafter, in the present specification, the 'processing unit' refers to a unit in which a process of encoding / decoding such as prediction, transformation, and / or quantization is performed. In addition, the processing unit may be interpreted to include a unit for a luma component and a unit for a chroma component. For example, the processing unit may correspond to a block, a coding unit (CU), a prediction unit (PU), or a transform unit (TU).
또한, 처리 유닛은 휘도 성분에 대한 단위 또는 색차 성분에 대한 단위로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 휘도 성분에 대한 CTB, CB, PU 또는 TB에 해당될 수 있다. 또는, 처리 유닛은 색차 성분에 대한 CTB, CB, PU 또는 TB에 해당할 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며 처리 유닛은 휘도 성분에 대한 단위와 색차 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수도 있다. Further, the processing unit may be interpreted as a unit for the luminance component or a unit for the chrominance component. For example, the processing unit may correspond to a CTB, CB, PU or TB for the luminance component. Alternatively, the processing unit may correspond to a CTB, CB, PU or TB for the chrominance component. In addition, the present invention is not limited thereto, and the processing unit may be interpreted to include a unit for a luminance component and a unit for a color difference component.
또한, 처리 유닛은 반드시 정사각형의 블록으로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태로 구성될 수도 있다. In addition, the processing unit is not necessarily limited to square blocks, but may also be configured in a polygonal form having three or more vertices.
또한, 이하 본 명세서에서 픽셀 또는 화소 등을 샘플로 통칭한다. 그리고, 샘플을 이용한다는 것은 픽셀 값 또는 화소 값 등을 이용한다는 것을 의미할 수 있다. In the following specification, a pixel, a pixel, and the like are referred to collectively as samples. In addition, using a sample may mean using a pixel value or a pixel value.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비디오 신호 처리 장치의 일 예로서 인코더의 기능적 구성의 예를 도시한다.1 shows an example of a functional configuration of an encoder as an example of a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 인코더(10)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 예측부로 통칭될 수 있다. 다시 말해, 예측부는 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)를 포함할 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다. 일 실시예로서, 상술한 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)는 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한, 메모리(170)는, DPB(decoded picture buffer)(172)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. Referring to FIG. 1, the encoder 10 may include an
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽처, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 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 QTBT (Quad-tree binary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 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. The
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.The unit may be used interchangeably with terms such as block or area in some cases. In a general case, 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.
인코더(100)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송된다. 이 경우 도시된 바와 같이 인코더(100) 내에서 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 예측 신호(예측 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하는 유닛은 감산부(115)라고 불릴 수 있다. 예측부는 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. 예측부는 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(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. The
인트라 예측부(185)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(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.The
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 모션 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 모션 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 모션 정보의 상관성에 기초하여 모션 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 모션 정보는 모션 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 모션 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(180)는 주변 블록들을 기반으로 모션 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 모션 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 모드(skip mode)와 머지 모드(merge mode)의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 모션 정보를 현재 블록의 모션 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 모션 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 모션 벡터를 모션 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 모션 벡터 차분 값(motion vector difference, MVD)을 시그널링함으로써 현재 블록의 모션 벡터를 지시할 수 있다. 인터 예측의 구체적인 방법과 장치는 이후 도 8 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명된다. 상기 인터 예측부(180) 또는 상기 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. The
변환부(120)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), KLT(Karhunen-Loeve transform), GBT(graph-based transform), 또는 CNT(conditionally non-linear transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)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.The
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 다양한 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(390)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(390)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(예: 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 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(universal serial bus), SD(secure digital) 카드, CD(compact disk), DVD(digital video disk), 블루레이, HDD(hard disk drive), SSD(solid state drive), 플래시 메모리 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호는 통신부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부 또는 메모리(미도시)가 인코더(100)의 내/외부 구성요소로서 구성될 수 있고, 또는 전송부가 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소일 수도 있다.The
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들은 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호를 복원할 수 있다. 가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다. The quantized transform coefficients output from the
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 필터링부(160)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB(172)에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹(deblocking) 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset, SAO), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter, ALF), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. The
메모리(170)에 저장된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코더(100)는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코더(100)와 디코더(200)에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다. The modified reconstructed picture stored in the
메모리(170)의 DPB(174)는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 모션 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 모션 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 모션 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 모션 정보는 공간적 주변 블록의 모션 정보 또는 시간적 주변 블록의 모션 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다. The DPB 174 of the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비디오 신호 처리 장치의 다른 예로서 디코더의 기능적 구성의 예를 도시한다. 2 shows an example of a functional configuration of a decoder as another example of a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)는 통합되어 예측부라고 불릴 수 있다. 즉, 예측부는 인터 예측부(280) 및 인트라 예측부(285)를 포함할 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)는 통합되어 레지듀얼 처리부라고 불릴 수 있다. 즉, 레지듀얼 처리부는 역양자화부(220)와 역변환부(230)를 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(250)는 DPB(252)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다.Referring to FIG. 2, the
비디오/이미지 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코더(200)는 도 1의 인코더(100)에서 비디오/이미지 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코더(200)는 인코더(100)에서 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 및/또는 바이너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 그리고, 디코더(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.When a bitstream including video / image information is input, the
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱(parsing)하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘레먼트(element)의 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 수행함으로써 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 인코더(100)로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코더(200)의 내/외부 엘레먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소일 수도 있다. The
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화함으로써 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우, 재정렬은 인코더(100)에서 수행된 스캔 순서에 기반하여 수행될 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어, 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficients)을 획득할 수 있다. The
역변환부(430)에서는 변환 계수들을 역변환함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.The inverse transform unit 430 may obtain a residual signal (residual block, residual sample array) by inversely transforming the transform coefficients.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다. The prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block. The prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the information about the prediction output from the
인트라 예측부(265)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(265)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.The
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 모션 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 모션 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 모션 정보의 상관성에 기초하여 모션 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 모션 정보는 모션 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 모션 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 모션 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신된 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 모션 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. The
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)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.The
가산부(235)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다. The
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB(252)에 전달할 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. The
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 모션 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 모션 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 모션 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 모션 정보는 공간적 주변 블록의 모션 정보 또는 시간적 주변 블록의 모션 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.The (modified) reconstructed picture stored in the DPB of the
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.In the present specification, the embodiments described by the
Block PartitioningBlock Partitioning
본 문서에 따른 비디오/영상 코딩 방법은 다양한 세부 기술들에 기반하여 수행될 수 있으며, 각각의 세부 기술들을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 이하 설명되는 기술들은 상술한 및/또는 후술되는 비디오/영상의 인코딩/디코딩 절차에서의 예측, 레지듀얼 처리((역)변환, (역)양자화 등), 신택스 요소 코딩, 필터링, 파티셔닝/분할 등의 관련 절차에 연관될 수 있음은 당업자에게 자명하다.The video / image coding method according to this document may be performed based on various detailed techniques, and each detailed technique will be described as follows. Techniques described below include prediction, residual processing ((inverse) transformation, (inverse) quantization, etc.), syntax element coding, filtering, partitioning / division, etc. in the encoding / decoding procedures of the video / image described above and / or described below. It will be apparent to those skilled in the art that they may be involved in the relevant procedure of.
본 문서에 따른 블록 파티셔닝 절차는 상술한 인코더(100)의 영상 분할부(110)에서 수행되어, 파티셔닝 관련 정보가 엔트로피 인코딩부(190)에서 (인코딩) 처리되어 비트스트림 형태로 디코더(200)로 전달될 수 있다. 디코더(200)의 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 상기 파티셔닝 관련 정보를 기반으로 현재 픽처의 블록 파티셔닝 구조를 도출하고, 이를 기반으로 영상 디코딩을 위한 일련의 절차(예: 예측, 레지듀얼 처리, 블록 복원, 인루프 필터링 등)을 수행할 수 있다. The block partitioning procedure according to this document is performed by the
픽처에서 CTU로의 분할 (Partitioning of picture into CTUs)Partitioning of picture into CTUs
비디오 신호의 각 픽처들은 코딩 트리 유닛들(CTUs)의 시퀀스로 분할될 수 있다. CTU는 코딩 트리 블록(CTB)에 대응될 수 있다. 혹은 CTU는 루마 샘플들의 코딩 트리 블록과, 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 트리 블록들을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 세가지 샘플 어레이를 포함하는 픽처에 대하여, CTU는 루마 샘플들의 NxN 블록과 크로마 샘플들의 두개의 대응 블록들을 포함할 수 있다.Each picture of the video signal may be divided into a sequence of coding tree units (CTUs). The CTU may correspond to a coding tree block (CTB). Alternatively, the CTU may include a coding tree block of luma samples and two coding tree blocks of corresponding chroma samples. In other words, for a picture that includes three sample arrays, the CTU may include an N × N block of luma samples and two corresponding blocks of chroma samples.
코딩 및 예측 등을 위한 CTU의 최대 허용 사이즈는 변환을 위한 CTU의 최대 허용 사이즈와 다를 수 있다. 예를 들어, CTU 내 루마 블록의 최대 허용 사이즈는 128x128일 수 있다. The maximum allowable size of the CTU for coding and prediction may be different from the maximum allowable size of the CTU for transform. For example, the maximum allowable size of the luma block in the CTU may be 128x128.
트리 구조를 이용한 CTU 분할 (Partitioning of the CTUs using a tree structure)Partitioning of the CTUs using a tree structure
CTU는 쿼드트리(quad-tree, QT) 구조를 기반으로 CU들로 분할될 수 있다. 쿼드트리 구조는 쿼터너리(quaternary) 트리 구조라고 불릴 수 있다. 이는 다양한 국지적 특징(local characteristic)을 반영하기 위함이다. 한편, 본 문서에서는 CTU는 쿼드트리 뿐만 아니라 바이너리 트리(binary-tree, BT) 및 터너리 트리(ternary-tree, TT)을 포함하는 멀티타입 트리 구조 분할을 기반하여 분할될 수 있다. 이하, QTBT 구조라 함은 쿼드트리 및 바이너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수 있고, QTBTTT라 함은 쿼드트리, 바이너리 트리 및 터너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수 있다. 또는, QTBT 구조는 쿼드트리, 바이너리 트리 및 터너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수도 있다. 코딩 트리 구조에서, CU는 정사각형 또는 직사각형 모양을 가질 수 있다. CTU는 먼저 쿼드트리 구조로 분할될 수 있다. 이후 쿼드트리 구조의 리프 노드들은 멀티타입 트리 구조에 의하여 추가적으로 분할될 수 있다. The CTU may be divided into CUs based on a quad-tree (QT) structure. The quadtree structure may be referred to as a quaternary tree structure. This is to reflect various local characteristics. Meanwhile, in the present document, the CTU may be divided based on a multitype tree structure partition including a binary tree (BT) and a ternary tree (TT) as well as a quad tree. Hereinafter, the QTBT structure may include a quadtree and binary tree based partition structure, and the QTBTTT may include a quadtree, binary tree, and ternary tree based partition structure. Alternatively, the QTBT structure may include a quadtree, binary tree and ternary tree based partitioning structure. In a coding tree structure, a CU may have a square or rectangular shape. The CTU may first be divided into quadtree structures. After that, the leaf nodes of the quadtree structure may be further divided by the multitype tree structure.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 멀티타입 트리 구조의 일 예를 도시한다.3 illustrates an example of a multitype tree structure according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에서, 멀티타입 트리 구조는 도 3에 도시된 바와 같은 4개의 분할 타입을 포함할 수 있다. 상기 4개의 분할 타입은 수직 바이너리 분할(vertical binary splitting, SPLIT_BT_VER), 수평 바이너리 분할(horizontal binary splitting, SPLIT_BT_HOR), 수직 터너리 분할(vertical ternary splitting, SPLIT_TT_VER), 수평 터너리 분할(horizontal ternary splitting, SPLIT_TT_HOR)을 포함할 수 있다. 상기 멀티타입 트리 구조의 리프 노드들은 CU들이라고 지칭될 수 있다. 이러한 CU들은 예측 및 변환 절차를 위하여 사용될 수 있다. 본 문서에서 일반적으로 CU, PU, TU는 동일한 블록 사이즈를 가질 수 있다. 다만, 최대 허용 변환 길이(maximum supported transform length)가 CU의 컬러 성분(colour component)의 너비 또는 높이보다 작은 경우에는 CU와 TU가 서로 다른 블록 사이즈를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the multitype tree structure may include four partition types as shown in FIG. The four split types include vertical binary splitting (SPLIT_BT_VER), horizontal binary splitting (SPLIT_BT_HOR), vertical ternary splitting (SPLIT_TT_VER), and horizontal ternary splitting (SPLIT_TT_HOR). ) May be included. Leaf nodes of the multitype tree structure may be referred to as CUs. These CUs can be used for prediction and transform procedures. In general, CU, PU, and TU may have the same block size in this document. However, when the maximum supported transform length is smaller than the width or height of the color component of the CU, the CU and the TU may have different block sizes.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘의 예를 도시한다.4 illustrates an example of a signaling mechanism of partition partitioning information of a quadtree with nested multi-type tree structure with a multitype tree according to an embodiment of the present invention.
여기서, CTU는 쿼드트리의 루트(root)로 취급되며, 쿼드트리 구조로 처음으로 파티셔닝된다. 각 쿼드트리 리프 노드는 이후 멀티타입 트리 구조로 더 파티셔닝될 수 있다. 멀티타입 트리 구조에서, 제1 플래그(a first flag, ex. mtt_split_cu_flag)가 해당 노드가 추가적으로 파티셔닝되는지를 지시하기 위하여 시그널링된다. 만약 해당 노드가 추가적으로 파티셔닝되는 경우, 제2 플래그(a second flag, ex. mtt_split_cu_verticla_flag)가 분할 방향(splitting direction)을 지시하기 위하여 시그널링될 수 있다. 그 후 제3 플래그(a third flag, ex. mtt_split_cu_binary_flag)가 분할 타입이 바이너리 분할인지 터너리 분할인지 여부를 지시하기 위하여 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 mtt_split_cu_vertical_flag 및 상기 mtt_split_cu_binary_flag를 기반으로, CU의 멀티타입 트리 분할 모드(multi-type tree splitting mode, MttSplitMode)가 다음 표 1과 같이 도출될 수 있다.Here, the CTU is treated as the root of the quadtree, and is partitioned for the first time into a quadtree structure. Each quadtree leaf node may then be further partitioned into a multitype tree structure. In the multitype tree structure, a first flag (ex. Mtt_split_cu_flag) is signaled to indicate whether the node is additionally partitioned. If the node is additionally partitioned, a second flag (ex. Mtt_split_cu_verticla_flag) may be signaled to indicate the splitting direction. Thereafter, a third flag (ex. Mtt_split_cu_binary_flag) may be signaled to indicate whether the partition type is binary partition or ternary partition. For example, based on the mtt_split_cu_vertical_flag and the mtt_split_cu_binary_flag, a multi-type tree splitting mode (MttSplitMode) of a CU may be derived as shown in Table 1 below.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 쿼드트리 및 수반되는 멀티타입 트리(quadtree and nested multi-type tree) 구조를 기반으로 CTU(coding tree unit)를 다중 CU들로 분할하는 방법의 예를 도시한다.FIG. 5 illustrates an example of a method of dividing a coding tree unit (CTU) into multiple CUs based on a quadtree and a quadtree and nested multi-type tree structure according to an embodiment of the present invention. .
여기서, 볼드 블록 엣지들(bold block edges)는 쿼드트리 파티셔닝을, 나머지 엣지들은 멀티타입 트리 파티셔닝을 나타낸다. 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 파티션은 컨텐츠-어댑티드 코딩 트리 구조를 제공할 수 있다. CU는 코딩 블록(CB)에 대응될 수 있다. 혹은 CU는 루마 샘플들의 코딩 블록과, 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 블록들을 포함할 수 있다. CU의 사이즈는 CTU만큼 클 수도 있고, 또는 루마 샘플 단위에서 4x4 만큼 잘을 수도 있다. 예를 들어, 4:2:0 컬러 포멧(or 크로마 포멧)인 경우, 최대 크로마 CB 사이즈는 64x64이고 최소 크로마 CB 사이즈는 2x2일 수 있다.Here, bold block edges represent quadtree partitioning and the remaining edges represent multitype tree partitioning. Quadtree partitions involving a multitype tree can provide a content-adapted coding tree structure. The CU may correspond to a coding block (CB). Alternatively, the CU may include a coding block of luma samples and two coding blocks of corresponding chroma samples. The size of a CU may be as large as CTU, or may be cut by 4 × 4 in luma sample units. For example, in the 4: 2: 0 color format (or chroma format), the maximum chroma CB size may be 64x64 and the minimum chroma CB size may be 2x2.
본 문서에서 예를 들어, 최대 허용 루마 TB 사이즈는 64x64이고, 최대 허용 크로마 TB 사이즈는 32x32일 수 있다. 만약 상기 트리 구조에 따라 분할된 CB의 너비 또는 높이가 최대 변환 너비 또는 높이보다 큰 경우, 해당 CB는 자동적으로(또는 묵시적으로) 수평 및 수직 방향의 TB 사이즈 제한을 만족할 때까지 분할될 수 있다.For example, in this document, the maximum allowable luma TB size may be 64x64 and the maximum allowable chroma TB size may be 32x32. If the width or height of the CB divided according to the tree structure is larger than the maximum transform width or height, the CB may be automatically (or implicitly) split until the TB size limit in the horizontal and vertical directions is satisfied.
한편, 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 스킴을 위하여, 다음 파라미터들이 SPS 신텍스 요소로 정의 및 식별될 수 있다.Meanwhile, for a quadtree coding tree scheme involving a multitype tree, the following parameters may be defined and identified as SPS syntax elements.
- CTU size: the root node size of a quaternary treeCTU size: the root node size of a quaternary tree
- MinQTSize: the minimum allowed quaternary tree leaf node sizeMinQTSize: the minimum allowed quaternary tree leaf node size
- MaxBtSize: the maximum allowed binary tree root node sizeMaxBtSize: the maximum allowed binary tree root node size
- MaxTtSize: the maximum allowed ternary tree root node sizeMaxTtSize: the maximum allowed ternary tree root node size
- MaxMttDepth: the maximum allowed hierarchy depth of multi-type tree splitting from a quadtree leafMaxMttDepth: the maximum allowed hierarchy depth of multi-type tree splitting from a quadtree leaf
- MinBtSize: the minimum allowed binary tree leaf node sizeMinBtSize: the minimum allowed binary tree leaf node size
- MinTtSize: the minimum allowed ternary tree leaf node sizeMinTtSize: the minimum allowed ternary tree leaf node size
멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조의 일 예로, CTU 사이즈는 128x128 루마 샘플들 및 두개의 대응하는 크로마 샘플들의 64x64 블록들로 설정될 수 있다(4:2:0 크로마 포멧에서). 이 경우, MinOTSize는 16x16으로 설정되고, MaxBtSize는 128x128로 설정되고, MaxTtSzie는 64x64로 설정되고, MinBtSize 및 MinTtSize (for both width and height)는 4x4로, 그리고 MaxMttDepth는 4로 설정될 수 있다. 쿼트트리 파티셔닝은 CTU에 적용되어 쿼드트리 리프 노드들을 생성할 수 있다. 쿼드트리 리프 노드는 리프 QT 노드라고 불릴 수 있다. 쿼드트리 리프 노드들은 16x16 사이즈 (i.e. the MinOTSize)로부터 128x128 사이즈(i.e. the CTU size)를 가질 수 있다. 만약 리프 QT 노드가 128x128인 경우, 추가적으로 바이너리 트리/터너리 트리로 분할되지 않을 수 있다. 이는 이 경우 분할되더라도 MaxBtsize 및 MaxTtszie (i.e. 64x64)를 초과하기 때문이다. 이 외의 경우, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리로 추가적으로 분할될 수 있다. 그러므로, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리에 대한 루트 노드(root node)이고, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리 뎁스(mttDepth) 0 값을 가질 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 뎁스가 MaxMttdepth (ex. 4)에 도달한 경우, 더 이상 추가 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 너비가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수평 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 높이가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수직 분할은 고려되지 않을 수 있다.As an example of a quadtree coding tree structure involving a multitype tree, the CTU size may be set to 64x64 blocks of 128x128 luma samples and two corresponding chroma samples (in 4: 2: 0 chroma format). In this case, MinOTSize can be set to 16x16, MaxBtSize to 128x128, MaxTtSzie to 64x64, MinBtSize and MinTtSize (for both width and height) to 4x4, and MaxMttDepth to 4. Quarttree partitioning may be applied to the CTU to generate quadtree leaf nodes. The quadtree leaf node may be called a leaf QT node. Quadtree leaf nodes may have a 128x128 size (i.e. the CTU size) from a 16x16 size (i.e. the MinOTSize). If the leaf QT node is 128x128, it may not be additionally divided into a binary tree / a ternary tree. This is because in this case, even if split, it exceeds MaxBtsize and MaxTtszie (i.e. 64x64). In other cases, leaf QT nodes may be further partitioned into a multitype tree. Therefore, the leaf QT node is the root node for the multitype tree, and the leaf QT node may have a multitype tree depth (mttDepth) 0 value. If the multitype tree depth reaches MaxMttdepth (ex. 4), further splitting may not be considered further. If the width of the multitype tree node is equal to MinBtSize and less than or equal to 2xMinTtSize, then no further horizontal split may be considered. If the height of the multitype tree node is equal to MinBtSize and less than or equal to 2xMinTtSize, no further vertical split may be considered.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터너리 트리(ternary-tree) 분할을 제한하는 방법의 예를 도시한다.6 shows an example of a method of limiting ternary-tree splitting according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 하드웨어 디코더에서의 64x64 루마 블록 및 32x32 크로마 파이프라인 디자인을 허용하기 위하여, 특정한 경우에 터너리 트리(TT) 분할이 제한될 수 있다. 예를 들어, 루마 코딩 블록의 너비 또는 높이가 기 설정된 특정 값(예컨대, 32, 64)보다 큰 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 터너리 트리(TT) 분할이 제한될 수 있다. Referring to FIG. 6, the ternary tree (TT) partitioning may be limited in certain cases to allow for 64x64 luma blocks and 32x32 chroma pipeline designs in the hardware decoder. For example, when the width or height of the luma coding block is larger than a predetermined value (eg, 32 and 64), the ternary tree (TT) splitting may be limited as shown in FIG. 6.
본 문서에서, 코딩 트리 스킴은 루마 및 크로마 블록이 개별적(separate) 블록 트리 구조를 가지는 것을 지원할 수 있다. P 및 B 슬라이스들에 대하여, 하나의 CTU 내 루마 및 크로마 CTB들은 동일한 코딩 트리 구조를 갖도록 제한될 수 있다. 그러나, I 슬라이스들에 대하여, 루마 및 크로마 블록들은 서로 개별적 블록 트리 구조를 가질 수 있다. 만약 개별적 블록 트리 모드가 적용되는 경우, 루마 CTB는 특정 코딩 트리 구조를 기반으로 CU들로 분할되고, 크로마 CTB는 다른 코딩 트리 구조를 기반으로 크로마 CU들로 분할될 수 있다. 이는, I 슬라이스 내 CU는 루마 성분의 코딩 블록 또는 두 크로마 성분들의 코딩 블록들로 구성되고, P 또는 B 슬라이스의 CU는 세가지 컬러 성분의 블록들로 구성될 수 있음을 의미할 수 있다.In this document, the coding tree scheme may support that the luma and chroma blocks have separate block tree structures. For P and B slices, luma and chroma CTBs in one CTU may be limited to have the same coding tree structure. However, for I slices, luma and chroma blocks may have a separate block tree structure from each other. If an individual block tree mode is applied, the luma CTB may be split into CUs based on a particular coding tree structure, and the chroma CTB may be split into chroma CUs based on another coding tree structure. This may mean that a CU in an I slice may consist of a coding block of a luma component or coding blocks of two chroma components, and a CU of a P or B slice may be composed of blocks of three color components.
상술한 "트리 구조를 이용한 CTU 분할"에서 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조에 대하여 설명하였으나, CU가 분할되는 구조는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, BT 구조 및 TT 구조는 다수 분할 트리(multiple partitioning tree, MPT) 구조에 포함되는 개념으로 해석될 수 있고, CU는 QT 구조 및 MPT 구조를 통해 분할된다고 해석할 수 있다. QT 구조 및 MPT 구조를 통해 CU가 분할되는 일 예에서, QT 구조의 리프 노드가 몇 개의 블록으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_type) 및 QT 구조의 리프 노드가 수직과 수평 중 어느 방향으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_mode)가 시그널링 됨으로써 분할 구조가 결정될 수 있다.In the above-described "CTU partitioning using a tree structure", a quadtree coding tree structure involving a multitype tree has been described, but a structure in which a CU is divided is not limited thereto. For example, the BT structure and the TT structure may be interpreted as a concept included in a multiple partitioning tree (MPT) structure, and the CU may be interpreted to be divided through the QT structure and the MPT structure. In one example where a CU is split through a QT structure and an MPT structure, a syntax element (eg, MPT_split_type) that contains information about how many blocks the leaf node of the QT structure is divided into and the leaf node of the QT structure are vertical The partition structure may be determined by signaling a syntax element (eg, MPT_split_mode) including information about which direction is divided into and horizontally.
또 다른 예에서, CU는 QT 구조, BT 구조 또는 TT 구조와 다른 방법으로 분할될 수 있다. 즉, QT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 크기로 분할되거나, BT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/2 크기로 분할되거나, TT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 또는 1/2 크기로 분할되는 것과 달리, 하위 뎁스의 CU는 경우에 따라 상위 뎁스의 CU의 1/5, 1/3, 3/8, 3/5, 2/3 또는 5/8 크기로 분할될 수 있으며, CU가 분할되는 방법은 이에 한정되지 않는다.In another example, the CU may be partitioned in a different way than the QT structure, BT structure or TT structure. That is, according to the QT structure, the CU of the lower depth is divided into 1/4 size of the CU of the upper depth, or the CU of the lower depth is divided into 1/2 size of the CU of the upper depth according to the BT structure, or according to the TT structure. Unlike the CU of the lower depth is divided into 1/4 or 1/2 size of the CU of the upper depth, the CU of the lower depth is sometimes 1/5, 1/3, 3/8, 3 of the CU of the upper depth. It can be divided into / 5, 2/3 or 5/8 size, the way in which the CU is divided is not limited to this.
한편, 상술한 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 블록 구조는 매우 유연한 블록 파티셔닝 구조를 제공할 수 있다. 멀티타입 트리에 지원되는 분할 타입들 때문에, 다른 분할 패턴들이 경우에 따라서 잠재적으로 동일한 코딩 블록 구조 결과를 가져올 수 잇다. 이러한 리던던트(redundant)한 분할 패턴들의 발생을 제한함으로써 파티셔닝 정보의 데이터량을 줄일 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.On the other hand, the quadtree coded block structure with the multi-type tree described above can provide a very flexible block partitioning structure. Because of the partition types supported in a multitype tree, different partition patterns can sometimes lead to potentially identical coding block structure results. By limiting the occurrence of such redundant partition patterns, the data amount of partitioning information can be reduced. It demonstrates with reference to the following drawings.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 바이너리 트리 분할 및 터너리 트리 분할에서 발생할 수 있는 리던던트 분할 패턴들의 예를 도시한다.7 illustrates examples of redundant partition patterns that may occur in binary tree partitioning and ternary tree partitioning according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 2단계 레벨의 한 방향에 대한 연속적인 바이너리 분할(two levels of consecutive binary splits in one direction)은, 터너리 분할 이후 센터 파티션에 대한 바이너리 분할과 동일한 코딩 블록 구조를 갖는다. 이러한 경우, 터너리 트리 분할의 센터 파티션에 대한 바이너리 트리 분할 (in the given direction)은 제한될 수 있다. 이러한 제한는 모든 픽처들의 CU들에 대하여 적용될 수 있다. 이러한 특정 분할이 제한되는 경우, 대응하는 신텍스 요소들의 시그널링은 이러한 제한되는 경우를 반영하여 수정될 수 있고, 이를 통하여 파티셔닝을 위하여 시그널링되는 비트수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 예와 같이, CU의 센터 파티션에 대한 바이너리 트리 분할이 제한되는 경우, 분할이 바이너리 분할인지 테너리 분할인지 여부를 가리키는 mtt_split_cu_binary_flag 신텍스 요소는 시그널링되지 않고, 그 값은 0으로 디코더에 의하여 추론될 수 있다.As shown in FIG. 7, two levels of consecutive binary splits in one direction have the same coding block structure as the binary split for the center partition after the ternary split. . In this case, the binary tree split in the given direction for the center partition of the ternary tree split may be limited. This restriction can be applied to the CUs of all pictures. If this particular partitioning is restricted, the signaling of the corresponding syntax elements can be modified to reflect this limited case, thereby reducing the number of bits signaled for partitioning. For example, as shown in FIG. 7, when the binary tree split for the center partition of the CU is restricted, the mtt_split_cu_binary_flag syntax element indicating whether the split is a binary split or a tenary split is not signaled, and its value is Can be inferred by the decoder to zero.
예측(prediction)Prediction
디코딩이 수행되는 현재 처리 유닛을 복원하기 위해서 현재 처리 유닛이 포함된 현재 픽처 또는 다른 픽처들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다. The decoded portion of the current picture or other pictures in which the current processing unit is included may be used to reconstruct the current processing unit in which decoding is performed.
복원에 현재 픽처만을 이용하는, 즉 화면내 예측만을 수행하는 픽처(슬라이스)를 인트라 픽처 또는 I 픽처(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 모션 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽처(슬라이스)를 예측 픽처(predictive picture) 또는 P 픽처(슬라이스), 최대 두 개의 모션 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽처(슬라이스)를 쌍예측 픽처(Bi-predictive picture) 또는 B 픽처(슬라이스)라고 지칭할 수 있다. Intra picture or I picture (slice) using only the current picture for reconstruction, i.e. performing only intra-picture prediction, and picture (slice) using up to one motion vector and reference index to predict each unit A picture (slice) using a picture or P picture (slice), up to two motion vectors, and a reference index may be referred to as a bi-predictive picture or a B picture (slice).
인트라 예측은 동일한 디코딩된 픽처(또는 슬라이스)의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 등)으로부터 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽처 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다. Intra prediction means a prediction method that derives the current processing block from data elements (eg, sample values, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in the current picture.
이하, 인터 예측에 대하여 보다 상세히 살펴본다.Hereinafter, the inter prediction will be described in more detail.
인터 예측(Inter prediction)(또는 화면 간 예측)Inter prediction (or inter screen prediction)
인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 모션 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽처 이외의 복원된 다른 픽처 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.Inter prediction means a prediction method of deriving a current processing block based on data elements (eg, sample values or motion vectors) of a picture other than the current picture. That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in other reconstructed pictures other than the current picture.
인터 예측(또는 픽처간 예측)은 픽처들 사이에 존재하는 중복성을 제거하는 기술로 대부분 모션 추정(motion estimation) 및 모션 보상(motion compensation)을 통해 이루어진다.Inter prediction (or inter picture prediction) is a technique for removing redundancy existing between pictures, and is mostly performed through motion estimation and motion compensation.
본 발명은 앞서 설명한 인터 예측 방법의 세부 기술을 설명하는 것으로 디코더의 경우 후술하는 도 10의 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 도 11의 디코더(200) 내 인터 예측부로 나타낼 수 있다. 더불어 인코더의 경우, 후술하는 도 8의 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 도 9의 인코더(100) 내 인터 예측부로 나타낼 수 있다. 더하여, 도 10 및 도 11에 의해 인코딩된 데이터는 비트스트림의 형태로 저장될 수 있다.The present invention describes the detailed description of the above-described inter prediction method. The decoder may be represented by the inter prediction-based video / video decoding method of FIG. 10 described later and the inter prediction unit in the
인코더(100)/디코더(200)의 예측부는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들(예: 샘플 값들, 또는 모션 정보 등)에 의존적인 방법으로 도출되는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처 상에서 모션 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록(예측 샘플 어레이)을 유도할 수 있다. The prediction unit of the
이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 모션 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 모션 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 모션 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 모션 정보는 모션 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 모션 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. In this case, in order to reduce the amount of motion information transmitted in the inter prediction mode, the motion information of the current block 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 type (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
인터 예측이 적용되는 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 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, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 모션 정보 후보 리스트(또는 상속 후보 리스트)가 구성될 수 있고, 상기 현재 블록의 모션 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 선택(사용)되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다. When inter prediction is applied, 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), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block is called a collocated picture (colPic). It may be. For example, a motion information candidate list (or inheritance candidate list) may be constructed based on neighboring blocks of the current block, and which candidate is selected (used) to derive the motion vector and / or reference picture index of the current block. A flag or index information indicating whether or not) may be signaled.
다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 현재 블록의 모션 정보는 선택된 주변 블록의 모션 정보와 같을 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 모션 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 선택된 주변 블록의 모션 벡터를 모션 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 모션 벡터 차분(motion vector difference)값은 시그널링될 수 있다. 이 경우 상기 모션 벡터 예측자 및 모션 벡터 차분의 합을 이용하여 상기 현재 블록의 모션 벡터를 도출할 수 있다.Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in case of a skip mode and a merge mode, motion information of a current block may be the same as motion information of a selected neighboring block. In the skip mode, unlike the merge mode, the residual signal may not be transmitted. In the case of a motion vector prediction (MVP) mode, the motion vector of the selected neighboring block is used as a motion vector predictor, and a motion vector difference value may be signaled. In this case, the sum of the motion vector predictor and the motion vector difference may be used to derive the motion vector of the current block.
도 8과 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법과 본 발명의 실시예에 따른 인코더(100) 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.8 and 9 illustrate an inter prediction based video / image encoding method and an inter prediction unit in the
도8과 도 9를 참조하면, S810 단계는 인코더(100)의 인터 예측부(180)에 의하여 수행될 수 있고, S820 단계는 인코더(100)의 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 단계 S820은 인코더(100)의 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. S830 단계에서 예측 정보는 인터 예측부(180)에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 수 있다. S830 단계에서 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 수 있다. 레지듀얼 정보는 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 레지듀얼 정보는 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 8 and 9, operation S810 may be performed by the
상술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 인코더(100)의 변환부(120)를 통하여 변환 계수들로 변환되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(130)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩될 수 있다. As described above, the residual samples may be transformed into transform coefficients through the
인코더(100)는 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행한다(S810). 인코더(100)는 현재 블록의 인터 예측 모드 및 모션 정보를 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측 모드 결정, 모션 정보 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 인코더(100)의 인터 예측부(180)는 예측 모드 결정부(181), 모션 정보 도출부(182), 예측 샘플 도출부(183)를 포함할 수 있다. 예측 모드 결정부(181)는 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다. 모션 정보 도출부(182)는 현재 블록의 모션 정보를 도출할 수 있다. 예측 샘플 도출부(383)는 현재 블록의 모션 샘플들을 도출할 수 있다. The
예를 들어, 인코더(100)의 인터 예측부(180)는 모션 추정(motion estimation)을 통하여 참조 픽처들의 일정 영역(서치 영역) 내에서 상기 현재 블록과 유사한 블록을 서치하고, 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이를 기반으로 상기 참조 블록이 위치하는 참조 픽처를 가리키는 참조 픽처 인덱스를 도출하고, 상기 참조 블록과 상기 현재 블록의 위치 차이를 기반으로 모션 벡터를 도출할 수 있다. 인코더(100)는 다양한 예측 모드들 중 현재 블록에 대하여 적용되는 모드를 결정할 수 있다. 인코더(100)는, 상기 다양한 예측 모드들에 대한 율-왜곡 비용(rate-distortion cost, RD cost)을 비교하고, 현재 블록에 대한 최적의 예측 모드를 결정할 수 있다. For example, the
예를 들어, 인코더(100)는 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술될 머지 후보 리스트를 구성하고, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 가리키는 참조 블록들 중 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 도출된 참조 블록과 연관된 머지 후보가 선택되며, 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스 정보가 생성되어 디코더(200)로 시그널링될 수 있다. 선택된 머지 후보의 모션 정보로부터 현재 블록의 모션 정보가 도출될 수 있다. For example, when the skip mode or the merge mode is applied to the current block, the
다른 예로, 인코더(100)는 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, (A)MVP 후보 리스트에 포함된 MVP (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 MVP 후보의 모션 벡터를 상기 현재 블록의 MVP로 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 상술한 모션 추정에 의하여 도출된 참조 블록을 가리키는 모션 벡터가 상기 현재 블록의 모션 벡터로 이용될 수 있으며, MVP 후보들 중 현재 블록의 모션 벡터와의 차이가 가장 작은 모션 벡터를 갖는 MVP 후보가 MVP 후보로 선택될 수 있다. 현재 블록의 모션 벡터로부터 MVP를 뺀 차분인 MVD(motion vector difference)가 도출될 수 있다. 이 경우 MVD에 관한 정보가 디코더(200)로 시그널링될 수 있다. 또한, (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스의 값은 참조 픽처 인덱스 정보에 포함되될 수 있다. 참조 픽처 인덱스 값을 포함하는 참조 픽처 인덱스 정보는 별도로 디코더(200)로 시그널링될 수 있다. As another example, when (A) MVP mode is applied to the current block, the
인코더(100)는 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S820). 인코더(100)는 현재 블록의 원본 샘플들과 예측 샘플들의 비교를 통하여 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 예측 정보는 예측 절차에 관련된 정보들로로서, 예를 들어, 예측 모드 정보(예: skip flag, merge flag, 또는 mode index)와 모션에 관한 정보를 포함할 수 있다. 모션에 관한 정보는 모션 벡터를 도출하기 위한 정보인 후보 선택 정보(예: merge index, mvp flag 또는 mvp index)를 포함할 수 있다. 또한, 모션에 관한 정보는 상술한 MVD에 관한 정보 및/또는 참조 픽처 인덱스 정보를 포함할 수 있다. The
또한, 모션에 관한 정보는 L0 예측, L1 예측, 또는 쌍(bi) 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 레지듀얼 정보는 레지듀얼 샘플들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 레지듀얼 정보는 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. In addition, the information about the motion may include information indicating whether L0 prediction, L1 prediction, or bi prediction is applied. The residual information may include information regarding the residual samples. The residual information may include information about quantized transform coefficients for the residual samples.
출력된 비트스트림은 (디지털) 저장매체에 저장되거나, 디코더(200)로 직접(directly) 전달될 수 있고, 또는 네트워크를 통하여 디코더(200)로 전달될 수도 있다. The output bitstream may be stored in a (digital) storage medium, transferred directly to the
한편, 상술한 바와 같이 인코더(100)는 참조 샘플들과 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 인코더(100)에 의한 복원 픽처의 생성은 디코더(200)에서 수행되는 것과 동일한 예측 결과를 인코더(100)에서 도출하기 위함이다. 인코더(100)에서의 복원 픽처 생성을 통하여 코딩 효율을 높일 수 있다. 따라서, 인코더(100)는 복원 픽처(또는 복원 샘플들, 복원 블록)를 메모리에 저장하고, 인터 예측을 위한 참조 픽처로 활용할 수 있다. 상술한 바와 같이, 복원 픽처에 대한 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있다.Meanwhile, as described above, the
도 10과 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 디코더 내 인터 예측부(260)를 예시하는 도면이다. 도 12와 도 13을 참조하면, 디코더(200)는 인코더(100)에서 수행된 동작에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 디코더(200)는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 10 and 11 are diagrams illustrating an inter prediction based video / image decoding method according to an embodiment of the present invention, and an
S1010 단계에서 S1030 단계는 디코더(200)의 인터 예측부(260)에 의하여 수행될 수 있고, S1040 단계의 레지듀얼 정보는 디코더(200)의 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 디코더(200)의 레지듀얼 처리부는 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 구체적으로 디코더(200)의 역양자화부(220)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 디코더(200)의 역변환부(230)는 변환 계수들에 대한 역변환을 수행함으로써 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. S1050 단계는 디코더(200)의 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다. In operation S1010, operation S1030 may be performed by the
구체적으로, 디코더(200)는 인코더(100)로부터 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다(S1010). 디코더(200)의 예측 모드 결정부(261)는 예측 정보에 포함된 예측 모드 정보를 기반으로 현재 블록에 어떤 인터 예측 모드가 적용되는지 결정할 수 있다. In detail, the
예를 들어, 예측 모드 결정부(261)는 머지 플래그(merge flag)에 기반하여 현재 블록에 머지 모드가 적용되었는지 또는 (A)MVP 모드가 적용되는지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 예측 모드 결정부(261)는 모드 인덱스(mode index)에 기반하여 다양한 인터 예측 모드 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 인터 예측 모드 후보들은 스킵 모드, 머지 모드 및/또는 (A)MVP 모드를 포함할 수 있고, 또는 후술하는 다양한 인터 예측 모드들(예: 어파인 머지 모드, 어파인 MVP 모드)을 포함할 수 있다. For example, the prediction mode determiner 261 may determine whether the merge mode or the (A) MVP mode is applied to the current block based on the merge flag. In addition, the prediction mode determiner 261 may select one of various inter prediction mode candidates based on a mode index. Inter prediction mode candidates may include a skip mode, a merge mode and / or (A) MVP mode, or may include various inter prediction modes (eg, affine merge mode, affine MVP mode) to be described later. .
디코더(200)의 모션 정보 도출부(262)는 예측 모드 결정부(261)에 의해 결정된 인터 예측 모드에 기반하여 현재 블록의 모션 정보를 도출할 수 있다(S1220). 예를 들어, 모션 정보 도출부(262)는, 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있다. 모션 정보 도출부(262)는 선택 정보(예: merge index)에 기반하여 머지 후보를 선택할 수 있다. 선택된 머지 후보의 모션 정보로부터 현재 블록의 모션 정보가 도출할 수 있다. 다시 말해, 선택된 머지 후보의 모션 정보가 현재 블록의 모션 정보로 이용될 수 있다. The motion information derivation unit 262 of the
다른 예로, 모션 정보 도출부(262)는, 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, (A)MVP 후보 리스트에 포함된 MVP(motion vector predictor) 후보들 중 선택된 MVP 후보의 모션 벡터를 현재 블록의 MVP로서 이용할 수 있다. 모션 정보 도출부(262)는 상술한 선택 정보(예: mvp flag 또는 mvp index)를 기반으로 MVP 후보의 모션 벡터를 선택할 수 있다. 이 경우, MVD에 관한 정보로부터 현재 블록의 MVD가 도출될 수 있다. 또한, 현재 블록의 MVP와 MVD에 기반하여 현재 블록의 모션 벡터가 도출될 수 있다. 또한, 참조 픽처 인덱스 정보에 기반하여 현재 블록의 참조 픽처 인덱스가 도출될 수 있다. 현재 블록에 관한 참조 픽처 리스트 내에서 참조 픽처 인덱스에 의해 지시되는 픽처가 현재 블록의 인터 예측을 위하여 참조되는 참조 픽처로 도출될 수 있다. As another example, when (A) MVP mode is applied to the current block, the motion information derivation unit 262 configures (A) MVP candidate list to be described later, and (A) MVP (motion vector) included in the MVP candidate list. predictor) The motion vector of the selected MVP candidate among the candidates may be used as the MVP of the current block. The motion information derivation unit 262 may select a motion vector of the MVP candidate based on the above-described selection information (eg, mvp flag or mvp index). In this case, the MVD of the current block can be derived from the information about the MVD. In addition, the motion vector of the current block may be derived based on the MVP and the MVD of the current block. In addition, the reference picture index of the current block may be derived based on the reference picture index information. The picture indicated by the reference picture index in the reference picture list for the current block may be derived as the reference picture referenced for inter prediction of the current block.
한편, 후보 리스트 구성 없이 현재 블록의 모션 정보가 도출될 수 있다. 후보 리스트 구성 없이 현재 블록의 모션 정보가 도출되는 경우, 예측 모드에서 개시된 절차에 따라 현재 블록의 모션 정보가 도출될 수 있다. 후보 리스트 구성 없이 현재 블록의 모션 정보가 도출되는 경우, 후보 리스트 구성은 생략될 수 있다.Meanwhile, motion information of the current block may be derived without constructing a candidate list. When motion information of the current block is derived without constructing a candidate list, motion information of the current block may be derived according to a procedure disclosed in the prediction mode. If the motion information of the current block is derived without the candidate list construction, the candidate list construction may be omitted.
예측 샘플 도출부(263)는 현재 블록의 모션 정보에 기반하여 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S1030). 예측 샘플 도출부(263)는, 현재 블록의 참조 픽처 인덱스에 기반하여 참조 픽처를 도출하고, 현재 블록의 모션 벡터에 의하여 참조 픽처 상에서 가리키는 참조 블록의 샘플들을 이용하여 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 또한, 예측 샘플 도출부(263)는 현재 블록의 예측 샘플들 중 전부 또는 일부에 대한 예측 샘플 필터링을 수행할 수 있다. The
다시 말해, 디코더(200)의 인터 예측부(260)는 예측 모드 결정부(261), 모션 정보 도출부(262), 예측 샘플 도출부(263)를 포함할 수 있다. 디코더(200)는, 예측 모드 결정부(261)에서 수신된 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 모션 정보 도출부(262)에서 수신된 모션 정보에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 모션 정보(모션 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스 등)를 도출하고, 예측 샘플 도출부(263)에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 인터 예측부(260), 예측 모드 결정부(261), 또는 예측 샘플 도출부(263)에 의한 동작은 디코더(200)의 동작으로 통칭된다.In other words, the
디코더(200)는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S1040). 디코더(200)는 예측 샘플들과 레지듀얼 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 생성된 복원 샘플들로부터 복원 픽처를 생성할 수 있다(S1050). 이후, 복원 픽처에 대한 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있다. The
상술한 바와 같이, 인터 예측 절차는, 인터 예측 모드 결정 단계, 결정된 예측 모드에 따른 모션 정보 도출 단계, 도출된 모션 정보에 기반한 예측 수행(예측 샘플 생성) 단계를 포함할 수 있다. As described above, the inter prediction procedure may include an inter prediction mode determination step, motion information derivation step according to the determined prediction mode, and prediction execution (prediction sample generation) step based on the derived motion information.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델들(motion models)의 예를 도시한다.12 shows an example of motion models according to an embodiment of the invention.
HEVC(high efficiency video coding)를 포함하는 부호화 표준 기술은 부호화 블록의 모션(motion)을 표현하기 위해 하나의 모션 벡터(motion vector)를 사용한다. 비록 블록 마다 하나의 모션 벡터를 사용하는 방식이 블록 단위의 최적 모션을 표현했을 수 있지만, 실제 각 화소의 최적의 모션은 아닐 수 있다. 따라서, 화소 단위에서 최적의 모션 벡터를 결정할 수 있다면 부호화 효율을 높일 수 있을 것이다. 그리하여, 본 발명의 실시예는 다수의 모션 모델(multi motion model)을 사용하여 비디오 신호를 부호화 또는 복호화하는 모션 예측(motion prediction) 방법에 대하여 설명한다. 특히, 2개 내지 4개의 모션 벡터를 이용하여 블록의 각 화소 단위 또는 서브블록 단위에서 모션 벡터를 표현할 수 있으며, 이러한 복수의 모션 벡터를 사용한 예측 기법은 어파인 모션 예측(affine motion prediction)으로 지칭될 수 있다.Coding standard techniques, including high efficiency video coding (HEVC), use a motion vector to represent the motion of a coding block. Although the method of using one motion vector per block may represent the optimal motion in units of blocks, it may not be the optimal motion of each pixel. Therefore, if the optimal motion vector can be determined in the pixel unit, the coding efficiency can be increased. Thus, an embodiment of the present invention describes a motion prediction method for encoding or decoding a video signal using a multi motion model. In particular, two to four motion vectors may be used to represent a motion vector in each pixel unit or subblock unit of a block, and a prediction technique using the plurality of motion vectors is referred to as affine motion prediction. Can be.
본 발명의 실시예에 따른 모션 모델은 도 12와 같은 모션 모델을 표현할 수 있다. 이하 설명에서는 6 가지의 모션 모델의 예를 중심으로 어파인 모션 예측 방법이 설명된다. The motion model according to the embodiment of the present invention may represent a motion model as shown in FIG. 12. In the following description, an affine motion prediction method will be described centering on six examples of motion models.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측을 위한 제어점 모션 벡터의 예를 도시한다.13 illustrates an example of a control point motion vector for affine motion prediction according to an embodiment of the present invention.
도 13과 같이 어파인 모션 예측은 2개의 제어점 모션 벡터(control point motion vector, CPMV) 쌍 v
0 및 v
1을 이용하여 블록이 포함하는 화소 위치의 모션 벡터를 결정할 수 있다. 이때 모션 벡터들의 집합을 어파인 모션 벡터 필드(motion vector field, MVF)라 하고, 아래의 <수학식 1>에 의해 결정될 수 있다.As shown in FIG. 13, affine motion prediction may determine a motion vector of a pixel position included in a block by using two control point motion vectors (CPMV) pairs v 0 and v 1 . In this case, the set of motion vectors may be called an affine motion vector field (MVF), and may be determined by
v
x(x,y)는 현재 블록(1300)의 서브블록 (x,y)에서 모션 벡터의 x축 엘레먼트, v
y(x,y)는 현재 블록(1300)의 서브블록 (x,y)에서 모션 벡터의 y축 엘레먼트, w는 현재 블록(1300)의 폭(width), v
0x는 현재 블록(1300)의 좌상측(top-left)의 제1 제어점 모션 벡터(CPMV0)의 x축 엘레먼트, v
0y는 현재 블록(1300)의 좌상측의 제1 제어점 모션 벡터(CPMV0)의 y축 엘레먼트, v
1x는 현재 블록(1300)의 우상측(top-right)의 제2 제어점 모션 벡터(CPMV1)의 x축 엘레먼트, v
1y는 현재 블록(1300)의 우상측(top-right)의 제2 제어점 모션 벡터(CPMV1)의 y축 엘레먼트를 나타낼 수 있다.v x (x, y) is the x-axis element of the motion vector in the subblock (x, y) of the
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측이 적용된 블록의 각 서브블록 별 모션 벡터의 예를 도시한다.14 shows an example of a motion vector for each subblock of a block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
부호화 또는 복호화 과정에서 어파인 모션 벡터 필드(MVF)는 화소 단위 혹은 블록 단위에서 결정될 수 있다. 화소 단위로 어파인 모션 벡터 필드가 결정되는 경우 각 화소값을 기준으로 모션 벡터가 얻어지고, 블록 단위의 경우 블록의 중앙 화소값을 기준으로 해당 블록의 모션 벡터가 얻어질 수 있다. 본 문서에서, 도 14와 같이 어파인 모션 벡터 필드(MVF)가 4*4 블록 단위에서 결정되는 경우가 가정된다. 다만, 이것은 설명의 편의를 위한 것이지 본 발명의 실시예가 한정되는 것은 아니다. 도 14는 부호화 블록이 16*16개의 샘플로 구성되고, 4*4 사이즈의 블록 단위로 어파인 모션 벡터 필드(MVF)가 결정되는 경우의 예를 도시한다.In the encoding or decoding process, the affine motion vector field (MVF) may be determined in a pixel unit or a block unit. When the affine motion vector field is determined in pixel units, a motion vector may be obtained based on each pixel value, and in the case of a block unit, a motion vector of a corresponding block may be obtained based on a center pixel value of a block. In this document, it is assumed that the affine motion vector field MVF is determined in 4 * 4 block units as shown in FIG. 14. However, this is for convenience of description and the embodiments of the present invention are not limited. FIG. 14 shows an example in which a coding block is composed of 16 * 16 samples and an affine motion vector field (MVF) is determined in units of 4 * 4 blocks.
도 15는 본 발명이 실시예에 따른 어파인 인터 모드(affine inter mode)에 현재 블록의 예측에 사용되는 주변 블록의 예를 도시한다.FIG. 15 illustrates an example of neighboring blocks used for prediction of a current block in an affine inter mode according to an embodiment of the present invention.
어파인 모션 예측(affine motion prediction)은 어파인 머지 모드(affine merge mode 또는 AF_MERGE)와 어파인 인터 모드(affine inter mode 또는 AF_INTER)를 포함할 수 있다. 어파인 인터 모드(AF_INTER)에서, 2개의 제어점 모션 벡터 예측(control point motion vector prediction, CPMVP)와 CPMV를 결정한 후 차이에 해당하는 제어점 모션 벡터 차분 값(control point motion vector difference, CPMVD)이 인코더(100)로부터 디코더(200)로 전송될 수 있다. 구체적인 어파인 인터 모드(AF_INTER)의 부호화 과정은 아래와 같을 수 있다.The affine motion prediction may include an affine merge mode or an AF_MERGE and an affine inter mode or AF_INTER. In affine inter mode AF_INTER, two control point motion vector predictions (CPMVPs) and CPMVs are determined, and a control point motion vector difference (CPMVD) corresponding to the difference is determined by the encoder ( 100 may be transmitted to the
스텝-1: 2개의 CPMVP 쌍(pair) 후보(candidate) 결정Step-1: Determine Two CPMVP Pair Candidates
스텝-1.1: 최대 12개의 CPMVP 후보 조합 결정 (<수학식 2> 참조)Step-1.1: Determining Up to 12 CPMVP Candidate Combinations (See Equation 2)
<수학식 2>에서, v
0는 현재 블록(1500)의 좌상측 제어점(1510)에서의 모션 벡터(CPMV0), v
1은 현재 블록(1500)의 우상측 제어점(1511)에서의 모션 벡터(CPMV1), v
2는 현재 블록(1500)의 좌하측 제어점(1512)에서의 모션 벡터(CPMV2)이고, v
A는 현재 블록(1500)의 좌상측 제어점(1510)의 좌상측에 인접한 주변 블록 A(1520)의 모션 벡터, v
B는 현재 블록(1500)의 좌상측 제어점(1510)의 상측에 인접한 주변 블록 B(1522)의 모션 벡터, v
C는 현재 블록(1500)의 좌상측 제어점(1510)의 좌측에 인접한 주변 블록 C(1524)의 모션 벡터, v
D는 현재 블록(1500)의 우상측 제어점(1511)의 상측에 인접한 주변 블록 D(1526)의 모션 벡터, v
E는 현재 블록(1500)의 우상측 제어점(1511)의 우상측에 인접한 주변 블록 E(1528)의 모션 벡터, v
F는 현재 블록(1500)의 좌하측 제어점(1512)의 좌측에 인접한 주변 블록 F(1530)의 모션 벡터, v
G는 현재 블록(1500)의 좌하측 제어점(1512)의 좌측에 인접한 주변 블록 G(1532)의 모션 벡터를 나타낸다.In Equation 2, v 0 is the motion vector CPMV0 at the upper
스텝-1.2: CPMVP 후보 조합 중 차이값(difference value, DV)이 작은 값 기준으로 정렬(sorting)하여 상위 2개의 후보 사용 (<수학식 3> 참조)Step-1.2: Sort the Difference Value (DV) among the CPMVP Candidate Combinations by Using the Top 2 Candidates (see Equation 3)
v
0x는 현재 블록(1500)의 좌상측 제어점(1510)의 모션 벡터(V0 또는 CPMV0)의 x축 엘레먼트, v
1x는 현재 블록(1500)의 우상측 제어점(1511)의 모션 벡터(V1 또는 CPMV1)의 x축 엘레먼트, v
2x는 현재 블록(1500)의 좌하측 제어점(1512)의 모션 벡터(V2 또는 CPMV2)의 x축 엘레먼트, v
0y는 현재 블록(1500)의 좌상측 제어점(1510)의 모션 벡터(V0 또는 CPMV0)의 y축 엘레먼트, v
1y는 현재 블록(1500)의 우상측 제어점(1511)의 모션 벡터(V1 또는 CPMV1)의 y축 엘레먼트, v
2y는 현재 블록(1500)의 좌하측 제어점(1512)의 모션 벡터(V2 또는 CPMV2)의 y축 엘레먼트, w는 현재 블록(1500)의 폭(width), h는 현재 블록(1500)의 높이(height)를 나타낸다.v 0x is the x-axis element of the motion vector V0 or CPMV0 of the upper
스텝-2: 제어점 모션 벡터 예측자(CPMVP) 쌍 후보가 2 보다 작은 경우 AMVP 후보 리스트를 사용Step-2: Use AMVP candidate list when control point motion vector predictor (CPMVP) pair candidate is less than 2
스텝-3: 2개의 후보들 각각에 대해 제어점 모션 벡터 예측자(CPMVP)를 결정하고 RD cost를 비교하여 작은 값을 갖는 후보와 CPMV를 최적으로 선택Step-3: Determine the control point motion vector predictor (CPMVP) for each of the two candidates and compare the RD cost to optimally select a candidate with a small value and CPMV
스텝-4: 최적의 후보에 해당하는 인덱스와 제어점 모션 벡터 차분값(control point motion vector difference, CPMVD) 전송Step-4: Send the index and control point motion vector difference (CPMVD) corresponding to the best candidate
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 머지 모드(affine merge mode)에서 현재 블록의 예측에 사용되는 주번 블록의 예를 도시한다.FIG. 16 shows an example of a main block used for prediction of a current block in an affiliate merge mode according to an embodiment of the present invention.
어파인 머지(AF_MERGE) 모드에서, 인코더(100)는 아래와 같은 과정과 같이 부호화를 수행할 수 있다.In the affinity merge (AF_MERGE) mode, the
스텝-1: 현재 부호화 블록(1600)의 주변 블록 A 내지 E(1610, 1620, 1630, 1640, 1650)를 알파벳 순서대로 스캐닝(scanning)하고, 스캐닝 순서 기준 첫번째로 어파인 예측 모드로 부호화된 블록을 어파인 머지(AF_MERGE)의 후보 블록으로 결정Step-1: Blocks neighboring blocks A through E (1610, 1620, 1630, 1640, 1650) of the
스텝-2: 결정된 후보 블록의 제어점 모션 벡터(CPMV)를 이용하여 어파인 모션 모델을 결정Step-2: Determine the affine motion model using the determined control point motion vector (CPMV) of the candidate block
스텝-3: 후보 블록의 어파인 모션 모델에 따라 현재 블록(1600)의 제어점 모션 벡터(CPMV)가 결정되고, 현재 블록(1600)의 MVF 결정Step-3: The control point motion vector CPMV of the
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측이 적용된 주변 블록을 사용하여 어파인 모션 예측이 수행되는 블록의 예를 도시한다.17 illustrates an example of a block in which affine motion prediction is performed using a neighboring block to which affine motion prediction is applied according to an embodiment of the present invention.
예를 들어, 도 17과 같이 블록 A(1720)가 어파인 모드(affine mode)로 부호화된 경우, 블록 A(1720)을 후보 블록으로 결정한 후 블록 A(1720)의 제어점 모션 벡터(CPMV)들 v
2 및 v
3를 이용하여 어파인 모션 모델(affine motion model)을 유도한 후 현재 블록(1700)의 제어점 모션 벡터(CPMV) v
0 및 v
1을 결정할 수 있다. 현재 블록(1700)의 제어점 모션 벡터(CPMV)를 기반으로 하여 현재 블록(1700)의 어파인 모션 벡터 필드(MVF)가 결정되고, 부호화가 수행될 수 있다.For example, when
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 어파인 모션 예측을 위한 동작 흐름도의 예를 도시한다. 도 18에 도시된 어파인 모션 예측은 도 10의 예측 수행 단계(S1030)의 일 예이다. 도 20에 도시된 각 동작은 디코더(200)에 의해 수행될 수 있다. 18 shows an example of an operation flowchart for affine motion prediction according to an embodiment of the present invention. The affine motion prediction illustrated in FIG. 18 is an example of performing the prediction operation S1030 of FIG. 10. Each operation illustrated in FIG. 20 may be performed by the
S1810 단계에서, 디코더(200)는 복호화 하고자 하는 현재 블록의 어파인 모션 정보를 획득할 수 있다. 보다 구체적으로, 디코더(200)는 복호화 하고자 하는 현재 블록이 어파인 모션 예측에 의해 부호화 된 블록임을 확인하면, 어파인 모션 예측에 필요한 어파인 모션 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 어파인 모션 정보는, 어파인 모션 예측 타입(예: 어파인 머지 또는 어파인 MVP), 어파인 모션 모델에 대한 정보, 주변 블록에 대한 정보, 주변 블록이 어파인 모션 예측으로 부호화 되었는지 여부에 대한 정보(예: 어파인 플래그), 주변 블록의 모션 벡터, 주변 블록의 어파인 모션 벡터, 참조 프레임에 대한 정보(예: 참조 프레임의 인덱스) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In operation S1810, the
S1820 단계에서, 디코더(200)는 S1810 단계에서 획득된 어파인 모션 정보에 기반하여 현재 블록에 대한 모션 예측을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 디코더(200)는 주변 블록의 어파인 모션 정보로부터 상속 어파인 후보 리스트를 생성한 후, 상속 어파인 후보 리스트로부터 최적의 어파인 모션을 선택함으로써 어파인 모션 예측을 수행할 수 있다. 선택되는 최적의 어파인 모션은 인코더(100)에 의해 생성된 인덱스에 의해 지시될 수 있다. 추가적으로, 디코더(200)는 최적의 어파인 모션을 선택하고, 인코더에 의해 생성된 예측 방향 또는 모션 벡터 차분값(MVD)을 고려함으로써 최적의 예측 모션 벡터를 결정할 수 있다. 이후, 디코더(200)는 결정된 최적의 예측 모션 정보로부터 예측 샘플들을 복원할 수 있다.In operation S1820, the
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 트랜슬레이션(translation) 모션 모델의 예를 도시한다.19 shows an example of a translation motion model according to an embodiment of the invention.
트랜슬레이션 모션 모드는, 객체의 사이즈나 형상의 실질적인 변화없이, 객체(또는 블록)의 위치가 이동하는 모션을 표현하기 위한 모션 모드이다. 트랜슬레이션 모션 모드에 따르면, 현재 블록의 모션은 하나의 모션 벡터에 의해 표현될 수 있다. 또한, 현재 블록은 하나의 제어점(control point)을 포함한다고 볼 수 있다. 트랜슬레이션 모드에서, 현재 블록의 모션 벡터는 아래의 <수학식 4>와 같이 표현될 수 있다.The translation motion mode is a motion mode for representing a motion in which the position of an object (or block) moves without substantially changing the size or shape of the object. According to the translation motion mode, the motion of the current block may be represented by one motion vector. In addition, it can be seen that the current block includes one control point. In the translation mode, the motion vector of the current block may be expressed as Equation 4 below.
<수학식 4>에서, mv 0는 현재 블록의 모션 벡터, v x0-는 모션 벡터의 x축 스칼라 값, v y0는 현재 블록(1900)의 모션 벡터의 y축 스칼라 값을 나타낼 수 있다.In Equation 4, mv 0 may represent a motion vector of the current block, v x0- may represent an x-axis scalar value of the motion vector, and v y0 may represent a y-axis scalar value of the motion vector of the current block 1900.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 스케일링(scaling) 모션 모델의 예를 도시한다.20 shows an example of a scaling motion model according to an embodiment of the invention.
스케일링 모션 모델은, 도 20과 같이, 제1 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV0)(v
0x, v
0y)와 제2 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV1)의 하나의 엘레먼트(v
1x)에 의해 설명될 수 있다. 여기서, 제2 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV1)의 나머지 엘레먼트(v
1y)는 암묵적으로(implicitly) 제1 제어점에 대한 모션 벡터의 y축 엘레먼트(v
0y)와 동일한 것으로 가정된다. 스케일링 모션 모델에 따른 현재 블록의 모션 벡터 필드(MVF)는 상술한 <수학식 1>과 같이 표현될 수 있다.Scaling motion model, as shown in Figure 20, to be described by a motion vector (CPMV0) for a first control point (v 0x, v 0y) and one of the elements of the motion vector (CPMV1) for a second control point (v 1x) Can be. Here, it is assumed that the remaining elements v 1y of the motion vector CPMV1 for the second control point are implicitly the same as the y-axis elements v 0y of the motion vector for the first control point. The motion vector field MVF of the current block according to the scaling motion model may be expressed as in
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 로테이션(rotation) 모션 모델의 예를 도시한다.21 shows an example of a rotation motion model according to an embodiment of the present invention.
로테이션 모션 모델은, 도 21과 같이, 제1 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV0)(v 0x,v 0y)와 제2 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV1)의 하나의 엘레먼트(v 1y)에 의해 설명될 수 있다. 여기서, 제2 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV1)의 나머지 엘레먼트(v 1x)는 암묵적으로 아래의 <수학식 5>와 같이 표현될 수 있다.Rotation motion model, also as shown in 21, is described by the motion vectors (CPMV0) for a first control point (v 0x, v 0y) and a single Element (v 1y) of the motion vector (CPMV1) for a second control point Can be. Here, the remaining elements v 1x of the motion vector CPMV1 with respect to the second control point may be expressed implicitly as shown in Equation 5 below.
<수학식 5>에서, v 1x는 현재 블록의 제2 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV1)의 x축 엘레먼트, v 0x는 현재 블록의 제1 제어점에 대한 모션 멕터(CPMV0)의 x축 엘레먼트, v 1y는 현재 블록의 제2 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV1)의 y축 엘레먼트, v 0y는 현재 블록의 제1 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV0)의 y축 엘레먼트, w는 현재 블록의 너비(width)를 나타낼 수 있다.In Equation 5, v 1x is the x-axis element of the motion vector (CPMV1) for the second control point of the current block, v 0x is the x-axis element of the motion meter (CPMV0) for the first control point of the current block, v 1y is y-Element, v 0y is y-Element, w is the current block width of the motion vector (CPMV0) for the first control point of the current block of the motion vector (CPMV1) for the second control point of the current block (width) Can be represented.
도 19 내지 도 21을 통해 설명된 모션 모델들(트랜슬레이션, 스케일링, 로테이션) 외에도 다양한 모션 모델이 다양한 움직임을 표현하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델은, 단순화된 어파인 모드(simplified affine mode), 어파인 모드(affine mode), 및 바이리니어 보간 모드(bilinear interpolation mode)를 포함할 수 있다.In addition to the motion models (translation, scaling, rotation) described with reference to FIGS. 19 through 21, various motion models may be used to represent various motions. For example, a motion model according to an embodiment of the present invention may include a simplified affine mode, an affine mode, and a bilinear interpolation mode.
단순화된 어파인 모드에서, 현재 블록의 모션 벡터 필드(MVF)는 제1 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV0)와 제2 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV1)에 의해 표현될 수 있다. 단순화된 어파인 모드에서, 현재 블록의 모션 벡터 필드(MVF)에 포함된 서브블록들의 모션 벡터는 <수학식 1>과 같이 표현될 수 있다. 단순화된 어파인 모드는, 4-파라미터(4-parameter) 어파인 모션 모델로 지칭될 수 있다.In the simplified affine mode, the motion vector field MVF of the current block may be represented by the motion vector CPMV0 for the first control point and the motion vector CPMV1 for the second control point. In the simplified affine mode, the motion vectors of the subblocks included in the motion vector field (MVF) of the current block may be expressed as in
어파인 모드에서, 현재 블록의 모션 벡터 필드(MVF)는 제1 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV0), 제2 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV1), 및 제3 제어점에 대한 모션 벡터(CPMV2)에 의해 표현될 수 있다. 어파인 모드에서, 현재 블록의 모션 벡터 필드(MVF)에 포함된 서브블록들의 모션 벡터는 아래의 <수학식 6>과 같이 표현될 수 있다.In the affine mode, the motion vector field (MVF) of the current block is determined by the motion vector (CPMV0) for the first control point, the motion vector (CPMV1) for the second control point, and the motion vector (CPMV2) for the third control point. Can be expressed. In the affine mode, the motion vectors of the subblocks included in the motion vector field (MVF) of the current block may be expressed as in Equation 6 below.
<수학식 6>에서, v x는 현재 블록의 서브블록 (x,y)에서 모션 벡터의 x축 엘레먼트, v y는 v y(x,y)는 현재 블록의 서브블록 (x,y)에서 모션 벡터의 y축 엘레먼트, v 0x는 현재 블록의 좌상측(top-left)의 제1 제어점 모션 벡터(CPMV0)의 x축 엘레먼트, v 1x는 현재 블록의 우상측(top-right)의 제2 제어점 모션 벡터(CPMV1)의 x축 엘레먼트, v 2x는 현재 블록의 좌하측(bottom-left)의 제3 제어점 모션 벡터(CPMV2)의 x축 엘레먼트, v 0y는 현재 블록의 좌상측(top-left)의 제1 제어점 모션 벡터(CPMV0)의 y축 엘레먼트, v 1y는 현재 블록의 우상측(top-right)의 제2 제어점 모션 벡터(CPMV1)의 y축 엘레먼트, v 2y는 현재 블록의 좌하측(bottom-left)의 제3 제어점 모션 벡터(CPMV2)의 y축 엘레먼트, w는 현재 블록의 폭(width), h는 현재 블록의 높이(height), x와 y는 각 서브블록들의 x축과 y축 위치를 각각 나타낼 수 있다.In Equation 6, v x is the x-axis element of the motion vector in the subblock (x, y) of the current block, and v y is v y (x, y) in the subblock (x, y) of the current block. The y-axis element of the motion vector, v 0x is the x-axis element of the first control point motion vector CPMV0 of the top-left of the current block, and v 1x is the second of the top-right of the current block. of the control point motion vector (CPMV1) x-Element, v 2x the current block of the left lower side (bottom-left) the third control point motion vector (CPMV2) of the x-axis Element, v 0y the upper left (top-left of the current block Is the y-axis element of the first control point motion vector (CPMV0), v 1y is the y-axis element of the second control point motion vector (CPMV1) of the top-right of the current block, v 2y is the lower left side of the current block y-axis element of the third control point motion vector (CPMV2) of (bottom-left), w is the width of the current block, h is the height of the current block, x and y are the x-axis of each subblock each of the y-axis positions Can be.
바이리니어 보간 모드(bilinear interpolation mode)에서, 현재 블록의 모션 벡터 필드(MVF)는 4개의 제어점들(CPMV0, CPMV1, CPMV2, CPMV3)에 대한 모션 벡터들에 의해 표현될 수 있다. CPMV0는 현재 블록의 좌상측 제어점에 대한 모션 벡터, CPMV1는 현재 블록의 우상측 제어점에 대한 모션 벡터, CPMV2는 현재 블록의 좌하측 제어점에 대한 모션 벡터, CPMV3는 현재 블록의 우하측 제어점에 대한 모션 벡터를 나타낼 수 있다. 바이리니어 보간 모드에서, 현재 블록의 각 서브블록의 모션 벡터는 아래의 <수학식 7> 내지 <수학식 11>과 같이 표현될 수 있다.In bilinear interpolation mode, the motion vector field MVF of the current block may be represented by motion vectors for four control points CPMV0, CPMV1, CPMV2, CPMV3. CPMV0 is the motion vector for the upper left control point of the current block, CPMV1 is the motion vector for the upper right control point of the current block, CPMV2 is the motion vector for the lower left control point of the current block, and CPMV3 is the motion for the lower right control point of the current block. Can represent a vector. In the bilinear interpolation mode, the motion vector of each subblock of the current block may be expressed as in Equations 7 to 11 below.
<수학식 7> 내지 <수학식 11>에서, mv는 현재 블록의 모션 벡터 필드(MVF)에 포함된 각 서브블록의 모션 벡터, cpmv k는 k번 제어점에 대한 모션 벡터, w는 현재 블록의 폭(width), h는 현재 블록의 높이(height), x와 y는 각 서브블록들의 x축과 y축 위치를 각각 나타낼 수 있다.In Equations 7 to 11, mv is a motion vector of each subblock included in the motion vector field (MVF) of the current block, cpmv k is a motion vector for control point k, and w is a motion vector of the current block. Width, h may represent the height of the current block, x and y may represent the x-axis and y-axis position of each subblock, respectively.
모션 모델이 인터-프레임 코딩에 사용되었는지 여부를 결정하기 위하여 모션 모델 인덱스들(motion model indices)이 파싱(parsing)될 수 있다. 모션 모델의 인덱스에 따라 MVD, CPMV 또는 CPMVD의 개수가 결정될 수 있다. 예를 들어, 트랜슬레이션 모션 모델의 경우, MVD(또는 CPMVD)가 1개로 구성되고, 4-파라미터 모션 모델(또는 단순화된 어파인 모션 모델)의 경우 CPMV가 2개로 구성되고, 6-파라미터 모션 모델(또는 어파인 모션 모델)의 경우 CPMV가 3개로 구성될 수 있다. 또한, 각각의 모션 모델의 확인을 위한 인덱스가 사용될 수 있다. 모션 모델의 확인을 위한 인덱스는 모션 모델 인덱스(motion model index)로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 인덱스가 0인 경우 1개의 MV(또는 CPMV)를 갖는 트랜슬레이션 모델, 인덱스가 1인 경우 2개의 CPMV를 갖는 4-파라미터 모션 모델(또는 단순화된 어파인 모션 모델), 인덱스가 2인 경우 3개의 CPMV를 갖는 6-파라미터 모션 모델(또는 어파인 모션 모델)에 각각 대응될 수 있다. 즉, CPMV의 개수는 모션 모델의 인덱스에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, CPMV의 개수는 모션 모델 인덱스+1(또는 다른 정수)로 결정될 수 있다.Motion model indices may be parsed to determine whether a motion model was used for inter-frame coding. The number of MVD, CPMV or CPMVD may be determined according to the index of the motion model. For example, for a translation motion model, there is one MVD (or CPMVD), for a four-parameter motion model (or simplified affine motion model), two CPMVs, and for a six-parameter motion In the case of a model (or an affine motion model), three CPMVs may be configured. In addition, an index for identifying each motion model may be used. The index for identifying the motion model may be referred to as a motion model index. For example, a translation model with one MV (or CPMV) if the index is 0, a four-parameter motion model (or a simplified affine motion model) with two CPMVs if the index is 1, 2 may correspond to a 6-parameter motion model (or affine motion model) each having three CPMVs. That is, the number of CPMVs may be determined based on the index of the motion model. For example, the number of CPMVs may be determined by the motion model index + 1 (or other integer).
본 발명의 실시예에 따른 모션 모델에 기반하여 모션 벡터를 유도하는 과정을 설명한다. 이하 실시예들은 MVP 모드(또는 어파인 MVP 모드)를 기준으로 모션 벡터 차분값(MVD) 또는 제어점 모션 벡터 차분값(CPMVD)를 도출하는 과정의 예를 나타내나, 본 발명은 MVP 모드에 한정되는 것이 아니라 머지 모드(또는 어파인 머지 모드)를 포함하여 다양한 예측에 사용될 수 있다. 이하 <표 2> 내지 <표 8>에 포함된 신택스(syntax)는 인코더(100) 또는 디코더(200)의 연산 또는 동작을 프로그래밍 언어 형식으로 표현한 것으로서, 각 신택스에 포함된 연산자(operator)는 통상의 기술자에 의해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.A process of deriving a motion vector based on a motion model according to an embodiment of the present invention will be described. The following embodiments show an example of a process of deriving a motion vector difference value (MVD) or a control point motion vector difference value (CPMVD) based on an MVP mode (or affine MVP mode), but the present invention is limited to the MVP mode. Rather, it can be used for various predictions, including merge mode (or affine merge mode). The syntax included in Tables 2 to 8 below represents an operation or operation of the
실시예1: 복수의 모션 모델(multiple motion model)을 이용한 예측Example 1 Prediction Using Multiple Motion Models
본 발명의 실시예에 따른 모션 모델은 트랜슬레이션 모드(translation mode), 스케일링 모드(scaling mode), 로테이션 모드(rotation mode), 단순화된 어파인 모드(simplified affine mode), 어파인 모드(affine mode), 또는 바이리니어 보간 모드(bilinear interpolation mode)를 포함할 수 있다. 위 6가지 모션 모델에 따른 모션 모델 기반의 예측은 <표 2>와 같이 수행될 수 있다.The motion model according to the embodiment of the present invention is a translation mode, a scaling mode, a rotation mode, a rotation mode, a simplified affine mode, and an affine mode. ), Or bilinear interpolation mode. Motion model based prediction according to the above six motion models may be performed as shown in Table 2.
<표 2>에서, 'translation_flag'는 트랜슬레이션 모드(translation mode)가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'MVD'는 모션 벡터 차분 값(MVD) 정보, 'CPMVDk'는 k번째 제어점의 모션 벡터 차분 값(MVD) 정보, 'scaling_flag'는 스케일링 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'rotaion_flag'는 로테이션 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'simplified_affine_flag'는 단순화된 어파인 모드(4-파라미터 어파인 모드)가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'affine_flag'는 어파인 모드(6-파라미터 어파인 모드)가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'bi_interpolation_flag'는 바이리니어 보간 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그이다.In Table 2, 'translation_flag' is a flag indicating whether a translation mode is applied, 'MVD' is motion vector difference value (MVD) information, and 'CPMVDk' is motion vector difference of the kth control point. Value (MVD) information, 'scaling_flag' is a flag indicating whether scaling mode is applied, 'rotaion_flag' is a flag indicating whether rotation mode is applied, and 'simplified_affine_flag' is a simplified affine mode (4-parameter affine mode). ) Is a flag indicating whether or not to be applied, 'affine_flag' is a flag indicating whether the affine mode (6-parameter affine mode) is applied, 'bi_interpolation_flag' is a flag indicating whether the bilinear interpolation mode is applied.
실시예2: 분할 레벨 단위의 모션 모델 확인Example 2 Checking the Motion Model in Split Level Units
본 발명의 실시예에 따르면, 슬라이스는 블록 보다 상위 레벨의 영역으로서, 본 발명의 실시예는 슬라이스 레벨뿐만 아니라 픽처 또는 타일, 또는 타일 그룹 레벨로 모션 모델의 적용여부가 계층적으로 수행될 수 있다. 현재 슬라이스에 해당 특정 모션 모델이 적용되었는지 여부에 대한 정보는 픽처 파라미터 셋(picture parameter set, PPS) 또는 슬라이스 헤더(slice header)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 해당 슬라이스에 트랜슬레이션 모션 모델이 적용되었는지 여부를 나타내는 트랜슬레이션 플래그(pps_translation_flag), 해당 슬라이스에 스케일링 모션 모델이 적용되었는지 여부를 나타내는 트랜슬레이션 플래그(pps_scaling_flag), 해당 슬라이스에 로테이션 모션 모델이 적용되었는지 여부를 나타내는 로테이션 플래그(pps_rotation_flag), 해당 슬라이스에 단순화된 어파인 모션 모델이 적용되었는지 여부를 나타내는 단순화된 어파인 플래그(pps_simplified_affine_flag), 해당 슬라이스에 어파인 모션 모델이 적용되었는지 여부를 나타내는 어파인 플래그(pps_affine_flag), 바이리니어 보간 플래그(pps_bi_interpolation_flag)가 픽처 파라미터 셋(PPS) 또는 슬라이스 헤더에 포함될 수 있다. 디코더(200)는, 픽처 파라미터 셋(PPS) 또는 슬라이스 헤더를 확인함으로써 각각의 모션 모델이 해당 슬라이스에 적용되었는지 여부를 확인할 수 있다. 트랜슬레이션 모션 모델은 언제나 사용될 수 있기 때문에, 슬라이스 레벨의 트랜슬레이션 플래그는 항상 참(true)으로 설정될 수 있다(pps_translation_flag = true). 필요에 따라, 슬라이스 레벨에서의 트랜슬레이션 플래그 확인은 생략될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a slice is a region of a higher level than a block, and according to an embodiment of the present invention, whether a motion model is applied hierarchically at a picture, tile, or tile group level may be performed hierarchically. . Information on whether a specific motion model is applied to the current slice may be included in a picture parameter set (PPS) or a slice header. For example, a translation flag (pps_translation_flag) indicating whether a translation motion model has been applied to that slice, a translation flag (pps_scaling_flag) indicating whether a scaling motion model has been applied to that slice, and rotating to that slice. A rotation flag (pps_rotation_flag) to indicate whether a motion model has been applied, a simplified affine flag (pps_simplified_affine_flag) to indicate whether a simplified affine motion model has been applied to that slice, and affine motion model to that slice An affine flag (pps_affine_flag) and a bilinear interpolation flag (pps_bi_interpolation_flag) may be included in a picture parameter set (PPS) or a slice header. The
본 발명의 실시예에 따르면, 슬라이스 레벨의 모션 모델에 관한 플래그가 참(true)으로 설정되면, 다음 레벨인 블록 레벨의 모션 모델에 대한 플래그와 모션 벡터 차분값(MVD) 정보 또는 제어점 모션 벡터 차분값(CPMVD) 정보가 파싱 될 수 있다. 예를 들어, 슬라이스 레벨의 로테이션 플래그가 참(true)인 경우(pps_rotation_flag = true), 현재 블록에 로테이션 플래그가 적용되었는지 여부를 판단하기 위해 블록 레벨의 로테이션 플래그가 파싱 될 수 있다. 만약 슬라이스 레벨의 로테이션 플래그가 거짓(false)인 경우(pps_rotation_flag = false), 블록 레벨의 로테이션 플래그의 파싱은 진행되지 않고, 현재 블록에 로테이션 플래그가 적용되었는지 여부의 판단이 생략됨으로써 로테이션 모드가 사용되지 않을 수 있다. According to an embodiment of the present invention, if a flag about a slice level motion model is set to true, the flag and motion vector difference (MVD) information or control point motion vector difference for the next level block level motion model is set to true. Value (CPMVD) information may be parsed. For example, when the slice level rotation flag is true (pps_rotation_flag = true), the block level rotation flag may be parsed to determine whether the rotation flag is applied to the current block. If the slice level rotation flag is false (pps_rotation_flag = false), the parsing of the block level rotation flag is not performed, and the determination of whether the rotation flag is applied to the current block is omitted and the rotation mode is not used. You may not.
분할 레벨 단위의 모션 모델 기반의 예측의 방법은 아래의 <표 3>과 같이 수행될 수 있다.The motion model based prediction method of the split level unit may be performed as shown in Table 3 below.
<표 3>에서, 'translation_flag'는 트랜슬레이션 모드(translation mode)가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'MVD'는 모션 벡터 차분 값(MVD) 정보, 'CPMVDk'는 k번째 제어점의 모션 벡터 차분 값(MVD) 정보, 'pps_scaling_flag'는 현재 블록이 속한 슬라이스 레벨에서 스케일링 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'scaling_flag'는 스케일링 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'pps_rotation_flag'는 현재 블록이 속한 슬라이스 레벨에서 로테이션 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'rotaion_flag'는 로테이션 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'pps_simplified_affine_flag'는 현재 블록이 속한 슬라이스 레벨에서 단순화된 어파인 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'simplified_affine_flag'는 단순화된 어파인 모드(4-파라미터 어파인 모드)가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'pps_affine_flag'는 현재 블록이 속한 슬라이스 레벨에서 어파인 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'affine_flag'는 어파인 모드(6-파라미터 어파인 모드)가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'bi_interpolation_flag'는 바이리니어 보간 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그이다.In Table 3, 'translation_flag' is a flag indicating whether a translation mode is applied, 'MVD' is motion vector difference value (MVD) information, and 'CPMVDk' is motion vector difference of the kth control point. The value (MVD) information, 'pps_scaling_flag' is a flag indicating whether scaling mode is applied at the slice level to which the current block belongs, 'scaling_flag' is a flag indicating whether scaling mode is applied, and 'pps_rotation_flag' is the slice to which the current block belongs A flag indicating whether the rotation mode has been applied at the level, 'rotaion_flag' is a flag indicating whether the rotation mode has been applied, a 'pps_simplified_affine_flag' is a flag indicating whether the simplified affine mode has been applied at the slice level to which the current block belongs, 'simplified_affine_flag' is the simplified affine mode (4-parameter affine mode) A flag indicating whether or not applied, 'pps_affine_flag' indicates whether or not affine mode is applied at the slice level to which the current block belongs, and 'affine_flag' indicates whether or not affine mode (6-parameter affine mode) is applied. The flag 'bi_interpolation_flag' is a flag indicating whether the bilinear interpolation mode is applied.
실시예 3: 블록의 사이즈를 고려한 모션 모델 확인Example 3: Confirmation of Motion Model Considering Block Size
일반적으로, 트랜슬레이션 모션 모델은 작은 블록에 대하여는 효율적이지만, 어파인이나 바이리니어 보간과 같이 많은 제어점 모션 벡터들(CPMVs)에 의해 생성되는 모션 모델들은 작은 블록에 대하여 효율적이지 못할 수 있다. 따라서, 블록 사이즈 또는 블록의 샘플 개수에 따라, 모션 모델이 적응적으로 사용될 수 있다. 이러한 컨셉에 기반하여 적응적 모션 모델 선택이 제안된다. <표 4>가 본 실시예에 따른 신택스 테이블의 예를 나타낸다.Generally, translation motion models are efficient for small blocks, but motion models generated by many control point motion vectors (CPMVs), such as affine or bilinear interpolation, may not be efficient for small blocks. Therefore, according to the block size or the number of samples of the block, the motion model can be used adaptively. Based on this concept, an adaptive motion model selection is proposed. Table 4 shows an example of a syntax table according to the present embodiment.
<표 4>에서, 'sampleNum'은 현재 블록에 포함된 샘플의 개수, 'TH_xxx'는 각 모션 모델별로 설정된 임계 범위 값, 'translation_flag'는 트랜슬레이션 모드(translation mode)가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'MVD'는 모션 벡터 차분 값(MVD) 정보, 'CPMVDk'는 k번째 제어점의 모션 벡터 차분 값(MVD) 정보, 'scaling_flag'는 스케일링 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'rotaion_flag'는 로테이션 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'simplified_affine_flag'는 단순화된 어파인 모드(4-파라미터 어파인 모드)가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'affine_flag'는 어파인 모드(6-파라미터 어파인 모드)가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'bi_interpolation_flag'는 바이리니어 보간 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그이다.In Table 4, 'sampleNum' indicates the number of samples included in the current block, 'TH_xxx' indicates a threshold range set for each motion model, and 'translation_flag' indicates whether a translation mode has been applied. Flag, 'MVD' is motion vector difference value (MVD) information, 'CPMVDk' is motion vector difference value (MVD) information of kth control point, 'scaling_flag' is flag indicating whether scaling mode is applied, 'rotaion_flag' is Flag indicating whether rotation mode is applied, 'simplified_affine_flag' is a flag indicating whether simplified affine mode (4-parameter affine mode) is applied, and 'affine_flag' is affine mode (6-parameter affine mode) A flag indicating whether or not is applied, 'bi_interpolation_flag' is a flag indicating whether or not the bilinear interpolation mode is applied.
실시예 4: 주변 블록을 이용한 모션 모델 확인Example 4 Motion Model Verification Using Peripheral Blocks
주변 블록의 부호화에 사용된 모션 모델에 따라 현재 블록의 부호화 또는 복호화를 위해 모션 모델을 선택할 수 있다.A motion model may be selected for encoding or decoding the current block according to the motion model used for encoding the neighboring block.
하나의 예로 현재 블록의 부호화를 위한 모션 모델은 주변 블록을 위해 사용된 모션 모델의 파라미터의 수에 따라 결정될 수 있다. 이는 가까운 이웃 블록에서 적용된 모션 모델은 현재 블록에도 적용될 가능성이 높기 때문이다. 다른 말로 하면 높은 공간적 상호관련성(high spatial correlation)이기 때문이라고 할 수 있다. 또한, 비록 높은 공간적 상호관련성이라 하더라도 반드시 이웃 블록의 모션 모델이 적확히 적용되는 것은 아니기 때문에 이웃 블록의 모션 모델을 기준으로 현재 블록에 사용될 모션 모델의 후보의 집합(set)을 정의해서 사용하는 것이 더 타당할 수 있다.As an example, the motion model for encoding the current block may be determined according to the number of parameters of the motion model used for the neighboring block. This is because a motion model applied in a neighboring block is likely to be applied to the current block. In other words, it is because of high spatial correlation. In addition, even though high spatial correlation does not necessarily apply the motion model of the neighboring block, it is not necessary to define and use a set of candidates of the motion model to be used in the current block based on the motion model of the neighboring block. It may be more reasonable.
여기서, 각 파라미터는 각 모션 모델을 정의하기 위한 파라미터를 의미하며, <표 2>와 <표 3>을 통하여 표현된 모션 모델에서 파라미터를 결정하기 위해 사용된 제어점 모션 벡터(CPMV)의 수는 필요한 파라미터의 1/2 배수가 된다. 각 모션 모델의 표현을 위해 필요한 파라미터의 수와 이를 위해 필요한 CPMV의 수는 아래의 <표 5>와 같다. 여기서 1.5의 소수점 표현은 필요한 제어점 모션 벡터(CPMV)가 한 개의 제어점 모션 벡터(CPMV)와 또 다른 한 개의 제어점 모션 벡터(CPMV)의 x 성분(x-component) 또는 y 성분(y-component)임을 의미한다.Here, each parameter means a parameter for defining each motion model, and the number of control point motion vectors (CPMVs) used to determine the parameters in the motion models expressed through Tables 2 and 3 are required. It is a multiple of 1/2 of the parameter. The number of parameters required for the representation of each motion model and the number of CPMVs required for it are shown in Table 5 below. Where the decimal representation of 1.5 indicates that the required control point motion vector (CPMV) is the x-component or y-component of one control point motion vector (CPMV) and another control point motion vector (CPMV). it means.
구체적으로 본 실시예의 신택스 테이블은 <표 6>과 같을 수 있고, checkAvailableMotion()은 현재 블록을 위해 사용될 모션 모델을 결정하는 함수이다. 여기서 checkAvailableMotion() 함수는 다음 중 하나의 방법에 의해 동작할 수 있다.Specifically, the syntax table of the present embodiment may be as shown in Table 6, and checkAvailableMotion () is a function for determining a motion model to be used for the current block. Here, checkAvailableMotion () can be operated by one of the following methods.
실시예 4-1: 주변 블록에 사용된 모션 모델의 최대 파라미터 수 검사Example 4-1: Examining the Maximum Number of Parameters of the Motion Model Used in the Surrounding Block
본 발명의 실시예에 따르면, 주변 블록에 사용된 모션 모델의 최대 파라미터 개수를 검사함으로써 현재 블록의 모션 모델을 확인할 수 있다. 여기서, 주변 블록에 사용된 모션 모델의 최대 파라미터 값을 maxNumParam이라 한다면, 현재 블록에서 사용할 수 있는 모션 모델 후보는 <수학식 12>와 같이 정의될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the motion model of the current block can be identified by checking the maximum number of parameters of the motion model used in the neighboring block. Here, if the maximum parameter value of the motion model used in the neighboring block is maxNumParam, the motion model candidate that can be used in the current block may be defined as in Equation 12.
<수학식 12>에서, maxNumParam은 주변 블록에 사용된 모션 모델의 최대 파라미터 값, N은 후보군에 포함될 수 있는 모션 모델의 파라미터 개수, N0, N1은 정수 값으로 실험적으로 결정되는 값, MIN(A,B)와 MAX(A,B)는 A,B 중 최소값과 최대값을 리턴(return)하는 함수를 의미한다.In Equation 12, maxNumParam is the maximum parameter value of the motion model used in the neighboring block, N is the number of parameters of the motion model that can be included in the candidate group, N0, N1 are experimentally determined values as integer values, and MIN (A , B) and MAX (A, B) are functions that return the minimum and maximum values of A and B.
실시예 4-2: 주변 블록에 사용된 모션 모델의 최소 파라미터 수 검사Example 4-2: Examining the Minimum Number of Parameters of the Motion Model Used in the Surrounding Block
본 발명의 실시예에 따르면, 주변 블록에 사용된 모션 모델의 최소 파라미터 개수를 검사함으로써 현재 블록의 모션 모델을 확인할 수 있다. 여기서, 주변 블록에 사용된 모션 모델의 최소 파라미터 값을 minNumParam이라 한다면, 현재 블록에서 사용할 수 있는 모션 모델 후보는 <수학식 13>과 같이 정의될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the motion model of the current block can be identified by checking the minimum number of parameters of the motion model used in the neighboring block. Here, if the minimum parameter value of the motion model used in the neighboring block is minNumParam, the motion model candidate that can be used in the current block may be defined as in Equation (13).
<수학식 13>에서, maxNumParam은 주변 블록에 사용된 모션 모델의 최대 파라미터 값, N은 후보군에 포함될 수 있는 모션 모델의 파라미터 개수, N0, N1은 정수 값으로 실험적으로 결정되는 값, MIN(A,B)와 MAX(A,B)는 A,B 중 최소값과 최대값을 리턴(return)하는 함수를 의미한다.In Equation 13, maxNumParam is the maximum parameter value of the motion model used in the neighboring block, N is the number of parameters of the motion model that can be included in the candidate group, N0, N1 are experimentally determined values as integer values, and MIN (A , B) and MAX (A, B) are functions that return the minimum and maximum values of A and B.
실시예 4-1 또는 실시예 4-2의 방법에 추가적으로 트랜슬레이션 모델을 무조건적으로 고려하는 방법을 고려할 수 있다. 이는 트랜슬레이션 모델의 경우 가장 기본적으로 사용하는 모션 모델로서 조건에 따라 적응적으로 사용하는 것은 부호화 신뢰성이 떨어질 수 있기 때문이다. 본 실시예에 따른 신택스 테이블의 예는 <표 6>과 같을 수 있다.In addition to the method of the embodiment 4-1 or the embodiment 4-2, a method of unconditionally considering the translation model may be considered. This is the most commonly used motion model in the case of the translation model, because the adaptive reliability of the motion model may be inferior in coding reliability. An example of the syntax table according to the present embodiment may be as shown in Table 6.
<표 6>에서, 'translation_flag'는 트랜슬레이션 모드(translation mode)가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'MVD'는 모션 벡터 차분값(MVD) 정보, 'CPMVDk'는 k번째 제어점의 모션 벡터 차분값(MVD) 정보, 'scaling_flag'는 스케일링 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'rotaion_flag'는 로테이션 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'simplified_affine_flag'는 단순화된 어파인 모드(4-파라미터 어파인 모드)가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'affine_flag'는 어파인 모드(6-파라미터 어파인 모드)가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 'bi_interpolation_flag'는 바이리니어 보간 모드가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그이다.In Table 6, 'translation_flag' is a flag indicating whether a translation mode is applied, 'MVD' is motion vector difference (MVD) information, and 'CPMVDk' is motion vector difference of the kth control point. Value (MVD) information, 'scaling_flag' is a flag indicating whether scaling mode is applied, 'rotaion_flag' is a flag indicating whether rotation mode is applied, and 'simplified_affine_flag' is a simplified affine mode (4-parameter affine mode). ) Is a flag indicating whether or not to be applied, 'affine_flag' is a flag indicating whether the affine mode (6-parameter affine mode) is applied, 'bi_interpolation_flag' is a flag indicating whether the bilinear interpolation mode is applied.
실시예 5: 케이스별 모션 모델의 집합으로부터 모션 모델 선택Example 5: Selecting a motion model from a set of case-by-case motion models
본 발명의 실시예에 따르면, 케이스별로 모션 모델을 한정함으로써 적응적으로 모션 모델을 사용할 수 있는 방법이 사용될 수 있다. 이는 예를 들어 실시예 4에서 설명한 방법의 구체적인 실시예 중 하나에 해당할 수 있다. 여기서 모션 모델은 아래의 <표 7>과 같이 정의될 수 있다. 이는 다양한 모션 모델을 제한적으로 사용하는 단점이 있지만, 모션 모델 후보 수를 줄임으로써 모션 모델을 표현하기 위해 사용되는 비트(bit) 수를 줄일 수 있고, 부호화 복잡도 측면에서도 이점이 있을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method of adaptively using a motion model by defining a motion model for each case may be used. This may correspond to, for example, one of the specific embodiments of the method described in the fourth embodiment. Here, the motion model may be defined as shown in Table 7 below. This has the disadvantage of using a limited number of motion models, but by reducing the number of motion model candidates can reduce the number of bits used to represent the motion model, and may also be advantageous in terms of coding complexity.
상기 후보들 중 하나의 모션 모델이 상술한 바와 같은 미리 정해진 조건에 따라서 결정될 수도 있고, 또는 시그널링 되는 플래그(flag) 또는 인덱스(index) 정보에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 플래그 또는 인덱스 정보는 각각 모션 모델 플래그(motion model flag) 또는 모션 모델 인덱스(motion model index)로 지칭될 수 있다.The motion model of one of the candidates may be determined according to a predetermined condition as described above, or may be determined based on signal or flag information signaled. For example, the flag or index information may be referred to as a motion model flag or a motion model index, respectively.
케이스 1(Case 1)에 대한 신택스 테이블은 아래의 <표 8>과 같을 수 있다. 여기서 스케일링(scaling)과 단순화된 어파인(simplified affine)을 적응적으로 사용하는 방법을 설명한다. 이를 통해 부호화 복잡도 감소와 모션 모델을 표현하는 비트를 1 비트 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 구체적으로는 아래의 <수학식 14>와 같이 적용할 수 있다.The syntax table for
<수학식 14>에서, maxNumParam은 주변 블록에 사용된 모션 모델의 최대 파라미터 값, N은 후보군에 포함될 수 있는 모션 모델의 파라미터 개수, N0, N1은 정수 값으로 실험적으로 결정되는 값, MIN(A,B)와 MAX(A,B)는 A,B 중 최소값과 최대값을 리턴(return)하는 함수를 의미한다. <수학식 14>를 정성적으로 설명하면, 오직 트랜슬레이션 모델(translation model)로 부호화 된 주변 블록만이 존재하는 경우에는 트랜슬레이션 및 스케일링 모델 만을 부호화에 이용하고, 그렇지 않은 경우 모든 모션 모델을 부호화에 사용함을 의미한다. In Equation 14, maxNumParam is the maximum parameter value of the motion model used in the neighboring block, N is the number of parameters of the motion model that can be included in the candidate group, N0, N1 are experimentally determined values as integer values, and MIN (A , B) and MAX (A, B) are functions that return the minimum and maximum values of A and B. In Equation 14, if only neighboring blocks encoded by the translation model exist, only the translation and scaling model are used for encoding. Otherwise, all motion models are used. Means to use for encoding.
본 실시예에 따른 신택스 테이블은 <표 8>과 같이 표현될 수 있다.The syntax table according to the present embodiment may be expressed as shown in Table 8.
<표 7>의 케이스 2(Case 2)와 케이스 3(Case 3)의 경우도 사용되는 모션 모델만이 변경될 뿐, 케이스 1의 방법이 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이 모션 모델에 따라 시그널링되는 제어점 모션 벡터(CPMV)의 수가 변경될 수 있으며, 경우에 따라(예: 로테이션 모델이 적용되는 경우) 특정 제어점 모션 벡터의 x 성분 또는 y 성분이 시그널링 될 수 있다.In the case of Table 2 and Case 3 of Table 7, only the motion model used is changed, and the method of
이하 설명에서는, 디코더(200)를 기준으로 복호화하고자 하는 현재 블록에 대한 모션 모델 기반의 예측(prediction)을 수행하는 방법에 대하여 설명한다. 아래 설명에서는 디코더(200)를 기준으로 본 발명의 실시예들이 설명되나, 본 발명의 범위는 디코더(200)에 한정되는 것이 아니고 인코더(100)에도 실질적으로 동일한 과정이 적용될 수 있다. Hereinafter, a method of performing a motion model based prediction on a current block to be decoded based on the
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델을 사용한 예측을 위한 동작 흐름도의 예를 도시한다.22 shows an example of an operation flowchart for prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention.
S2210 단계에서, 디코더(200)는 현재 블록의 모션 모델을 확인할 수 있다. 보다 구체적으로, 디코더(200)는, 사전에 정의된 복수의 모션 모델들 중에서, 처리하고자 하는 현재 블록의 예측을 위해 적용된 모션 모델을 확인할 수 있다. 여기서, 모션 모델은, 화면간 예측을 위하여 사용된 모션들을 분류한 타입을 지칭할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 각 모션 모델 별로 현재 블록의 예측을 위한 제어점의 개수, 제어점들에 대한 모션 벡터의 엘레먼트들의 계산 방법이 정의될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 모션 모델은 사전에 정의될 수 있으며, 예를 들어, 트랜슬레이션(translation) 모드, 스케일링(scaling) 모드, 로테이션(rotation) 모드, 단순화된 어파인(simplified affine) 모드, 어파인(affine) 모드, 또는 바이리니어 보간 모드를 포함할 수 있다.In operation S2210, the
S2220 단계에서, 디코더(200)는 제어점 모션 벡터를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 디코더(200)는 S2210 단계에서 결정된 모션 벡터에 기반하여 현재 블록의 적어도 하나의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 디코더(200)는, 현재 블록과 인접한 주변 블록의 모션 벡터와 현재 블록의 모션 벡터의 차분 값에 해당하는 모션 벡터 차분값(motion vector difference, MVD), 또는 주변 블록의 제어점에 대한 모션 벡터와 주변 블록의 제어점에 대응하는 현재 블록의 제어점에 대한 모션 벡터의 차분 값에 해당하는 제어점 모션 벡터 차분값(control point motion vector difference, CPMVD)을 결정할 수 있다.In operation S2220, the
또한, 디코더(200)는 S2210 단계에서 결정된 모션 모델에 대응하여 현재 블록에 포함된 서브블록들의 모션 벡터를 도출하기 위한 모션 벡터 또는 복수의 제어점들에 대한 모션 벡터들을 유도할 수 있다. 예를 들어, 트랜슬레이션 모드가 현재 블록에 적용된 경우, 디코더(200)는 1개의 MVD를 파싱(parsing)함으로써 1개의 모션 벡터를 결정할 수 있다. 스케일링 모드가 현재 블록에 적용된 경우, 디코더(200)는 제1 제어점(좌상측 제어점)에 대한 CPMVD 및 제2 제어점(우상측 제어점)에 대한 CPMVD의 x 성분을 파싱함으로써 2개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정할 수 있다. 로테이션 모드가 현재 블록에 적용된 경우, 디코더(200)는, 제1 제어점(좌상측 제어점)에 대한 CPMVD 및 제2 제어점(우상측 제어점)에 대한 CPMVD의 y 성분을 파싱함으로써 2개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정할 수 있다. 단순화된 어파인 모드가 현재 블록에 적용된 경우, 디코더(200)는, 제1 제어점(좌상측 제어점)에 대한 CPMVD 및 제2 제어점(우상측 제어점)에 대한 CPMVD를 파싱함으로써 2개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정할 수 있다. 어파인 모드가 현재 블록에 적용된 경우, 디코더(200)는, 제1 제어점(좌상측 제어점)에 대한 CPMVD, 제2 제어점(우상측 제어점)에 대한 CPMVD, 및 제3 제어점(좌하측 제어점)에 대한 CPMVD를 파싱함으로써 3개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정할 수 있다. 바이리니어 보간 모드가 현재 블록에 적용된 경우, 디코더(200)는, 제1 제어점(좌상측 제어점)에 대한 CPMVD, 제2 제어점(우상측 제어점)에 대한 CPMVD, 제3 제어점(좌하측 제어점)에 대한 CPMVD, 및 제4 제어점(우하측 제어점)에 대한 CPMVD를 파싱함으로써 4개의 제어점에 대한 모션 벡터를 결정할 수 있다.In addition, the
S2230 단계에서, 디코더(200)는 모션 벡터 정보에 기반하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 디코더(200)는 S2220 단계에서 결정된 현재 블록의 적어도 하나의 제어점에 대한 모션 벡터를 유도함으로써 현재 블록의 모션 벡터 필드의 각 서브블록의 모션 벡터를 결정하고, 각 서브블록 단위로 모션 벡터를 이용하여 다른 화면을 참조함으로써 예측을 수행할 수 있다.In operation S2230, the
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델을 사용한 예측에 있어서 슬라이스와 블록 단위의 모션 모델 확인을 위한 동작 흐름도의 예를 도시한다. 도 23에 도시된 흐름도는 도 22의 현재 블록의 모션 모델을 확인하는 단계(S2210)의 일 예이다.23 illustrates an example of an operation flowchart for identifying a motion model in units of slices and blocks in prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention. 23 is an example of checking the motion model of the current block of FIG. 22 (S2210).
S2310 단계에서, 디코더(200)는 현재 블록이 속한 슬라이스(slice)의 모션 모델을 확인할 수 있다. 보다 구체적으로, 디코더(200)는 특정한 모션 모델에 대하여 현재 슬라이스에 해당 특정 모션 모델이 적용되었는지 여부를 확인할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 슬라이스는 블록 보다 상위 레벨의 영역으로서, 본 발명의 실시예는 슬라이스 레벨뿐만 아니라 픽처 또는 타일, 또는 타일 그룹 레벨로 모션 모델의 적용여부가 계층적으로 수행될 수 있다. 현재 슬라이스에 해당 특정 모션 모델이 적용되었는지 여부에 대한 정보는 픽처 파라미터 셋(picture parameter set, PPS) 또는 슬라이스 헤더(slice header)에 포함될 수 있다. In operation S2310, the
S2320 단계에서, 디코더(200)는 현재 블록의 모션 모델을 확인할 수 있다. 보다 구체적으로, 디코더(200)는 S2310 단계에서 특정 모션 모델이 현재 블록을 포함하는 슬라이스 레벨에서 적용됨을 확인하면, 현재 블록에서 특정 모션 모델이 적용되는지 여부를 확인할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 슬라이스 레벨의 모션 모델에 관한 플래그가 참(true)으로 설정되면, 다음 레벨인 블록 레벨의 모션 모델에 대한 플래그와 모션 벡터 차분값(MVD) 정보 또는 제어점 모션 벡터 차분값(CPMVD) 정보가 파싱 될 수 있다. 도 23에 따른 흐름도에 대한 신택스 테이블의 예는 <표 2>와 같이 구성될 수 있다.In operation S2320, the
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델을 사용한 예측에 있어서 현재 블록의 샘플 개수를 고려하여 모션 모델을 확인하기 위한 동작 흐름도의 예를 도시한다. 도 24에 도시된 흐름도는 도 22의 현재 블록의 모션 모델을 확인하는 단계(S2210)의 일 예이다. 도 24는 현재 블록의 샘플 개수에 의해 기반하여 블록의 예측을 위해 적응적으로 모션 모델을 선택하는 경우의 예를 도시한다.24 illustrates an example of an operation flowchart for checking a motion model in consideration of the number of samples of a current block in prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention. 24 is an example of checking the motion model of the current block of FIG. 22 (S2210). 24 illustrates an example of a case in which a motion model is adaptively selected for prediction of a block based on the number of samples of the current block.
S2410 단계에서, 디코더(200)는 현재 블록의 샘플 개수 또는 상기 현재 블록의 크기를 확인할 수 있다. 보다 구체적으로, 디코더(200)는 현재 블록의 사이즈에 대한 정보를 통해 현재 블록에 포함된 샘플들의 개수를 확인할 수 있다.In operation S2410, the
S2420 단계에서, 디코더(200)는 모션 모델의 임계범위를 확인할 수 있다. 디코더(200)는 현재 블록에 포함된 샘플들의 개수 또는 상기 현재 블록의 크기가 특정 모션 모델에 설정된 범위에 포함되는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 각각의 모션 모델 별로 사용될 수 있는 블록의 샘플 개수의 하한 임계 값과 상한 임계 값이 설정되고, 현재 블록의 샘플 개수가 해당 모션 모델의 임계 범위에 포함되는지 여부를 확인할 수 있다.In operation S2420, the
S2430 단계에서, 디코더(200)는 현재 블록에 적용된 모션 모델을 확인할 수 있다. 디코더(200)는, S2410 단계에서 확인된 현재 블록의 샘플 개수 또는 상기 현재 블록의 크기가 특정 모션 모델의 임계 범위에 포함되는 경우, 특정 모션 모델이 현재 블록에 적용되었는지 여부를 확인할 수 있다.In operation S2430, the
도 25는 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델을 사용한 예측에 있어서 주변 블록을 이용하여 모션 모델을 확인하기 위한 동작 흐름도의 예를 도시한다. 도 25에 도시된 흐름도는 도 22의 현재 블록의 모션 모델을 확인하는 단계(S2210)의 일 예이다. 도 25는 주변 블록의 부호화에 사용된 모션 모델에 따라 현재 블록의 부호화 또는 복호화를 위해 적응적으로 모션 모델을 선택하는 경우의 예를 도시한다.25 illustrates an example of an operation flowchart for identifying a motion model using neighboring blocks in prediction using the motion model according to an embodiment of the present invention. 25 is an example of checking the motion model of the current block of FIG. 22 (S2210). FIG. 25 illustrates an example of a case in which a motion model is adaptively selected for encoding or decoding a current block according to a motion model used for encoding a neighboring block.
S2510 단계에서, 디코더(200)는 주변 블록의 모션 모델을 확인할 수 있다. 디코더(200)는 현재 블록과 인접한 복수의 주변 블록들 중에서 복호화가 수행된 적어도 하나의 주변 블록에 적용된 모션 모델을 확인할 수 있다. 현재 블록에 인접한 주변 블록은, 현재 블록의 상측, 좌상측, 좌측에 위치한 블록일 수 있다.In operation S2510, the
S2520 단계에서, 디코더(200)는 주변 블록 모션 모델의 파라미터 개수를 확인할 수 있다. 디코더(200)는, S2510 단계에서 확인된 주변 블록의 모션 모델에 대응하는 파라미터의 개수를 확인할 수 있다. 여기서 파라미터의 개수는 모션 예측을 위한 제어점 모션 벡터 성분의 개수이다. 예를 들어, 파라미터가 3개인 경우, 1개의 제어점 모션 벡터(CPMV)의 x,y 성분과 다른 1개의 제어점 모션 벡터(CPMV)의 x 성분을 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 제어점 모션 벡터(CPMV)의 개수는 파라미터의 개수의 1/2에 해당할 수 있다. 모션 모델 별 파라미터 개수와 제어점 모션 벡터의 개수는 앞에서 설명한 <표 4>와 같이 구성될 수 있다.In operation S2520, the
S2530 단계에서, 디코더(200)는 현재 블록의 각 모션 모델의 사용 가능여부를 확인할 수 있다. 디코더(200)는, 주변 블록에 적용된 모션 모델의 파라미터 개수로부터 복수의 모션 모델들 중 현재 모델에 적용가능한 모션 모델을 확인할 수 있다. In operation S2530, the
S2540 단계에서, 디코더(200)는 현재 블록의 모션 모델을 확인할 수 있다. 디코더(200)는, 주변 블록에 적용된 모션 모델의 파라미터 개수로부터 특정 모션 모델이 현재 블록에 적용 가능한지 여부를 판단한 이후, 특정 모션 모델의 적용 여부를 나타내는 플래그를 확인함으로써 해당 특정 모션 모델이 현재 블록에 적용되는 지 여부를 확인할 수 있다. 특정 모션 모델에 관한 플래그를 확인한 결과 현재 블록에 적용되지 않은 경우, 디코더는 S2530 단계에서 사용가능한 것으로 확인된 모션 모델에 대한 확인 절차를 수행할 수 있다. 도 25에 도시된 흐름도에 따른 신택스 테이블은 <표 6>과 같이 구성될 수 있다.In operation S2540, the
도 26은 본 발명의 실시예에 따른 모션 모델을 사용한 예측에 있어서 모션 모델 후보 집합 중 인덱스에 대응하는 모션 모델을 확인하는 동작 흐름도의 예를 도시한다. 도 26에 도시된 흐름도는 도 22의 현재 블록의 모션 모델을 확인하는 단계(S2210)의 일 예이다. 도 26은 케이스 별로 사용 가능한 모션 모델 후보를 한정함으로써 현재 블록의 부호화 또는 복호화를 위해 적응적으로 모션 모델을 선택하는 경우의 예를 도시한다.FIG. 26 shows an example of an operation flowchart for identifying a motion model corresponding to an index among a set of motion model candidates in prediction using a motion model according to an embodiment of the present invention. 26 is an example of checking a motion model of the current block of FIG. 22 (S2210). FIG. 26 shows an example of a case in which a motion model is adaptively selected for encoding or decoding a current block by defining a motion model candidate that can be used for each case.
S2610 단계에서, 디코더(200)는 현재 블록의 모션 모델 후보 집합을 결정할 수 있다. 디코더(200)는 케이스별로 사용 가능한 모션 모델의 후보로 구성된 테이블로부터, 현재 블록의 모션 모델 결정을 위해 사용될 모션 모델의 후보 집합을 결정할 수 있다. 각 케이스별 사용가능한 모션 모델 후보의 구성은 앞에서 설명한 <표 6>과 같이 구성될 수 있다.In operation S2610, the
S2620 단계에서, 디코더(200)는 모션 모델의 인덱스를 확인할 수 있다. 디코더(200)는 인코더(100)로부터 전달된 파라미터 셋(parameter set)을 확인함으로써 모션 모델의 인덱스를 확인할 수 있다. 모션 모델의 확인을 위한 인덱스는 모션 모델 플래그(motion model flag) 또는 모션 모델 인덱스(motion model index)로 지칭될 수 있다.In operation S2620, the
S2630 단계에서, 디코더(200)는 인덱스에 대응하는 모션 모델을 확인할 수 있다. 디코더(200)는 인코더(100)로부터 전달된 모션 모델 인덱스를 참조함으로써 S2610 단계에서 결정된 모션 모델 후보 집합 중 현재 블록의 예측을 위해 사용될 모션 모델을 확인할 수 있다.In operation S2630, the
도 27은 본 발명이 적용되는 실시예로서 비디오 코딩 시스템의 예를 도시한다.27 shows an example of a video coding system as an embodiment to which the present invention is applied.
비디오 코딩 시스템은 소스 디바이스(source device) 및 수신 디바이스(receiving device)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다. The video coding system can include a source device and a receiving device. The source device may deliver the encoded video / image information or data to a receiving device through a digital storage medium or network in a file or streaming form.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스(video source), 인코딩 장치(encoding apparatus), 전송부(transmitter)를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부(receiver), 디코딩 장치(decoding apparatus) 및 렌더러(renderer)를 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. The source device may include a video source, an encoding apparatus, and a transmitter. The receiving device may include a receiver, 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.
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.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. For example, 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.
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.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.
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 엘레먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘레멘트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.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 extract the bitstream and transmit the extracted bitstream to the decoding apparatus.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다. 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.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.The renderer may render the decoded video / image. The rendered video / image may be displayed through the display unit.
도 28은 본 발명이 적용되는 실시예로서 비디오 스트리밍 시스템의 예를 도시한다.28 shows an example of a video streaming system as an embodiment to which the present invention is applied.
도 28을 참조하면, 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 28, a 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.
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.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. As another example, when multimedia input devices such as smart phones, cameras, camcorders, etc. directly generate a bitstream, the encoding server may be omitted.
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.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.
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.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 a medium for informing the user of what service. When a user requests a desired service from the web server, the web server delivers it to a streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user. In this case, the content streaming system may include a separate control server. In this case, the control server plays a role of controlling a command / response between devices in the content streaming system.
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.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.
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.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, such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.Each server in the content streaming system may operate as a distributed server, and in this case, data received from each server may be distributedly processed.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 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.As described above, the embodiments described herein may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip. For example, the functional units shown in each drawing may be implemented and performed on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.In addition, the decoder and encoder 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, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providing devices, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providing devices, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices. It can be used to process video signals or data signals. For example, the OTT video device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet access TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, a digital video recorder (DVR), and the like.
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.In addition, the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, 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 kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer readable data is stored. 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 (eg, transmission over the Internet). In addition, 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.
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.In addition, an embodiment of the present invention may be implemented as a computer program product by program code, which 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.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.The embodiments described above are the components and features of the present invention are combined in a predetermined form. Each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise. Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention. The order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof. In the case of a hardware implementation, an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고받을 수 있다.In the case of implementation by firmware or software, an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above. The software code may be stored in memory and driven by the processor. The memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the essential features of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가등이 가능할 것이다.As mentioned above, preferred embodiments of the present invention are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art can improve and change various other embodiments within the spirit and technical scope of the present invention disclosed in the appended claims below. , Replacement or addition would be possible.
Claims (14)
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