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WO2017034089A1 - 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2017034089A1
WO2017034089A1 PCT/KR2015/013207 KR2015013207W WO2017034089A1 WO 2017034089 A1 WO2017034089 A1 WO 2017034089A1 KR 2015013207 W KR2015013207 W KR 2015013207W WO 2017034089 A1 WO2017034089 A1 WO 2017034089A1
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WO
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picture
block
current
inter prediction
reference picture
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/013207
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English (en)
French (fr)
Inventor
박내리
서정동
Original Assignee
엘지전자(주)
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Publication date
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Priority to CN201580082586.3A priority patent/CN107925760A/zh
Priority to US15/754,220 priority patent/US20180242004A1/en
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    • H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/573—Motion compensation with multiple frame prediction using two or more reference frames in a given prediction direction

Definitions

  • the present invention relates to a still image or moving image processing method, and more particularly, to a method for encoding / decoding a still image or moving image based on an inter prediction mode and an apparatus supporting the same.
  • 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.
  • an object of the present invention is to propose a method of processing an image by performing motion compensation on a pixel-by-pixel basis during inter prediction.
  • Another object of the present invention is to propose a method of improving a reference block on a pixel-by-pixel basis by applying an optical flow derivation method for motion compensation of inter prediction.
  • motion prediction is performed in units of prediction blocks during inter prediction. Even if a prediction block of various sizes or shapes is supported to find an optimal prediction block for the current block, prediction accuracy is lowered.
  • an object of the present invention is to propose a method of processing an image by performing motion compensation on a pixel-by-pixel basis during inter prediction.
  • Another object of the present invention is to propose a method of improving a reference block on a pixel-by-pixel basis by applying an optical flow derivation method for motion compensation of inter prediction.
  • a method of processing an image based on inter prediction includes: a difference between a picture order count (POC) of a current picture and a POC of a first reference picture, and a POC and a first picture of the current picture; Adjusting a motion vector of the current block based on a ratio of differences between POCs of two reference pictures and inter prediction of each pixel in the current block based on the adjusted motion vector of the current block Deriving a predictor for each pixel in the current block by applying a.
  • POC picture order count
  • a difference between a picture order count (POC) of a current picture and a POC of a first reference picture and a POC and a first picture of the current picture are determined.
  • a block unit motion vector adjuster for adjusting a motion vector of the current block based on a ratio of differences between POCs of two reference pictures, and a pixel for each pixel in the current block based on the adjusted motion vector of the current block.
  • a pixel unit inter prediction processor configured to derive a predictor for each pixel in the current block by applying unit inter prediction.
  • the first reference picture and the second reference picture may be located in the same direction or different directions with respect to the current picture on a temporal basis.
  • the current picture is a picture to which bidirectional inter prediction is applied
  • two reference pictures for the current picture exist in the same direction with respect to the current picture on a temporal basis
  • One reference block of two reference pictures may be replaced with a reference block of the second reference picture.
  • the reference block of the second reference picture may be derived by scaling a motion vector of one of two reference pictures for the current picture in a different direction with respect to the current picture in time.
  • a reference block of a reference picture having a large POC difference from the current picture among two reference pictures for the current picture is a reference of the second reference picture. Can be replaced with a block.
  • a reference picture of the current picture is used as the first reference picture, and a reference picture of the first reference picture is used as the second reference picture.
  • a reference picture of the first reference picture is used as the second reference picture.
  • the first reference picture is a picture to which bidirectional inter prediction is applied
  • a reference picture having a small POC difference from the current picture among the two reference pictures for the first reference picture is used as the second reference picture. Can be.
  • the prediction value for the current block may be generated by a weighted sum of the prediction value for each pixel and the prediction value generated by block based inter prediction on the current block.
  • the weighting factor of the weighted sum is a POC difference between the current picture and the first reference picture / second reference picture, and the two prediction values generated by the block-based inter prediction.
  • the difference value and the similarity between the motion vector of the first reference picture and the motion vector of the second reference picture may be determined in consideration of one or more of them.
  • whether to apply the inter prediction on a pixel basis to the current block may be determined.
  • inter prediction of the pixel unit may not be applied to the current block.
  • whether or not to apply inter prediction of the pixel unit to the current block may be determined according to information provided from an encoder.
  • the inter prediction of the pixel unit may be an optical flow.
  • the prediction error may be minimized due to the motion compensation of the pixel unit.
  • additional information or additional prediction block partitioning is not required as compared to the existing block-based inter prediction.
  • coding efficiency may be increased due to a reduction of a split flag.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a partition structure of a coding unit that may be applied to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit applicable to the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a bidirectional prediction method of a picture having a steady motion as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • 6 to 10 are diagrams illustrating a method of motion compensation on a pixel-by-pixel basis according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram more specifically illustrating an inter predictor according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 12 through 16 are diagrams illustrating a method of processing an image based on inter prediction, according to an embodiment of the present invention.
  • 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 referred to as a 'processing block' or 'block'.
  • the processing unit may be interpreted to include a unit for the luma component and a unit for the chroma component.
  • the processing unit may correspond to a Coding Tree Unit (CTU), a Coding Unit (CU), a Prediction Unit (PU), or a Transform Unit (TU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • CU Coding Unit
  • PU Prediction Unit
  • TU Transform Unit
  • the processing unit may be interpreted as a unit for a luma component or a unit for a chroma component.
  • the processing unit may be a coding tree block (CTB), a coding block (CB), a prediction block (PU), or a transform block (TB) for a luma component. May correspond to. Or, it may correspond to a coding tree block (CTB), a coding block (CB), a prediction block (PU), or a transform block (TB) for a chroma component.
  • CTB coding tree block
  • CB coding block
  • PU prediction block
  • TB transform block
  • the present invention is not limited thereto, and the processing unit may be interpreted to include a unit for a luma component and a unit for a chroma component.
  • processing unit is not necessarily limited to square blocks, but may also be configured in a polygonal form having three or more vertices.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder 100 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 a filtering unit. 160, a decoded picture buffer (DPB) 170, a predictor 180, and an entropy encoder 190.
  • the predictor 180 may include an inter predictor 181 and an intra predictor 182.
  • the image divider 110 divides an input video signal (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the subtractor 115 subtracts the difference from the prediction signal (or prediction block) output from the prediction unit 180 (that is, the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182) in the input image signal. Generate a residual signal (or difference block). The generated difference signal (or difference block) is transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 may convert a differential signal (or a differential block) into a transform scheme (eg, a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a graph-based transform (GBT), and a karhunen-loeve transform (KLT)). Etc.) to generate transform coefficients.
  • a transform scheme eg, a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a graph-based transform (GBT), and a karhunen-loeve transform (KLT)
  • the quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits the transform coefficients to the entropy encoding unit 190, and the entropy encoding unit 190 entropy codes the quantized signals and outputs them as bit streams.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal may recover the differential signal by applying inverse quantization and inverse transformation through an inverse quantization unit 140 and an inverse transformation unit 150 in a loop.
  • a reconstructed signal may be generated by adding the reconstructed difference signal to a prediction signal output from the inter predictor 181 or the intra predictor 182.
  • the filtering unit 160 applies filtering to the reconstruction signal and outputs it to the reproduction apparatus or transmits the decoded picture buffer to the decoding picture buffer 170.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer 170 may be used as the reference picture in the inter prediction unit 181. As such, by using the filtered picture as a reference picture in the inter prediction mode, not only image quality but also encoding efficiency may be improved.
  • the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 181.
  • the inter prediction unit 181 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture.
  • the inter prediction unit 181 may further include a configuration for performing inter prediction on a pixel basis. Detailed description thereof will be described later.
  • the reference picture used to perform the prediction is a transformed signal that has been quantized and dequantized in units of blocks at the time of encoding / decoding in the previous time, blocking artifacts or ringing artifacts may exist. have.
  • the inter prediction unit 181 may interpolate the signals between pixels in sub-pixel units by applying a lowpass filter to solve performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
  • the sub-pixels mean virtual pixels generated by applying an interpolation filter
  • the integer pixels mean actual pixels existing in the reconstructed picture.
  • the interpolation method linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter, or the like may be applied.
  • the interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the precision of prediction.
  • the inter prediction unit 181 generates an interpolation pixel by applying an interpolation filter to integer pixels, and uses an interpolated block composed of interpolated pixels as a prediction block. You can make predictions.
  • the intra predictor 182 predicts the current block by referring to samples in the vicinity of the block to which the current encoding is to be performed.
  • the intra prediction unit 182 may perform the following process to perform intra prediction. First, reference samples necessary for generating a prediction signal may be prepared. The prediction signal may be generated using the prepared reference sample. Then, the prediction mode is encoded. In this case, the reference sample may be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference sample has been predicted and reconstructed, there may be a quantization error. Accordingly, the reference sample filtering process may be performed for each prediction mode used for intra prediction to reduce such an error.
  • the prediction signal (or prediction block) generated by the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182 is used to generate a reconstruction signal (or reconstruction block) or a differential signal (or differential block). It can be used to generate.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filtering unit 240, and a decoded picture buffer (DPB).
  • Buffer Unit (250) the prediction unit 260 may be configured.
  • the predictor 260 may include an inter predictor 261 and an intra predictor 262.
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoder 200 receives a signal (ie, a bit stream) output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal is entropy decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy decoded signal using the quantization step size information.
  • the inverse transform unit 230 applies an inverse transform scheme to inverse transform the transform coefficients to obtain a residual signal (or a differential block).
  • the adder 235 outputs the obtained difference signal (or difference block) from the prediction unit 260 (that is, the prediction signal (or prediction block) output from the inter prediction unit 261 or the intra prediction unit 262. ) Generates a reconstructed signal (or a reconstruction block).
  • the filtering unit 240 applies filtering to the reconstructed signal (or the reconstructed block) and outputs the filtering to the reproduction device or transmits the decoded picture buffer unit 250 to the reproduction device.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer unit 250 may be used as a reference picture in the inter predictor 261.
  • the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 181, and the intra prediction unit 182 of the encoder 100 are respectively the filtering unit 240, the inter prediction unit 261, and the decoder of the decoder. The same may be applied to the intra predictor 262.
  • the inter prediction unit 261 may further include a configuration for performing inter prediction on a pixel basis. Detailed description thereof will be described later.
  • a still image or video compression technique uses a block-based image compression method.
  • the block-based image compression method is a method of processing an image by dividing the image into specific block units, and may reduce memory usage and calculation amount.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a partition structure of a coding unit that may be applied to the present invention.
  • the encoder splits one image (or picture) into units of a coding tree unit (CTU) in a rectangular shape.
  • CTU coding tree unit
  • one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
  • the size of the CTU may be set to any one of 64 ⁇ 64, 32 ⁇ 32, and 16 ⁇ 16.
  • the encoder may select and use the size of the CTU according to the resolution of the input video or the characteristics of the input video.
  • the CTU includes a coding tree block (CTB) for luma components and a CTB for two chroma components corresponding thereto.
  • CTB coding tree block
  • One CTU may be divided into a quad-tree structure. That is, one CTU has a square shape and is divided into four units having a half horizontal size and a half vertical size to generate a coding unit (CU). have. This partitioning of the quad-tree structure can be performed recursively. That is, a CU is hierarchically divided into quad-tree structures from one CTU.
  • CU coding unit
  • the CU refers to a basic unit of coding in which an input image is processed, for example, intra / inter prediction is performed.
  • the CU includes a coding block (CB) for a luma component and a CB for two chroma components corresponding thereto.
  • CB coding block
  • the size of a CU may be set to any one of 64 ⁇ 64, 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, and 8 ⁇ 8.
  • the root node of the quad-tree is associated with the CTU.
  • the quad-tree is split until it reaches a leaf node, which corresponds to a CU.
  • the CTU may not be divided according to the characteristics of the input image.
  • the CTU corresponds to a CU.
  • a node that is no longer divided ie, a leaf node
  • CU a node that is no longer divided
  • CU a node that is no longer divided
  • CU a node corresponding to nodes a, b, and j are divided once in the CTU and have a depth of one.
  • a node (ie, a leaf node) that is no longer divided in a lower node having a depth of 2 corresponds to a CU.
  • CU (c), CU (h) and CU (i) corresponding to nodes c, h and i are divided twice in the CTU and have a depth of two.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • CU (d), CU (e), CU (f), and CU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in the CTU, Has depth.
  • the maximum size or the minimum size of the CU may be determined according to characteristics (eg, resolution) of the video image or in consideration of encoding efficiency. Information about this or information capable of deriving the information may be included in the bitstream.
  • a CU having a maximum size may be referred to as a largest coding unit (LCU), and a CU having a minimum size may be referred to as a smallest coding unit (SCU).
  • LCU largest coding unit
  • SCU smallest coding unit
  • a CU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information).
  • Each partitioned CU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the CU, the depth information may include information about the size of the CU.
  • the size of the SCU can be obtained by using the size and maximum depth information of the LCU. Or conversely, using the size of the SCU and the maximum depth information of the tree, the size of the LCU can be obtained.
  • information indicating whether the corresponding CU is split may be transmitted to the decoder.
  • This partitioning information is included in all CUs except the SCU. For example, if the flag indicating whether to split or not is '1', the CU is divided into 4 CUs again. If the flag indicating whether to split or not is '0', the CU is not divided further. Processing may be performed.
  • a CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed.
  • HEVC divides a CU into prediction units (PUs) in order to code an input image more effectively.
  • the PU is a basic unit for generating a prediction block, and may generate different prediction blocks in PU units within one CU. However, PUs belonging to one CU are not mixed with intra prediction and inter prediction, and PUs belonging to one CU are coded by the same prediction method (ie, intra prediction or inter prediction).
  • the PU is not divided into quad-tree structures, but is divided once in a predetermined form in one CU. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit applicable to the present invention.
  • the PU is divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4A illustrates a PU when an intra prediction mode is used
  • FIG. 4B illustrates a PU when an inter prediction mode is used.
  • N ⁇ N type PU when divided into N ⁇ N type PU, one CU is divided into four PUs, and different prediction blocks are generated for each PU unit.
  • the division of the PU may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • one CU has 8 PU types (ie, 2N ⁇ 2N). , N ⁇ N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, nL ⁇ 2N, nR ⁇ 2N, 2N ⁇ nU, 2N ⁇ nD).
  • PU partitioning in the form of N ⁇ N may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • AMP Asymmetric Motion Partition
  • 'n' means a 1/4 value of 2N.
  • AMP cannot be used when the CU to which the PU belongs is a CU of the minimum size.
  • an optimal partitioning structure of a coding unit (CU), a prediction unit (PU), and a transformation unit (TU) is subjected to the following process to perform a minimum rate-distortion. It can be determined based on the value. For example, looking at the optimal CU partitioning process in 64 ⁇ 64 CTU, rate-distortion cost can be calculated while partitioning from a 64 ⁇ 64 CU to an 8 ⁇ 8 CU.
  • the specific process is as follows.
  • the partition structure of the optimal PU and TU that generates the minimum rate-distortion value is determined by performing inter / intra prediction, transform / quantization, inverse quantization / inverse transform, and entropy encoding for a 64 ⁇ 64 CU.
  • the 32 ⁇ 32 CU is subdivided into four 16 ⁇ 16 CUs, and a partition structure of an optimal PU and TU that generates a minimum rate-distortion value for each 16 ⁇ 16 CU is determined.
  • 16 ⁇ 16 blocks by comparing the sum of the rate-distortion values of the 16 ⁇ 16 CUs calculated in 3) above with the rate-distortion values of the four 8 ⁇ 8 CUs calculated in 4) above. Determine the partition structure of the optimal CU within. This process is similarly performed for the remaining three 16 ⁇ 16 CUs.
  • a prediction mode is selected in units of PUs, and prediction and reconstruction are performed in units of actual TUs for the selected prediction mode.
  • the TU means a basic unit in which actual prediction and reconstruction are performed.
  • the TU includes a transform block (TB) for a luma component and a TB for two chroma components corresponding thereto.
  • TB transform block
  • the TUs are hierarchically divided into quad-tree structures from one CU to be coded.
  • the TU divided from the CU can be further divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU may be set to any one of 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, 8 ⁇ 8, and 4 ⁇ 4.
  • a root node of the quad-tree is associated with a CU.
  • the quad-tree is split until it reaches a leaf node, which corresponds to a TU.
  • the CU may not be divided according to the characteristics of the input image.
  • the CU corresponds to a TU.
  • a node ie, a leaf node
  • TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • FIG. 3B TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • a node (ie, a leaf node) that is no longer divided in a lower node having a depth of 2 corresponds to a TU.
  • TU (c), TU (h), and TU (i) corresponding to nodes c, h, and i are divided twice in a CU and have a depth of two.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • TU (d), TU (e), TU (f), and TU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in a CU. Has depth.
  • a TU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information). Each divided TU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the TU, it may include information about the size of the TU.
  • information indicating whether the corresponding TU is split may be delivered to the decoder.
  • This partitioning information is included in all TUs except the smallest TU. For example, if the value of the flag indicating whether to split is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the flag indicating whether to split is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • the decoded portion of the current picture or other pictures in which the current unit is included may be used to reconstruct the current unit (or current block) in which decoding is performed.
  • Intra picture or I picture (slice) which uses only the current picture for reconstruction, i.e. performs only intra picture prediction, predicts a picture (slice) using at most one motion vector and reference index to predict each unit
  • a picture using a predictive picture or P picture (slice), up to two motion vectors, and a reference index (slice) may be referred to as a bi-predictive picture or a B picture (slice).
  • the intra prediction unit performs intra prediction to predict the pixel value of the target unit from the reconstructed regions in the current picture.
  • the pixel value of the current unit can be predicted from the encoded pixels of units located at the top, left, top left and / or top right with respect to the current unit.
  • the intra mode may be divided into vertical, horizontal, DC, and angular modes according to the direction and prediction method of the reference region where the reference pixels used for pixel value prediction are located.
  • the vertical mode is used as the prediction value of the current unit by referring to the pixel values of the vertically adjacent areas of the target unit
  • the horizontal mode is used as the prediction value by referring to the pixel values of the horizontally adjacent areas.
  • the DC mode the average value of the pixels of the reference regions is used as a prediction value.
  • the reference region is located in an arbitrary direction and may indicate the corresponding direction by an angle between the current pixel and the reference pixel. For convenience, a predetermined angle and prediction mode number may be used, and the number of angles used may vary depending on the size of the target unit.
  • the prediction mode may be transmitted as a value indicating the mode itself, but in order to increase transmission efficiency, a method of predicting a prediction mode value of the current unit may be used.
  • the decoder may acquire the prediction mode of the current unit using information using whether the prediction value for the prediction mode is used as it is or how much the difference with the actual value is.
  • the inter prediction unit performs inter prediction for predicting pixel values of the target unit by using information of other reconstructed pictures other than the current picture.
  • the reconstructed picture used for inter prediction among the reconstructed pictures stored in the DPB is referred to as a reference picture.
  • Which reference region is used to predict the current unit in the inter prediction process may be indicated by using an index indicating a reference picture including the reference region, motion vector information, and the like.
  • the inter prediction may include forward direction prediction, backward direction prediction, and bi-prediction.
  • Forward prediction is prediction using one reference picture displayed (or output) before the current picture in time
  • one piece of motion information eg, a motion vector and a reference picture index
  • up to two reference regions may be used.
  • the two reference regions may exist in the same reference picture or may exist in different pictures, respectively. That is, up to two motion information (eg, a motion vector and a reference picture index) may be used in the bidirectional prediction scheme, and the two motion vectors may have the same reference picture index or may have different reference picture indexes. .
  • all of the reference pictures may be displayed (or output) before or after the current picture in time.
  • the motion information of the current unit may include motion vector information and a reference picture index.
  • the motion vector information may include a motion vector, a motion vector prediction (MVP) or a motion vector difference (MVD), and may also mean index information for specifying the motion vector prediction value.
  • MVP motion vector prediction
  • MVD motion vector difference
  • the motion vector difference value means a difference value between the motion vector and the motion vector prediction value.
  • the encoder finds the reference unit most similar to the current unit from the reference pictures in the inter prediction process (ie, motion estimation), and then provides the decoder with a motion vector and reference picture index for the reference unit.
  • the encoder / decoder may obtain the reference unit of the current unit using the motion vector and the reference picture index.
  • the reference unit exists in a reference picture having the reference picture index.
  • a pixel value or an interpolated value of a unit specified by the motion vector may be used as a predictor of the current unit. That is, using motion information, motion compensation is performed to predict an image of the current unit from a previously decoded picture.
  • a reference picture list may be configured of pictures used for inter prediction for the current picture.
  • two reference picture lists are required.
  • each of the two reference picture lists is referred to as reference picture list 0 (or L0) and reference picture list 1 (or L1).
  • reference picture list 0 or L0 reference picture
  • reference picture 1 or L1 reference picture
  • a method of obtaining a motion vector prediction value mvp using motion information of previously coded units and transmitting only a difference value mvd thereof may be used.
  • the decoder obtains a motion vector prediction value of the current unit using motion information of other decoded units, and obtains a motion vector value for the current unit using the transmitted difference value.
  • various motion vector candidate values may be obtained using motion information of previously coded units, and one of them may be obtained as a motion vector prediction value.
  • a block-based image compression method is generally used, and in particular, motion prediction is performed on a prediction block basis in inter prediction.
  • the prediction blocks of various sizes or shapes are supported to find the optimal prediction block for the current block, but there are still limitations. This is because the prediction error may be minimized when the motion vector has a pixel unit or a motion vector having various shapes.
  • transmitting a motion vector on a pixel-by-pixel basis or supporting an additional prediction block size or shape means that an additional information to be encoded increases, so it is difficult to expect performance improvement.
  • the present invention proposes a method of motion compensation in units of pixels without additional information or partitioning of a prediction block.
  • the motion compensation method of the pixel unit (or pixel unit) according to the present invention the prediction error is reduced and partitioned to a large size due to the motion compensation of the pixel unit, so that a split flag or the like is increased. Due to the reduction, an increase in coding efficiency can be expected.
  • the encoder performs motion estimation in block units (for example, PU units) described above, so that reference picture list 0, reference picture list 1, or bidirectional prediction (i.e., for the current block) is performed for the current block.
  • Optical flow refers to the movement pattern of an object, surface or edge in the field of view.
  • the difference between the images of a certain time and the previous time is sequentially extracted to obtain a pattern of the movement of an object. This makes it possible to obtain more information about the motion than simply the difference between the current frame and the previous frame.
  • Optical flow is a very important contribution to the visual cognitive function of a visual animal, helping to find the target of a moving object and helping to understand the structure of the surrounding environment.
  • the computer vision system may be used to interpret 3D images or to compress images. There are several ways to realize optical pros.
  • the following equation is derived through two assumptions that the pixel value does not change when the object moves for a short time and moves at a constant speed.
  • Equation 2 Equation 2
  • FIG. 5 illustrates a bidirectional prediction method of a picture having a steady motion as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the reference picture 0 (Ref0) is determined from the coordinates of the current processing block 511 in the current picture 310.
  • Reference picture 1 (Ref1) from an offset (i.e., the first motion vector) 521 to the coordinate of the position of the reference block A in 520 and the coordinates of the current processing block 511 in the current picture 501.
  • the offset (ie, the second motion vector) 531 up to the coordinate of the position of the reference block B in 530 may be expressed as a symmetric value. That is, the first motion vector 521 associated with the reference block A position and the second motion vector 531 associated with the reference block B position have the same size and opposite directions.
  • Equation 3 the difference between the pixel values at the reference block A position and the reference block B position is summarized as in Equation 3 below.
  • Equation 3 (i, j) represents the position of any pixel in the current processing block 511.
  • , Represents the partial derivatives on the x-axis (horizontal axis), y-axis (vertical axis), and t-axis (temporal axis), respectively,
  • Equation 3 The motion vectors Vx (i, j) and Vy (i, j) in unit of pixel can be found.
  • the window has locally steady motion in the window ⁇ about (i, j)
  • the window contains (2M + 1) ⁇ (2M + 1) in the window.
  • the position may be represented by (i ', j'). At this time, (i ', j') satisfies i-M ⁇ i ' ⁇ i + M, j-M ⁇ j' ⁇ j + M.
  • Gx represents the sum of the gradients of the x-axis
  • Gy represents the sum of the gradients of the y-axis
  • ⁇ P represents the gradient of the t-axis, that is, the sum of prediction pixel values.
  • Equation 3 If each term of Equation 3 is arranged using Equation 4 above, it may be expressed as Equation 5 below.
  • Equation 5 is partially divided into Vx and Vy, Equation 6 is obtained.
  • Equation 7 Vx and Vy of Equation 6 are summarized as in Equation 7, respectively.
  • the predictor may be calculated using Equation 8 below using Vx and Vy.
  • P [i, j] represents a predictor for each pixel [i, j] in the current block.
  • P ⁇ (0) [i, j] and P ⁇ (1) [i, j] represent respective pixel values belonging to the L0 reference block and the L1 reference block, respectively.
  • the motion vector and the reference value of each pixel unit can be obtained using the optical flow.
  • this motion vector is only applicable if true bidirectional prediction, i.e. if the Picture Order Count (POC) of the current picture is between the POCs of the reference picture, is the same in both directions without considering the distance between the current picture and the two reference pictures. It is assumed that it has Vx, Vy and needs improvement.
  • POC Picture Order Count
  • a motion compensation method of a pixel unit that can be applied regardless of whether the current picture is located between the POCs of the reference picture while considering the distance between the current picture and two reference pictures. Suggest. That is, a method for generating a prediction block for the current block is derived by deriving a motion vector in pixel units and deriving a predictor in pixel units based on the derived motion vector in pixel units.
  • a scaled motion vector is derived in consideration of the distance between the current picture and two reference pictures. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a motion compensation method in units of pixels according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates a case where the distance between the current picture (Cur Pic) 610 and the L0 reference picture (Ref0) 620 is different from the L1 reference picture (Ref1) 630.
  • the motion vectors 621 and 631 are scaled by the ratio of the distances between the pictures (that is, Tb and Td).
  • the distance between the pictures may be determined by the difference in the POC value of the picture.
  • Equation 9 This may be expressed as Equation 9 below.
  • Equation 10 the difference between pixel values at the reference block A position and the reference block B position is summarized as in Equation 10 below.
  • a predictor may be derived as shown in Equation 11 below by using the motion vectors Vx (i, j) and Vy (i, j) in the pixel unit in each pixel unit of the current block.
  • the current picture is a Generalized B picture (i.e., a picture to which Bi-directional prediction using two reference pictures is applied) and L0, L1 in the same direction in temporal relative to the current picture.
  • a reference picture exists.
  • one of the reference blocks in the L0 and L1 reference pictures is replaced with a reference block in the reference picture L1' in the opposite direction on a temporal basis. That is, one of the reference blocks in the L0 and L1 reference pictures is scaled to generate a reference block in the reference picture L1 'in the opposite direction on a temporal basis.
  • reference pictures for the L0 and L1 reference pictures may be used as reference pictures in the opposite direction. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a motion compensation method in units of pixels according to an embodiment of the present invention.
  • the current picture (Cur Pic) 710 is a B picture
  • the L0 reference picture (Ref0) 720 and the L1 reference picture (Ref1) 730 exist in the same direction on a temporal basis.
  • the L1 reference picture (Ref1) 730 is moved to the L1 'reference picture (Ref1') 740 such that the L0 reference picture 720 and the L1 reference picture 730 are located in different directions on a temporal basis.
  • the reference block B in the L1 reference picture 730 may be replaced with the reference block B 'in the L1' reference picture (Ref1 ') 740.
  • the motion vectors Vx (1) and Vy (1) of the L1 reference picture Ref1 730 with respect to the current processing block 711 are scaled in the opposite direction on a temporal basis. (Scaling) to derive the reference block B '.
  • This method is more effective when there is a reference picture L1 'reference picture (Ref1') 740 in which the distance from the current picture is closer in the direction opposite to the L0 reference picture (Ref0) 720 direction.
  • the reference block B ' may be derived by scaling the motion vector of the L1 reference picture in the opposite direction. have.
  • the reference picture (that is, the reference picture having a large POC difference) that is far from the current picture 710 is scaled. It is effective.
  • the predictor may be calculated using Equation 14 below.
  • the predictor may be calculated using Equation 16 below.
  • the L0 reference picture and the corresponding L1 reference picture are used in pixel units. It is possible to calculate the motion vector and the predicted value of. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method of compensating for motion in units of pixels according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates a case in which a current picture (Cur Pic) 810 is a B picture, and an L0 reference picture (Ref0) 820 and an L1 reference picture (Ref1) 830 exist in the same direction.
  • a current picture (Cur Pic) 810 is a B picture
  • an L0 reference picture (Ref0) 820 and an L1 reference picture (Ref1) 830 exist in the same direction.
  • the method according to the third embodiment cannot be used because there is no reference picture in another direction.
  • the motion vectors 821 and 831 are scaled by a ratio of distances between pictures (ie, Tb and Td). This may be expressed as Equation 17 below.
  • Equation 17 Denotes a motion vector 821 of the L0 reference picture 620 for the current processing block 821, Denotes a motion vector 831 of the L1 reference picture 830 for the current processing block 821.
  • the scale factor ⁇ is equal to Td / Tb.
  • Equation 18 the difference between pixel values at the reference block A position and the reference block B position is summarized as in Equation 18 below.
  • the predictor may be calculated using Equation 19 below.
  • the reference block (A) of the current block and the reference block (B ') of the reference block (A). Find a motion vector that minimizes the difference between pixel values by using.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a motion compensation method in units of pixels according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 illustrates a case in which a current picture (Cur Pic) 910 is a P picture and an L0 reference picture (Ref0) 920 exists.
  • a motion vector that minimizes the difference between the pixel value at the position of the reference block A of the L0 reference picture (Ref0) 920 and the pixel value at the position of the reference block B 'of the L0' reference picture (Ref0) 730. Find it.
  • the same scale factor ⁇ as in the fourth embodiment may be applied.
  • Equation 20 The difference between pixel values at the reference block A and the reference block B 'positions as illustrated in FIG. 9 may be summarized as in Equation 20 below.
  • the motion vectors Vx (i, j) and Vy (i, j) in unit of pixel can be found.
  • the predictor may be calculated using Equation 21 below.
  • pixel-by-pixel motion compensation may be performed on the current block by using any one of two reference blocks. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a method of compensating for motion in units of pixels according to an embodiment of the present invention.
  • a reference picture of a predefined direction can be selected.
  • a motion vector for minimizing pixel values of A and B ' is calculated, and a scale factor ⁇ can be applied as in the second embodiment according to the distance of the L1' reference picture (Ref1 ') 1040. .
  • Equation 22 The difference between the pixel values at the reference block A and the reference block B 'may be summarized as in Equation 22 below.
  • the predictor may be calculated using Equation 23 below.
  • FIG. 11 is a diagram more specifically illustrating an inter predictor according to an embodiment of the present invention.
  • the inter prediction unit 181 implements the functions, processes, and / or methods proposed in the first to fifth embodiments.
  • the inter prediction units 181 and 261 may include a block unit motion vector adjusting unit 1102, a pixel unit inter prediction processing unit 1103, a prediction value deriving unit 1104, and a block unit inter prediction processing unit 1105. Can be.
  • the pixel unit inter prediction determiner 1101 may be further included.
  • the block-based inter prediction processing unit 1105 is a configuration for processing an inter prediction method defined by an existing still image or video compression technique (for example, HEVC), and since it is a known technique, a detailed description thereof will be omitted.
  • an existing still image or video compression technique for example, HEVC
  • the block unit motion vector adjuster 1102 adjusts a motion vector (derived by the block unit inter prediction processor 1105) for the current block based on a distance ratio between the current picture and the first reference picture / second reference picture. .
  • the block unit motion vector adjuster 1102 derives a gradient Ix in the x-axis (horizontal) direction and a gradient Iy in the y-axis (vertical) direction based on the motion vector for the current block, and also interpolates the current block. Can be applied.
  • the distance between the current picture and the first reference picture / second reference picture may correspond to a difference between the POC of the current picture and the POC of the first reference picture / second reference picture.
  • the pixel-by-pixel inter prediction processor 1103 derives a pixel-by-pixel motion vector for each pixel in the current block based on the motion vector of the current block adjusted by the block-by-block motion vector adjuster 1102, and calculates a motion vector for each pixel. Based on this, a prediction value is derived for each pixel in the current block.
  • the prediction value deriving unit 1104 derives a predictor for the current block.
  • the prediction value derivation unit 1104 may use the prediction value for each pixel in the current block derived from the pixel unit inter prediction processing unit 1103 or the prediction value for the current block in the block unit inter prediction processing unit 1105 as a prediction value for the current block. Can be.
  • the prediction value derivation unit 1103 may be derived based on the first prediction value for the current block derived by the block unit inter prediction processing unit 1105 and the motion vector of the pixel unit derived from the pixel-by-pixel motion vector derivation unit 1103.
  • a prediction value for the current block may be generated by weighting the second prediction value.
  • the pixel inter prediction determiner 1101 determines whether to perform inter prediction (eg, optical flow) on a pixel basis.
  • the pixel-by-pixel inter prediction determiner 1101 may determine the inter-pixel by pixel with respect to the current block when a difference between two prediction values derived through inter prediction of the existing block by the current block is greater than a predetermined threshold. Predictions may not apply.
  • the prediction value for the current block may be derived from the block-based inter prediction processor 1105.
  • the pixel-by-pixel inter prediction determiner 1101 may determine a rate-distortion cost (RD cost) between a case where block inter prediction is applied to a current block and a pixel inter prediction. cost) to determine whether to apply inter prediction on a pixel-by-pixel basis.
  • RD cost rate-distortion cost
  • Information on whether to apply inter prediction on a pixel basis may be signaled to a decoder through a bitstream.
  • the pixel-by-pixel inter prediction determiner 1101 may determine whether to apply pixel-by-pixel inter prediction by receiving information on whether to apply pixel-based inter prediction from an encoder to a current block. have.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a method of processing an image based on inter prediction according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder / decoder refines a motion vector with respect to the current block based on a distance ratio between the current picture and the first reference picture / second reference picture (S1201).
  • the distance between the current picture and the first reference picture / second reference picture may correspond to a difference between the POC of the current picture and the POC of the first reference picture / second reference picture.
  • the encoder / decoder derives a motion vector of a pixel unit for each pixel in the current block based on the motion vector of the current block adjusted in step S1201 (S1202).
  • the encoder / decoder derives a predictor for the current block based on the motion vector of the pixel unit derived in step S1202 (S1203).
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a method of processing an image based on inter prediction according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder / decoder refines a motion vector with respect to the current block based on a distance ratio between the current picture and the first reference picture / second reference picture (S1101).
  • the distance between the current picture and the first reference picture / second reference picture may correspond to a difference between the POC of the current picture and the POC of the first reference picture / second reference picture.
  • step S1101 the first reference picture and the second reference picture may be determined using the method of Embodiments 1 to 5 described above.
  • the first reference picture and the second reference picture may be located in the same direction or different directions with respect to the current picture on a temporal basis.
  • any one of the reference blocks is generated. 2 may be replaced with a reference block of a reference picture.
  • the reference block of the second reference picture may be derived by scaling a motion vector of one of two reference pictures for the current picture in a different direction with respect to the current picture in time. If two reference pictures for the current picture are different pictures, a reference block of a reference picture having a large POC difference from the current picture among two reference pictures for the current picture may be replaced with a reference block of a second reference picture. have.
  • the reference picture of the current picture may be used as the first reference picture, and the reference picture of the first reference picture may be used as the second reference picture.
  • the first reference picture is a picture to which bidirectional inter prediction is applied
  • a reference picture having a small POC difference from the current picture among two reference pictures for the first reference picture may be used as the second reference picture.
  • the encoder / decoder derives a predictor for each pixel in the current block based on (or applying) pixel-by-pixel inter prediction for each pixel in the current block based on the motion vector of the current block adjusted in step S1101 (S1202). ).
  • the encoder / decoder derives a motion vector of each pixel in the current block based on the adjusted motion vector of the current block, and predicts each pixel in the current block based on the derived motion vector of the pixel.
  • Steps S1102 and S1103 may be performed using the method of Embodiments 1 to 5 described above.
  • predictor calculated in Examples 1 to 5 may be applied as follows. One of the following methods may be selected and used, or one or more methods may be selected and used in combination.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a method of processing an image based on inter prediction according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder / decoder determines whether the current slice (or picture) is a B slice (or picture) (S1301).
  • step S1301 If it is determined in step S1301 that the current slice (or picture) is a B slice (or picture), the encoder / decoder calculates (derives) gradients Ix and Iy using the motion vector for the current block derived from block-based inter prediction. (S1302).
  • the encoder / decoder interpolates the current block (S1303).
  • Steps S1302 and S1303 are repeatedly performed on the L0 reference picture and the L1 reference picture.
  • the encoder / decoder calculates a refinement of a motion vector for the current block (S1305).
  • the encoder / decoder may adjust the motion vector by scaling the motion vector for the current block derived from block-based inter prediction using the scheme described in Embodiments 2 to 5 above.
  • the encoder / decoder calculates a predictor for each pixel in the current block through inter prediction (eg, optical flow) for each pixel in the current block based on the adjusted motion vector ( S1306).
  • the encoder / decoder may calculate a predictor for each pixel in the current block by using the method described in Embodiments 2 to 5 above.
  • the encoder / decoder may use the prediction value for each pixel derived by inter prediction on a pixel basis as a prediction value for the current block.
  • step S1301 if it is determined in step S1301 that the current slice (or picture) is not a B slice (or picture), the encoder / decoder interpolates the current block (S1304).
  • Step S1304 is repeatedly performed for the L0 reference picture and the L1 reference picture.
  • the encoder / decoder calculates the prediction value for the current block through the method based on the existing block-based inter prediction (S1307).
  • the encoder / decoder may use the prediction value derived by block based inter prediction as a prediction value for the current block.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a method of processing an image based on inter prediction according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder / decoder interpolates the current block (S1401).
  • step S1401 the L0 reference picture and the L1 reference picture are repeatedly performed.
  • the encoder / decoder calculates a prediction value for the current block through the method based on the existing block-based inter prediction (S1402).
  • the encoder / decoder determines whether the current slice (or picture) is a B slice (or picture) (S1403).
  • step S1403 If it is determined in step S1403 that the current slice (or picture) is a B slice (or picture), the encoder / decoder calculates (derives) gradients Ix and Iy using the motion vector for the current block derived from block-based inter prediction. (S1404).
  • Step S1404 is repeatedly performed for the L0 reference picture and the L1 reference picture.
  • the encoder / decoder calculates a refinement of a motion vector for the current block (S1405).
  • the encoder / decoder may adjust the motion vector by scaling the motion vector for the current block derived from block-based inter prediction using the scheme described in Embodiments 2 to 5 above.
  • the encoder / decoder calculates a predictor for each pixel in the current block through inter prediction (eg, optical flow) for each pixel in the current block based on the adjusted motion vector ( S1406).
  • the encoder / decoder may calculate a predictor for each pixel in the current block by using the method described in Embodiments 2 to 5 above.
  • the encoder / decoder weights the first prediction value for the current block derived by block inter prediction in step S1402 and the second prediction value derived based on the motion vector in pixel units in step S1406 to the current block.
  • a prediction value is generated (S1407).
  • the encoder / decoder is derived based on the first predictor generated as an average value of P ⁇ (0) and P ⁇ (1) for the current block derived by block-by-block inter prediction and a motion vector of the pixel unit.
  • the weighted sum may be added to the second predicted value.
  • the weighting factor of the weighted sum may be determined differently in units of slices (or pictures) or blocks.
  • the weighting factor of the weighted sum is the difference in distance (i.e., POC difference) between the current picture and the first reference picture / second reference picture, and two generated by block based inter prediction.
  • the difference between the predicted values (ie, P ⁇ (0) and P ⁇ (1)) and the similarity between the motion vector of the first reference picture and the motion vector of the second reference picture may be determined.
  • the weighting factor of the weighted sum may be determined by the same rules in the encoder / decoder, but may be determined by the encoder and provided to the decoder.
  • the encoder / decoder uses the prediction value derived by block-based inter prediction as a prediction value for the current block.
  • 15 is a diagram illustrating a method of processing an image based on inter prediction according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder / decoder interpolates the current block (S1501).
  • Step S1501 is repeatedly performed for the L0 reference picture and the L1 reference picture.
  • the encoder / decoder calculates a prediction value for the current block through the method based on the existing block-based inter prediction (S1502).
  • the encoder / decoder is a Sum of Absolute Difference (SAD) of each reference block P ⁇ (0) and P ⁇ (1) for the current block derived by block-by-block inter prediction (i.e., SAD (P ⁇ ( It is determined whether 0) -P ⁇ (1))) is greater than a predetermined threshold (S1503).
  • SAD Sum of Absolute Difference
  • step S1503 If it is determined in step S1503 that the difference between each reference block P ⁇ (0) and P ⁇ (1) for the current block is smaller than a predetermined threshold, the encoder / decoder indicates that the current slice (or picture) is a B slice (or Picture) (S1504).
  • step S1504 If it is determined in step S1504 that the current slice (or picture) is a B slice (or picture), the encoder / decoder calculates (derives) gradients Ix and Iy using the motion vector for the current block derived from block-based inter prediction. (S1505).
  • Step S1505 is repeatedly performed for the L0 reference picture and the L1 reference picture.
  • the encoder / decoder calculates a refinement of a motion vector for the current block (S1506).
  • the encoder / decoder may adjust the motion vector by scaling the motion vector for the current block derived from block-based inter prediction using the scheme described in Embodiments 2 to 5 above.
  • the encoder / decoder calculates a predictor for each pixel in the current block through inter prediction (eg, optical flow) for each pixel in the current block based on the adjusted motion vector ( S1507).
  • the encoder / decoder may calculate a predictor for each pixel in the current block by using the method described in Embodiments 2 to 5 above.
  • the encoder / decoder uses the prediction value derived by block based inter prediction as the prediction value for the current block.
  • 16 is a diagram illustrating a method of processing an image based on inter prediction according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder interpolates the current block (S1601).
  • step S1601 the L0 reference picture and the L1 reference picture are repeatedly performed.
  • the encoder calculates a prediction value for the current block through the method based on the existing block-based inter prediction (S1602).
  • the encoder determines whether the current slice (or picture) is a B slice (or picture) (S1603).
  • step S1603 If it is determined in step S1603 that the current slice (or picture) is a B slice (or picture), the encoder calculates (derives) gradients Ix and Iy using a motion vector for the current block derived from block-based inter prediction ( S1604).
  • Step S1604 is repeatedly performed for the L0 reference picture and the L1 reference picture.
  • the encoder calculates a refinement of a motion vector for the current block (S1605).
  • the encoder can adjust the motion vector by scaling the motion vector for the current block derived from block-based inter prediction using the scheme described in Embodiments 2 to 5 above.
  • the encoder calculates a predictor for each pixel in the current block through inter prediction (eg, optical flow) for each pixel in the current block based on the adjusted motion vector (S1606). .
  • the encoder may calculate a predictor for each pixel in the current block by using the method described in Embodiments 2 to 5 above.
  • Rate-distortion cost between applying inter prediction in block units (e.g., CU or PU) to the current block and applying inter-pixel prediction (e.g., optical flow).
  • cost: Rate-Distortion cost is calculated to determine whether to apply inter prediction on a pixel-by-pixel basis (S1607).
  • the encoder may signal information about whether to apply inter prediction on a pixel basis to the decoder through a bitstream.
  • the pixel value may be represented by I (x, y, v) and may be applied to the methods of the first to fifth embodiments.
  • 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

본 발명에서는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 인터 예측(inter prediction)을 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서, 현재 픽쳐의 POC(Picture Order Count)와 제1 참조 픽쳐의 POC 간의 차이와 상기 현재 픽쳐의 POC와 제2 참조 픽쳐의 POC 간의 차이의 비를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터(motion vector)를 조정하는 단계 및 상기 조정된 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 인터 예측을 적용하여 상기 현재 블록 내 각 화소 별 예측값(predictor)을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 정지 영상 또는 동영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 인터 예측 모드(inter prediction mode) 기반으로 정지 영상 또는 동영상을 인코딩/디코딩하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
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.
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.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다. 기존의 정지 영상 또는 동영상의 압축 기술에서는 화면간 예측 시 움직임 예측(motion prediction)은 예측 블록 단위로 수행된다. 현재 블록을 위한 최적의 예측블록을 찾기 위해 다양한 크기나 모양의 예측 블록을 지원하더라도 예측 정확도가 떨어지는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 인터 예측 시 화소 단위로 움직임 보상(motion compensation)을 수행하여 영상을 처리하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 본 발명은 화면간 예측의 움직임 보상 시 옵티컬 플로우(Optical flow) 유도 방법을 적용하여 화소 단위로 참조 블록을 개선하는 방법을 제안한다.
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.
기존의 정지 영상 또는 동영상의 압축 기술에서는 화면간 예측 시 움직임 예측(motion prediction)은 예측 블록 단위로 수행된다. 현재 블록을 위한 최적의 예측블록을 찾기 위해 다양한 크기나 모양의 예측 블록을 지원하더라도 예측 정확도가 떨어지는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 인터 예측 시 화소 단위로 움직임 보상(motion compensation)을 수행하여 영상을 처리하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 본 발명은 화면간 예측의 움직임 보상 시 옵티컬 플로우(Optical flow) 유도 방법을 적용하여 화소 단위로 참조 블록을 개선하는 방법을 제안한다.
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.
본 발명의 일 양상은, 인터 예측(inter prediction)을 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서, 현재 픽쳐의 POC(Picture Order Count)와 제1 참조 픽쳐의 POC 간의 차이와 상기 현재 픽쳐의 POC와 제2 참조 픽쳐의 POC 간의 차이의 비를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터(motion vector)를 조정하는 단계 및 상기 조정된 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 인터 예측을 적용하여 상기 현재 블록 내 각 화소 별 예측값(predictor)을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양상은, 인터 예측(inter prediction)을 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서, 현재 픽쳐의 POC(Picture Order Count)와 제1 참조 픽쳐의 POC 간의 차이와 상기 현재 픽쳐의 POC와 제2 참조 픽쳐의 POC 간의 차이의 비를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터(motion vector)를 조정하는 블록 단위 움직임 벡터 조정부 및 상기 조정된 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 인터 예측을 적용하여 상기 현재 블록 내 각 화소 별 예측값(predictor)을 도출하는 화소 단위 인터 예측 처리부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 참조 픽쳐 및 상기 제2 참조 픽쳐는 시간(temporal) 상으로 상기 현재 픽쳐를 기준으로 동일한 방향 또는 서로 다른 방향에 위치할 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 픽쳐가 양방향 인터 예측이 적용되는 픽쳐이고, 상기 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐가 시간(temporal) 상으로 상기 현재 픽쳐를 기준으로 동일한 방향에 존재하는 경우, 상기 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐 중 어느 하나의 참조 블록은 상기 제2 참조 픽쳐의 참조 블록으로 대체될 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐 중 어느 하나의 움직임 벡터를 시간 상으로 상기 현재 픽쳐를 기준으로 다른 방향으로 스케일링함으로써 상기 제2 참조 픽쳐의 참조 블록이 도출될 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐가 서로 다른 픽쳐인 경우, 상기 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐 중 상기 현재 픽쳐와 POC 차이가 큰 참조 픽쳐의 참조 블록이 상기 제2 참조 픽쳐의 참조 블록으로 대체될 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 픽쳐가 단방향 인터 예측이 적용되는 픽쳐인 경우, 상기 현재 픽쳐의 참조 픽쳐가 상기 제1 참조 픽쳐로서 이용되고, 상기 제1 참조 픽쳐의 참조 픽쳐가 상기 제2 참조 픽쳐로서 이용될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 참조 픽쳐가 양방향 인터 예측이 적용되는 픽쳐인 경우, 상기 제1 참조 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐 중 상기 현재 픽쳐와 POC 차이가 작은 참조 픽쳐가 상기 제2 참조 픽쳐로서 이용될 수 있다.
바람직하게, 상기 각 화소 별 예측값과 상기 현재 블록에 대한 블록 기반의 인터 예측에 의해 생성된 예측값을 가중 합(weighted sum)하여 상기 현재 블록에 대한 예측값을 생성할 수 있다.
바람직하게, 상기 가중 합(weighted sum)의 가중 인자(weighting factor)는 상기 현재 픽쳐와 제1 참조 픽쳐/제2 참조 픽쳐와의 POC 차이, 상기 블록 기반의 인터 예측에 의해 생성된 2개의 예측값의 차분값 및 상기 제1 참조 픽쳐의 움직임 벡터와 상기 제2 참조 픽쳐의 움직임 벡터의 유사성 중 하나 이상의 고려하여 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록에 대하여 상기 화소 단위의 인터 예측의 적용 여부를 결정할 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록에 대한 상기 블록 기반의 인터 예측 방법에 의해 생성된 2개의 예측값의 차이가 임계치를 초과하는 경우, 상기 현재 블록에 대하여 상기 화소 단위의 인터 예측이 적용되지 않을 수 있다.
바람직하게, 인코더로부터 제공된 정보에 따라 상기 현재 블록에 대하여 상기 화소 단위의 인터 예측의 적용 여부가 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 화소 단위의 인터 예측은 옵티컬 플로우(optical flow)일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 화소 단위의 움직임 보상으로 인해 예측 오차를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 블록 기반의 인터 예측에 비하여 추가되는 부가 정보나 추가적인 예측 블록의 분할(partitioning)을 필요로 하지 않는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 예측 블록이 상대적으로 큰 사이즈로 분할(partitioning)되는 경우가 늘어나므로 분할 플래그(split flag) 등의 감소로 인해 코딩 효율의 증가될 수 있다.
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.
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.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 고정적인 움직임(steady motion)을 가지는 픽쳐의 양방향 예측 방법을 예시한다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 단위로 움직임 보상하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측부를 보다 구체적으로 예시하는 도면이다.
도 12 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측을 기반으로 영상을 처리하는 방법을 예시하는 도면이다.
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.
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.
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.
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, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
이하 본 명세서에서 '처리 유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 처리 과정이 수행되는 단위를 의미한다. 이하, 설명의 편의를 위해 처리 유닛은 '처리 블록' 또는 '블록'으로 지칭될 수도 있다.
처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)에 해당될 수 있다.
또한, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위 또는 색차(chroma) 성분에 대한 단위로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 코딩 블록(CB: Coding Block), 예측 블록(PU: Prediction Block) 또는 변환 블록(TB: Transform Block)에 해당될 수 있다. 또는, 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB), 코딩 블록(CB), 예측 블록(PU) 또는 변환 블록(TB)에 해당될 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수도 있다.
또한, 처리 유닛은 반드시 정사각형의 블록으로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태로 구성될 수도 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 감산기(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 예측부(180) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(180)는 인터 예측부(181), 인트라 예측부(182)을 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상 신호(Input video signal)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할한다.
감산기(115)는 입력 영상 신호에서 예측부(180)로부터(즉, 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)를 감산하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 생성한다. 생성된 차분 신호(또는 차분 블록)는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 차분 신호(또는 차분 블록)에 변환 기법(예를 들어, DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), KLT(Karhunen-Loeve transform) 등)을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 이때, 변환부(120)는 차분 블록에 적용된 예측 모드와 차분 블록의 크기에 따라서 결정된 변환 기법을 이용하여 변환을 수행함으로써 변환 계수들을 생성할 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트 스트림으로 출력한다.
한편, 양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 차분 신호를 복원할 수 있다. 복원된 차분 신호를 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.
한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(181)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질 뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(181)에서의 참조 픽쳐으로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예측부(181)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다.
특히, 본 발명에 따른 인터 예측부(181)는 화소 단위의 인터 예측을 수행하기 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.
따라서, 인터 예측부(181)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브-픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브-픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.
보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(181)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 예측 블록(prediction block)으로 사용하여 예측을 수행할 수 있다.
인트라 예측부(182)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측한다. 인트라 예측부(182)는, 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
인터 예측부(181) 또는 상기 인트라 예측부(182)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)는 복원 신호(또는 복원 블록)를 생성하기 위해 이용되거나 차분 신호(또는 차분 블록)를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산기(235), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 예측부(260)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(260)는 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호(즉, 비트 스트림)을 수신하고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩된다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 역변환 기법을 적용하여 변환 계수를 역변환하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 획득하게 된다.
가산기(235)는 획득된 차분 신호(또는 차분 블록)를 예측부(260)(즉, 인터 예측부(261) 또는 인트라 예측부(262))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)가 생성된다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(261)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(181) 및 인트라 예측부(182)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)에도 동일하게 적용될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 인터 예측부(261)는 화소 단위의 인터 예측을 수행하기 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
일반적으로 정지 영상 또는 동영상 압축 기술(예를 들어, HEVC)에서는 블록 기반의 영상 압축 방법을 이용한다. 블록 기반의 영상 압축 방법은 영상을 특정 블록 단위로 나누어서 처리하는 방법으로서, 메모리 사용과 연산량을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할한다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.
HEVC에서 CTU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16 중 어느 하나로 정해질 수 있다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CTB를 포함한다.
하나의 CTU은 쿼드-트리(Quad-tree) 구조로 분할될 수 있다. 즉, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 절반의 수평 크기(half horizontal size) 및 절반의 수직 크기(half vertical size)를 가지는 4개의 유닛으로 분할되어 코딩 유닛(CU: Coding Unit)이 생성될 수 있다. 이러한 쿼드-트리 구조의 분할은 재귀적으로 수행될 수 있다. 즉, CU은 하나의 CTU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미한다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함한다. HEVC에서 CU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16, 8×8 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련된다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 CU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당한다.
CTU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다.
또한, 트리 구조를 갖는 CU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
LCU가 쿼드 트리 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.
하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 CU 플래그(split_cu_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 처리 과정이 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. HEVC는 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할한다.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. 다만, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 인트라 예측과 인터 예측이 혼합되어 사용되지 않으며, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 동일한 예측 방법(즉, 인트라 예측 혹은 인터 예측)으로 코딩된다.
PU는 쿼드-트리 구조로 분할되지 않으며, 하나의 CU에서 미리 정해진 형태로 한번 분할된다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할된다.
도 4(a)는 인트라 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시하고, 도 4(b)는 인터 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시한다.
도 4(a)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2N×2N 또는 N×N)으로 분할될 수 있다.
여기서, 2N×2N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU 내에 하나의 PU만이 존재하는 것을 의미한다.
반면, N×N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU는 4개의 PU로 분할되고, 각 PU 단위 별로 서로 다른 예측 블록이 생성된다. 다만, 이러한 PU의 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2N×2N, N×N, 2N×N, N×2N, nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD)으로 분할될 수 있다.
인트라 예측과 유사하게, N×N 형태의 PU 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
인터 예측에서는 가로 방향으로 분할되는 2N×N 형태 및 세로 방향으로 분할되는 N×2N 형태의 PU 분할을 지원한다.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD 형태의 PU 분할을 지원한다. 여기서, 'n'은 2N의 1/4 값을 의미한다. 다만, AMP는 PU가 속한 CU가 최소 크기의 CU인 경우 사용될 수 없다.
하나의 CTU 내의 입력 영상을 효율적으로 부호화하기 위해 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU), 변환 유닛(TU)의 최적의 분할 구조는 아래와 같은 수행 과정을 거쳐 최소 율-왜곡(Rate-Distortion) 값을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 64×64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64×64 크기의 CU에서 8×8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
1) 64×64 크기의 CU에 대해 인터/인트라 예측, 변환/양자화, 역양자화/역변환 및 엔트로피 인코딩 수행을 통해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
2) 64×64 CU를 32×32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32×32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
3) 32×32 CU를 16×16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16×16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
4) 16×16 CU를 8×8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8×8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16×16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8×8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16×16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16×16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32×32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16×16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32×32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32×32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64×64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32×32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64×64 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다.
인트라 예측 모드에서, PU 단위로 예측 모드가 선택되고, 선택된 예측 모드에 대해 실제 TU 단위로 예측과 재구성이 수행된다.
TU는 실제 예측과 재구성이 수행되는 기본 단위를 의미한다. TU는 휘도(luma) 성분에 대한 변환 블록(TB: Transform Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 TB를 포함한다.
앞서 도 3의 예시에서 하나의 CTU가 쿼드-트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
TU는 쿼드-트리 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서는 TU의 크기는 32×32, 16×16, 8×8, 4×4 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 TU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CU은 TU에 해당한다.
CU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 TU(a), TU(b), TU(j)는 CU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 TU(c), TU(h), TU(i)는 CU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 TU(d), TU(e), TU(f), TU(g)는 CU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
트리 구조를 갖는 TU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 TU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 TU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, TU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 TU 플래그(split_transform_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
화소 단위 인터 예측을 통해 영상을 처리하는 방법
디코딩이 수행되는 현재 유닛(또는 현재 블록)을 복원하기 위해서 현재 유닛이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다. 복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 화면내 예측만을 수행하는 픽쳐(슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 예측 픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(슬라이스), 최대 두 개의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(슬라이스)라고 지칭할 수 있다.
인트라 예측부에서는 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들로부터 대상 유닛의 픽셀값을 예측하는 화면내 예측(Intra prediction)을 수행한다. 예를 들어, 현재 유닛을 중심으로, 상단, 좌측, 좌측 상단 및/또는 우측 상단에 위치한 유닛들의 부호화된 픽셀로부터 현재 유닛의 픽셀값을 예측할 수 있다.
인트라 모드는 픽셀값 예측에 사용되는 참조 픽셀들이 위치한 참조 영역의 방향 및 예측 방식에 따라 크게 수직(Vertical), 수평(Horizontal), DC, 방향성(Angular) 모드 등으로 나눌 수 있다. 수직 모드는 대상 유닛의 수직으로 인접한 영역의 픽셀 값을 참조하여 현재 유닛의 예측값으로, 수평 모드는 수평으로 인접한 영역의 픽셀 값을 참조하여 예측값으로 이용한다. DC 모드에서는 참조 영역들의 픽셀들의 평균값을 예측값으로 이용하게 된다. 한편, Angular 모드는 참조 영역이 임의의 방향에 위치한 경우로, 현재 픽셀과 참조 픽셀 간의 각도로 해당 방향을 나타낼 수 있다. 편의를 위하여, 기 정해진 각도 및 예측 모드 번호를 사용할 수 있고, 사용되는 각도의 수는 대상 유닛의 크기에 따라서 달라질 수 있다.
이렇게 다양한 예측 방법들에 대하여 몇 가지 특정 모드들을 정의하여 이용할 수 있다. 예측 모드는 그 모드를 나타내는 값 자체로 전송될 수도 있으나, 전송 효율을 높이기 위하여, 현재 유닛의 예측 모드 값을 예측하는 방법을 이용할 수 있다. 이때 디코더에서는 예측 모드에 대한 예측값이 그대로 사용되는지, 실제 값과의 차이가 얼마인지를 이용한 정보로 현재 유닛의 예측 모드를 획득할 수 있다.
한편, 인터 예측부에서는 현재 픽쳐가 아닌 복원된 다른 픽쳐들의 정보를 이용하여 대상 유닛의 픽셀값을 예측하는 화면 간 예측(Inter prediction)을 수행한다. 이때, DPB에 저장된 복원된 픽쳐 중 인터 예측에 이용되는 복원된 픽쳐를 참조 픽쳐(reference picture)라고 한다. 화면간 예측 과정에서 현재 유닛을 예측하는데 어떤 참조 영역을 이용하는지는, 해당 참조 영역이 포함된 참조 픽쳐를 나타내는 인덱스 및 움직임 벡터(motion vector) 정보 등을 이용하여 나타낼 수 있다.
화면간 예측에는 순방향 예측(forward direction prediction), 역방향 예측(backward direction prediction) 및 양방향 예측(Bi-prediction)이 있을 수 있다. 순방향 예측은 시간적으로 현재 픽쳐 이전에 표시(또는 출력)되는 1개의 참조 픽쳐를 이용한 예측이고, 역방향 예측은 시간적으로 현재 픽쳐 이후에 표시(또는 출력)되는 1개의 참조 픽쳐를 이용한 예측을 의미한다. 이를 위해서는 1개의 움직임 정보 (예를 들어, 움직임 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스)가 필요할 수 있다. 양방향 예측 방식에서는 최대 2개의 참조 영역을 이용할 수 있는데, 이 2개의 참조 영역은 동일한 참조 픽쳐에 존재할 수도 있고, 서로 다른 픽쳐에 각각 존재할 수도 있다. 즉, 양방향 예측 방식에서는 최대 2개의 움직임 정보(예를 들어 움직임 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스)가 이용될 수 있는데, 2개의 움직임 벡터가 동일한 참조 픽쳐 인덱스를 가질 수도 있고 서로 다른 참조 픽쳐 인덱스를 가질 수도 있다. 이때, 참조 픽쳐들은 시간적으로 현재 픽쳐 이전에 모두 표시(또는 출력)되거나 이후에 모두 표시(또는 출력)될 수 있다.
현재 유닛의 움직임 정보(motion information)는 움직임 벡터 정보(motion vector information)와 참조 픽쳐 인덱스(reference picture index)를 포함할 수 있다. 상기 움직임 벡터 정보는 움직임 벡터, 움직임 벡터 예측값(MVP: motion vector prediction) 또는 움직임 벡터 차분값(MVD: motion vector difference)을 포함할 수 있고, 상기 움직임 벡터 예측값을 특정하는 인덱스 정보를 의미할 수도 있다. 움직임 벡터 차분값은 상기 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측값 간의 차분값을 의미한다.
인코더는 인터 예측 과정에서 현재 유닛과 가장 유사한 참조 유닛을 참조 픽쳐들로부터 찾는 후(즉, 움직임 추정(Motion Estimation)), 참조 유닛에 대한 움직임 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스를 디코더에게 제공한다. 인코더/디코더는 움직임 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스를 이용하여 현재 유닛의 참조 유닛을 획득할 수 있다. 상기 참조 유닛은 상기 참조 픽쳐 인덱스를 가진 참조 픽쳐 내에 존재한다. 또한, 상기 움직임 벡터에 의해서 특정된 유닛의 픽셀값 또는 보간(interpolation)된 값이 상기 현재 유닛의 예측값(predictor)으로 이용될 수 있다. 즉, 움직임 정보를 이용하여, 이전에 디코딩된 픽쳐로부터 현재 유닛의 영상을 예측하는 움직임 보상(motion compensation)이 수행된다.
한편, 현재 픽쳐에 대하여, 화면 간 예측을 위하여 사용되는 픽쳐들로 참조 픽쳐 리스트를 구성할 수 있다. B 픽쳐의 경우에는 두 개의 참조 픽쳐 리스트를 필요로 한다. 이하, 설명의 편의를 위해 두개의 참조 픽쳐 리스트 각각을 참조 픽쳐 리스트 0(또는 L0), 참조 픽쳐 리스트 1(또는 L1)으로 지칭한다. 또한, 참조 픽쳐 리스트 0에 속한 참조 픽쳐를 참조 픽쳐 0(또는 L0 참조 픽쳐)로 지칭하고, 참조 픽쳐 리스트 1에 속한 참조 픽쳐를 참조 픽쳐 1(또는 L1 참조 픽쳐)로 지칭한다. 이러한 참조 픽쳐는
움직임 벡터와 관련한 전송량을 줄이기 위하여, 이전에 코딩된 유닛들의 움직임 정보를 이용하여 움직임 벡터 예측값(mvp)을 획득하고, 이에 대한 차분값(mvd)만을 전송하는 방법을 이용할 수 있다. 디코더에서는 디코딩된 다른 유닛들의 움직임 정보들을 이용하여 현재 유닛의 움직임 벡터 예측값을 구하고, 전송된 차분값을 이용하여 현재 유닛에 대한 움직임 벡터값을 획득하게 된다. 움직임 벡터 예측값을 획득함에 있어서는, 이미 코딩된 유닛들의 움직임 정보을 이용하여 다양한 움직임 벡터 후보 값들을 획득하고 그 중 하나를 움직임 벡터 예측값으로 획득할 수 있다.
위와 같이 일반적으로 정지 영상 또는 동영상 압축 기술(예를 들어, HEVC)에서는 블록 기반의 영상 압축 방법을 이용하며, 특히 화면간 예측 시 움직임 예측(motion prediction)은 예측 블록 단위로 수행된다. 현재 블록을 위한 최적의 예측블록을 찾기 위해 다양한 크기나 모양의 예측블록을 지원하지만 여전히 한계가 남아있다. 화소 단위로 움직임 벡터를 갖거나 다양한 모양의 움직임 벡터를 가질 때 예측 오차가 최소가 되는 경우가 있기 때문이다.
그러나 화소 단위로 움직임 벡터를 전송하거나 추가적인 예측 블록의 크기나 모양을 지원하는 것은 부호화할 부가 정보가 늘어나는 것을 의미하므로 성능 개선을 기대하기 어렵다.
이에 따라, 본 발명에서는 부가 정보나 예측 블록의 분할(partitioning) 없이 화소 단위로 움직임 보상하는 방법을 제안한다. 본 발명에 따른 화소 단위(또는 픽셀 단위)의 움직임 보상 방법을 적용함으로써, 화소 단위의 움직임 보상으로 인해 예측 오차가 줄어들고 큰 사이즈로 분할(partitioning)되는 경우가 늘어나므로 분할 플래그(split flag) 등의 감소로 인해 코딩 효율의 증가를 기대할 수 있다.
이하, 본 발명의 설명에 있어서, 인코더에서는 앞서 설명한 블록 단위(예를 들어, PU 단위)로 움직임 추정(motion estimation)을 수행함으로써 현재 블록를 위해 참조 픽쳐 리스트 0, 참조 픽쳐 리스트 1 또는 양방향 예측(즉, 참조 픽쳐 리스트 0 및 1)이 이용되는지 지시하는 인터 예측 인덱스, 참조 픽쳐 리스트, 움직임 벡터 정보(예를 들어, 움직임 벡터, 움직임 벡터 예측값 또는 움직임 벡터 차분값 등)을 결정하고, 이러한 정보를 디코더로 제공하였다고 가정한다.
실시예 1
옵티컬 플로우(Optical flow)는 시야에서 물체(object)나 어떤 표면(surface), 모서리(edge) 등의 운동 패턴을 말한다. 즉, 어떤 특정한 시간(time)과 그 이전 시간의 이미지들 사이의 차이를 순차적으로 추출하여 물체 등의 움직임에 대한 패턴을 얻게 되는 것이다. 이는 단순히 현 프레임과 이전 프레임 만의 차이를 얻는 경우에 비하여 더욱 많은 움직임에 대한 정보를 얻게 하여준다. 옵티컬 플로우는 시각을 가진 동물의 시각적 인지기능에 있어서 어떤 움직이는 물체의 목표점을 찾을 수 있게 해주며 주변 환경의 구조를 이해하는 데에 도움을 주는 등 매우 중요한 기여도를 가진다. 기술적으로는 컴퓨터 비젼 시스템에서 3차원 영상을 해석한다거나 화상 압축 등에 활용될 수도 있다. 옵티컬 프로우를 실현하는 방법은 여러 가지가 제시되어 있다.
옵티컬 플로우를 적용한 기존 움직임 보상 방법에 따르면, 물체가 짧은 시간 움직일 때 그 화소값은 변하지 않고 일정 속도로 움직인다는 두 가지 가정을 통해 다음의 식을 유도한다.
구체적인 유도 과정은 다음과 같다.
첫째, 물체가 짧은 시간 동안 움직일 때 그 화소 값은 변하지 않는다고 가정한다. 시간 t에서 (x, y) 좌표의 화소값을 I(x, y, t)라고 가정하고, δt 시간 동안 δx(=Vx), δy(=Vy)로 움직였을 때의 화소값을 I(x + δx, y + δy, t + δt)로 가정한다. 위 가정에 의해 아래의 수학식 1이 성립한다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000001
수학식 1의 오른쪽 항을 테일러 급수(taylor series) 전개하면 아래 수학식 2와 같이 나열할 수 있다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000002
둘째, 물체가 짧은 시간 동안 일정 속도로 움직인다고 가정한다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 고정적인 움직임(steady motion)을 가지는 픽쳐의 양방향 예측 방법을 예시한다.
도 5를 참조하면, 현재 픽쳐(Cur Pic: current picture)(510)를 중심으로 양방향의 참조 픽쳐(Ref: referece picture)(520, 530)가 존재하는 경우를 예시한다.
이때, 상술한 바와 같이, 대상(object)이 고정적인 움직임(steady motion)을 가진다는 가정에 의해, 현재 픽쳐(Cur Pic)(310) 내 현재 처리 블록(511)의 좌표로부터 참조 픽쳐 0(Ref0)(520) 내 참조 블록 A 위치의 좌표까지의 오프셋(즉, 제1 움직임 벡터)(521)와 현재 픽쳐(Cur Pic)(501) 내 현재 처리 블록(511)의 좌표로부터 참조 픽쳐 1(Ref1)(530) 내 참조 블록 B 위치의 좌표까지의 오프셋(즉, 제2 움직임 벡터)(531)는 대칭 값으로 표현될 수 있다. 즉, 참조 블록 A 위치와 관련된 제1 움직임 벡터(521)와 참조 블록 B 위치와 관련된 제2 움직임 벡터(531)는 크기가 동일하고, 방향은 반대로 표현될 수 있다.
앞서 설명한 두 가지의 가정에 의해 참조 블록 A 위치와 참조 블록 B 위치에서의 화소 값의 차이는 아래 수학식 3과 같이 정리된다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000003
수학식 3에서 (i, j)는 현재 처리 블록(511) 내 임의의 화소의 위치를 나타낸다.
그리고,
Figure PCTKR2015013207-appb-I000001
,
Figure PCTKR2015013207-appb-I000002
,
Figure PCTKR2015013207-appb-I000003
는 각각 x 축(수평(horizontal) 축), y 축(세로(vertical) 축), t 축(시간(temporal) 축)에서의 편미분을 나타내므로, (i, j) 위치에서 x 축, y 축의 그래디언트(gradient)를 각각
Figure PCTKR2015013207-appb-I000004
,
Figure PCTKR2015013207-appb-I000005
(k = 0, 1)로 나타낼 수 있다. 그리고, t축에서의 그래디언트(gradient), 즉, 예측 화소값을
Figure PCTKR2015013207-appb-I000006
(k = 0, 1)로 나타낼 수 있다.
앞서 물체가 짧은 시간 동안 움직일 때 그 화소 값은 변하지 않는다고 가정하였으므로, 수학식 3에 의해
Figure PCTKR2015013207-appb-I000007
를 최소화하는 화소 단위의 움직임 벡터 Vx(i, j), Vy(i, j)를 찾을 수 있다.
결국, A 참조 블록의 픽셀 값과 B 참조 블록의 픽셀 값이 동일한 값(또는 차이가 최소인 값)을 가지는 움직임 벡터를 찾는 것이 목적이나, 픽셀 간의 오차가 클 수 있으므로, 일정 윈도우 사이즈 내에서 화소 값들의 차이가 최소인 움직임 벡터를 찾을 수 있다. 따라서, (i, j)를 중심으로 윈도우(window) Ω 내에서 지역적 고정적인 움직임(locally steady motion)을 가진다고 가정하면, 윈도우가 (2M+1) × (2M+1)을 포함할 때 윈도우 내 위치는 (i', j')로 나타낼 수 있다. 이때, (i', j')는 i - M ≤ i' ≤ i + M, j - M ≤ j' ≤ j + M 를 만족한다.
따라서,
Figure PCTKR2015013207-appb-I000008
을 최소화하는 움직임 벡터를 찾는다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000004
Gx는 x 축의 그래디언트(gradient)의 합을 나타내고, Gy는 y 축의 그래디언트(gradient)의 합을 나타내며, δP는 t 축의 그래디언트(gradient), 즉 예측 화소값의 합을 나타낸다.
수학식 3의 각 항을 위의 수학식 4를 이용하여 정리하면, 아래 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000005
수학식 5를 Vx, Vy로 편미분하여 정리하면 각각 수학식 6과 같다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000006
Figure PCTKR2015013207-appb-I000009
, s2=s4=
Figure PCTKR2015013207-appb-I000010
, s3=
Figure PCTKR2015013207-appb-I000011
, s5=
Figure PCTKR2015013207-appb-I000012
, s6=
Figure PCTKR2015013207-appb-I000013
라고 하면, 수학식 6의 Vx, Vy는 각각 수학식 7과 같은 식으로 정리된다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000007
따라서, Vx, Vy를 이용하여 예측값(Predictor)를 아래 수학식 8과 같이 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000008
수학식 8에서 P[i, j]는 현재 블록 내 각 화소 [i, j]에 대한 예측값(predictor)를 나타낸다. P^(0)[i, j] 및 P^(1)[i, j]는 각각 L0 참조 블록 및 L1 참조 블록에 속한 각 화소 값을 나타낸다.
위와 같은 방법으로 옵티컬 플로우를 이용하여 각 화소 단위의 움직임 벡터 및 참조 값을 구할 수 있다.
그러나 이 움직임 벡터는 진정한 양방향 예측, 즉 현재 픽쳐의 POC(Picture Order Count)가 참조 픽쳐의 POC 사이에 있는 경우에만 적용할 수 있으며, 현재 픽쳐와 두 참조 픽쳐 사이의 거리를 고려하지 않고 양방향으로 동일한 Vx, Vy를 갖는다고 가정하고 있어 개선이 필요하다.
이에 따라, 이하 본 발명에서는 현재 픽쳐와 두 참조 픽쳐 사이의 거리를 고려하면서, 현재 픽쳐가 POC가 참조 픽쳐의 POC 사이에 위치하는지와 무관하게 적용될 수 있는 화소 단위의 움직임 보상(motion compensation) 방법을 제안한다. 즉, 화소 단위의 움직임 벡터를 도출하고, 도출된 화소 단위의 움직임 벡터를 기반으로 화소 단위로 예측값(predictor)를 도출함으로써, 결국 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하기 위한 방법을 제안한다.
실시예 2
본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재 픽쳐와 두 참조 픽쳐 사이의 거리를 고려하여 스케일(Scale)된 움직임 벡터를 유도한다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 단위로 움직임 보상하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 6에서는 현재 픽쳐(Cur Pic)(610)와 L0 참조 픽쳐 (Ref0)(620)과의 L1 참조 픽쳐(Ref1)(630)과의 거리가 다른 경우를 예시한다.
현재 픽쳐(610)와 L0 참조 픽쳐(620)와의 거리 즉, 가까운 거리를 Tb, 현재 픽쳐(610)와 L1 참조 픽쳐(630)와의 거리, 즉 먼 거리를 Td라고 할 때, 구하고자 하는 화소단위의 움직임 벡터(621, 631)는 픽쳐 간의 거리(즉, Tb 및 Td)의 비로 스케일(Scale)된다. 여기서, 픽쳐 간의 거리는 픽쳐의 POC 값의 차이로 정해질 수 있다.
이를 수학식으로 표현하면 아래 수학식 9와 같다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000009
Figure PCTKR2015013207-appb-I000014
는 현재 블록(611)에 대한 L0 참조 픽쳐(620)의 움직임 벡터(621)를 나타내고,
Figure PCTKR2015013207-appb-I000015
는 현재 블록(611)에 대한 L1 참조 픽쳐(630)의 움직임 벡터(631)를 나타낸다. 그리고, 수학식 9에서 스케일 인자(scale factor) α = Td/Tb와 같다.
이를 앞서 수학식 3에 적용하면, 참조 블록 A 위치와 참조 블록 B 위치에서의 화소 값의 차이는 아래 수학식 10과 같이 정리된다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000010
앞서 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여
Figure PCTKR2015013207-appb-I000016
를 최소화하는 화소 단위의 움직임 벡터 Vx(i, j), Vy(i, j)를 도출할 수 있다.
그리고, 화소 단위의 움직임 벡터 Vx(i, j), Vy(i, j)를 이용하여 현재 블록의 각각의 화소 단위로 예측값(predictor)를 아래 수학식 11과 같이 도출할 수 있다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000011
실시예 3
현재 픽쳐가 일반적인(Generalized) B 픽쳐(즉, 두 개의 참조 픽쳐를 이용하는 양방향 예측(Bi-directional prediction)이 적용되는 픽쳐)이고, 현재 픽쳐를 기준으로 시간(temporal) 상으로 동일한 방향에 L0, L1 참조 픽쳐가 존재하는 경우를 가정한다. 이때, DPB에 반대 방향의 참조 픽쳐(L1')가 존재한다면 L0, L1 참조 픽쳐 내 참조 블록 중에 하나를 시간(temporal) 상으로 반대 방향의 참조 픽쳐(L1') 내 참조 블록으로 대체한다. 즉, L0, L1 참조 픽쳐 내 참조 블록 중 어느 하나를 스케일링하여 시간(temporal) 상으로 반대 방향의 참조 픽쳐(L1') 내 참조 블록을 생성한다. 일례로, 반대 방향의 참조 픽쳐로서 L0, L1 참조 픽쳐에 대한 참조 픽쳐가 이용될 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 단위로 움직임 보상하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 7에서는 현재 픽쳐(Cur Pic)(710)가 B 픽쳐이고, L0 참조 픽쳐(Ref0)(720)와 L1 참조 픽쳐(Ref1)(730)가 시간(temporal) 상으로 동일한 방향으로 존재하는 경우를 예시한다.
이 경우, L0 참조 픽쳐(720)와 L1 참조 픽쳐(730)가 시간(temporal) 상으로 서로 다른 방향에 위치하도록 L1 참조 픽쳐(Ref1)(730)를 L1' 참조 픽쳐(Ref1')(740)으로 대체시킬 수 있다. 다시 말해, L1 참조 픽쳐(730) 내 참조 블록 B를 L1' 참조 픽쳐(Ref1')(740) 내 참조 블록 B'로 대체시킬 수 있다.
참조 블록 B'를 유도하기 위하여 현재 처리 블록(711)에 대한 L1 참조 픽쳐(Ref1)(730)의 움직임 벡터
Figure PCTKR2015013207-appb-I000017
를 L1' 참조 픽쳐(Ref1')(740)로 스케일링하여 움직임 벡터
Figure PCTKR2015013207-appb-I000018
를 생성한다. 즉, 아래 수학식 12와 같이 현재 처리 블록(711)에 대한 L1 참조 픽쳐(Ref1)(730)의 움직임 벡터(Vx(1), Vy(1))를 시간(temporal) 상으로 반대방향으로 스케일링(Scaling)함으로써 참조 블록 B'를 유도할 수 있다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000012
수학식 12에서 스케일 인자(scale factor) α = Tb/Td와 같다.
이 방법은 L0 참조 픽쳐(Ref0)(720) 방향과 반대 방향으로 현재 픽쳐와의 거리가 더 가까운 참조 픽쳐 L1' 참조 픽쳐(Ref1')(740)가 있는 경우 보다 효과적이다.
만일, L0 참조 픽쳐(Ref0)(720)와 L1 참조 픽쳐(Ref1)(730)가 동일 픽쳐인 경우에는 L1 참조 픽쳐의 움직임 벡터를 반대방향으로 스케일링(Scaling)하여 참조 블록 B'를 유도할 수 있다.
반면, L0 참조 픽쳐(Ref0)(720)와 L1 참조 픽쳐(Ref1)(730)가 다른 픽쳐인 경우에는 현재 픽쳐(710)와의 거리가 먼 참조 픽쳐(즉, POC 차이가 큰 참조 픽쳐)를 스케일링하는 것이 효과적이다.
|POC(Cur) - POC(Ref0)|와 |POC(Cur) - POC(Ref1')|이 같은 경우 참조 블록 A와 참조 블록 B'위치에서의 화소값의 차이는 아래 수학식 13과 같이 변형된다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000013
앞서 설명한 방법에 의해
Figure PCTKR2015013207-appb-I000019
를 최소화하는 화소 단위의 움직임 벡터 Vx(i, j), Vy(i, j)를 찾을 수 있다.
그리고, 이를 이용하여 예측값(Predictor)를 아래 수학식 14와 같이 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000014
반면, |POC(Cur) - POC(Ref0)|와 |POC(Cur) - POC(Ref1')|이 다른 경우 앞서 설명한 실시예 2의 스케일 인자(scale factor), α를 적용할 수 있다. 참조 블록 A와 참조 블록 B'위치에서의 화소값의 차이는 아래 수학식 15와 같이 변형된다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000015
앞서 설명한 방법에 의해
Figure PCTKR2015013207-appb-I000020
를 최소화하는 화소 단위의 움직임 벡터 Vx(i, j), Vy(i, j)를 찾을 수 있다.
그리고, 이를 이용하여 예측값(Predictor)를 아래 수학식 16과 같이 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000016
실시예 4
본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재 픽쳐가 일반적인(Generalized) B 픽쳐이고, 동일한 방향의 L0 참조 픽쳐, L1 참조 픽쳐만이 존재하는 경우, 해당 L0 참조 픽쳐와 해당 L1 참조 픽쳐를 이용하여 화소 단위의 움직임 벡터 및 예측값을 계산할 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 단위로 움직임 보상하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 8에서는 현재 픽쳐(Cur Pic)(810)가 B 픽쳐이고, L0 참조 픽쳐(Ref0)(820)와 L1 참조 픽쳐(Ref1)(830)가 동일한 방향으로 존재하는 경우를 예시한다. 또한, 다른 방향의 참조 픽쳐가 존재하지 않아 앞서 실시예 3에 따른 방법을 이용하지 못하는 경우를 가정한다.
현재 픽쳐(810)와 L0 참조 픽쳐(820)와의 거리 즉, 가까운 거리를 Tb, 현재 픽쳐(810)와 L1 참조 픽쳐(830)와의 거리, 즉 먼 거리를 Td라고 할 때, 구하고자 하는 화소단위의 움직임 벡터(821, 831)는 픽쳐 간의 거리(즉, Tb 및 Td)의 비로 스케일(Scale)된다. 이를 수학식으로 표현하면 아래 수학식 17과 같다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000017
Figure PCTKR2015013207-appb-I000021
는 현재 처리 블록(821)에 대한 L0 참조 픽쳐(620)의 움직임 벡터(821)를 나타내고,
Figure PCTKR2015013207-appb-I000022
는 현재 처리 블록(821)에 대한 L1 참조 픽쳐(830)의 움직임 벡터(831)를 나타낸다. 그리고, 수학식 17에서 스케일 인자(scale factor) γ = Td/Tb와 같다.
이를 앞서 수학식 3에 적용하면, 참조 블록 A 위치와 참조 블록 B 위치에서의 화소 값의 차이는 아래 수학식 18과 같이 정리된다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000018
앞서 설명한 방법에 의해
Figure PCTKR2015013207-appb-I000023
를 최소화하는 화소 단위의 움직임 벡터 Vx(i, j), Vy(i, j)를 찾을 수 있다.
그리고, 이를 이용하여 예측값(Predictor)를 아래 수학식 19와 같이 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000019
실시예 5
현재 픽쳐가 P 픽쳐(즉, 하나의 참조 픽쳐를 이용하는 단방향 예측(Uni-directional prediction)이 적용되는 픽쳐)인 경우 현재 블록의 참조 블록(A), 참조 블록(A)의 참조 블록(B')을 이용하여 화소 값의 차이를 최소화하는 움직임 벡터를 찾는다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 단위로 움직임 보상하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 9에서는 현재 픽쳐(Cur Pic)(910)가 P 픽쳐이고, L0 참조 픽쳐(Ref0)(920)이 존재하는 경우를 예시한다. 이 경우, L0 참조 픽쳐(Ref0)(920)의 참조 블록 A의 위치에서의 화소 값과 L0' 참조 픽쳐(Ref0)(730)의 참조 블록 B' 위치에서의 화소 값의 차이를 최소화하는 움직임 벡터를 찾는다.
이때, L0' 참조 픽쳐(Ref0)(930)의 거리에 따라 앞서 실시예 4와 같은 스케일 인자(scale factor) γ를 적용할 수 있다.
도 9과 예시와 같은 참조 블록 A와 참조 블록 B' 위치에서의 화소값의 차이는 아래 수학식 20과 같이 정리할 수 있다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000020
앞서 설명한 방법에 의해
Figure PCTKR2015013207-appb-I000024
를 최소화하는 화소 단위의 움직임 벡터 Vx(i, j), Vy(i, j)를 찾을 수 있다. 그리고, 이를 이용하여 예측값(Predictor)를 아래 수학식 21과 같이 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000021
현재 블록의 참조 블록이 양방향 예측하는 경우, 두 개의 참조 블록 중 어느 하나의 참조 블록을 이용하여 현재 블록에 대한 화소 단위 움직임 보상을 수행할 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 단위로 움직임 보상하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 10에서는 현재 픽쳐(Cur Pic)(1010)가 P 픽쳐이고, 현재 블록의 L0 참조 픽쳐(Ref0)(1020)의 참조 블록 A가 양방향 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 참조 블록 A의 L0' 참조 픽쳐(Ref0')(1030) 및 L1' 참조 픽쳐(Ref1')(1040) 중 현재 픽쳐(Cur Pic)(1010)와 가까운 참조 픽쳐(도 10의 경우 L1' 참조 픽쳐(Ref1')(1040))를 선택하고, 해당 참조 픽쳐의 참조 블록을 B'로 설정한다.
만약, 현재 픽쳐(Cur Pic)(1010)와 L0' 참조 픽쳐(Ref0')(1030) 간의 거리와 현재 픽쳐(Cur Pic)(1010)와 L1' 참조 픽쳐(Ref1')(1040) 간의 거리가 같은 경우, 미리 정의된 방향의 참조 픽쳐를 선택할 수 있다.
A와 B'의 화소값을 최소화하는 움직임 벡터를 계산하며, 이때 L1' 참조 픽쳐(Ref1')(1040)의 거리에 따라 앞서 실시예 2와 같이 스케일 인자(scale factor) α를 적용할 수 있다.
참조 블록 A와 참조 블록 B'위치에서의 화소값의 차이는 아래 수학식 22와 같이 정리할 수 있다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000022
앞서 설명한 방법에 의해
Figure PCTKR2015013207-appb-I000025
를 최소화하는 화소 단위의 움직임 벡터 Vx(i, j), Vy(i, j)를 찾을 수 있다.
그리고, 이를 이용하여 예측값(Predictor)를 아래 수학식 23과 같이 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2015013207-appb-M000023
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측부를 보다 구체적으로 예시하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 인터 예측부(181; 도 1 참조, 261; 도 2 참조)는 앞서 실시예 1 내지 실시예 5에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 인터 예측부(181, 261)는 블록 단위 움직임 벡터 조정부(1102), 화소 단위 인터 예측 처리부(1103), 예측값 도출부(1104) 및 블록 단위 인터 예측 처리부(1105)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 이에 추가하여 화소 단위 인터 예측 결정부(1101)를 더 포함할 수 있다.
블록 단위 인터 예측 처리부(1105)는 기존의 정지 영상 또는 동영상 압축 기술(예를 들어, HEVC)에서 정의된 인터 예측 방법을 처리하기 위한 구성으로서, 이에 대하여서는 공지의 기술이므로 상세한 설명을 생략한다.
블록 단위 움직임 벡터 조정부(1102)는 현재 픽쳐와 제1 참조 픽쳐/제2 참조 픽쳐와의 거리비로 현재 블록에 대한 움직임 벡터(블록 단위 인터 예측 처리부(1105)에서 도출된)를 조정(refinement)한다.
블록 단위 움직임 벡터 조정부(1102)는 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 기반으로 x축(horizontal) 방향의 그래디언트 Ix, y축(vertical) 방향의 그래디언트 Iy를 도출하고, 또한 현재 블록에 보간 필터(interpolation)를 적용할 수 있다.
여기서, 현재 픽쳐와 제1 참조 픽쳐/제2 참조 픽쳐와의 거리는 현재 픽쳐의 POC와 제1 참조 픽쳐/제2 참조 픽쳐의 POC 간의 차이에 해당될 수 있다.
화소 단위 인터 예측 처리부(1103)는 블록 단위 움직임 벡터 조정부(1102)에 의해 조정된 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 움직임 벡터를 도출하고, 화소 단위의 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록 내 각 화소 별로 예측값을 도출한다.
예측값 도출부(1104)는 현재 블록에 대한 예측값(predictor)을 도출한다.
여기서, 예측값 도출부(1104)는 화소 단위 인터 예측 처리부(1103)로부터 도출된 현재 블록 내 각 화소 별 예측값 또는 블록 단위 인터 예측 처리부(1105)에서 현재 블록에 대한 예측값을 현재 블록에 대한 예측값으로 이용할 수 있다.
또는, 예측값 도출부(1103)는 블록 단위 인터 예측 처리부(1105)에서 도출된 현재 블록에 대한 제1 예측값과 화소 단위 움직임 벡터 도출부(1103)로부터 도출된 화소 단위의 움직임 벡터를 기반으로 도출된 제2 예측값을 가중합(weighted sum)하여 현재 블록에 대한 예측값을 생성할 수 있다.
화소 단위 인터 예측 결정부(1101)는 화소 단위의 인터 예측(예를 들어, 옵티컬 플로우)의 수행 여부를 결정한다.
예를 들어, 화소 단위 인터 예측 결정부(1101)는 현재 블록에 대한 기존의 블록 단위의 인터 예측을 통해 도출된 두 개의 예측값의 차이가 미리 결정된 임계치 보다 큰 경우, 현재 블록에 대하여 화소 단위의 인터 예측을 적용하지 않을 수 있다. 이와 같이 화소 단위의 인터 예측이 적용되지 않는 경우, 현재 블록에 대한 예측값은 블록 단위 인터 예측 처리부(1105)로부터 도출될 수 있다.
또는, 인코더의 측면에서, 화소 단위 인터 예측 결정부(1101)는 현재 블록에 대한 블록 단위의 인터 예측을 적용한 경우와 화소 단위의 인터 예측을 적용한 경우 간의 율-왜곡 비용(RD cost: Rate-Distortion cost)을 계산하여 화소 단위의 인터 예측의 적용 여부를 결정할 수 있다. 그리고, 화소 단위의 인터 예측의 적용 여부에 대한 정보를 비트스트림을 통해 디코더로 시그널링할 수 있다. 반면, 디코더의 측면에서, 화소 단위 인터 예측 결정부(1101)는 현재 블록에 대한 인코더로부터 제공된 화소 단위의 인터 예측의 적용 여부에 대한 정보를 시그널링을 받아 화소 단위의 인터 예측의 적용 여부를 결정할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측을 기반으로 영상을 처리하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 12를 참조하면, 인코더/디코더는 현재 픽쳐와 제1 참조 픽쳐/제2 참조 픽쳐와의 거리비로 현재 블록에 대한 움직임 벡터 조정(refinement)한다(S1201).
여기서, 현재 픽쳐와 제1 참조 픽쳐/제2 참조 픽쳐와의 거리는 현재 픽쳐의 POC와 제1 참조 픽쳐/제2 참조 픽쳐의 POC 간의 차이에 해당될 수 있다.
인코더/디코더는 S1201 단계에서 조정된 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 움직임 벡터를 도출한다(S1202).
그리고, 인코더/디코더는 S1202 단계에서 도출된 화소 단위의 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록에 대한 예측값(predictor)을 도출한다(S1203).
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측을 기반으로 영상을 처리하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 인코더/디코더는 현재 픽쳐와 제1 참조 픽쳐/제2 참조 픽쳐와의 거리비로 현재 블록에 대한 움직임 벡터 조정(refinement)한다(S1101).
이때, 현재 픽쳐와 제1 참조 픽쳐/제2 참조 픽쳐와의 거리는 현재 픽쳐의 POC와 제1 참조 픽쳐/제2 참조 픽쳐의 POC 간의 차이에 해당될 수 있다.
여기서, S1101 단계에서 제1 참조 픽쳐 및 제2 참조 픽쳐는 앞서 설명한 실시예 1 내지 실시예 5의 방법을 이용하여 정해질 수 있다.
예를 들어, 제1 참조 픽쳐 및 상기 제2 참조 픽쳐는 시간(temporal) 상으로 현재 픽쳐를 기준으로 동일한 방향 또는 서로 다른 방향에 위치할 수 있다.
또한, 현재 픽쳐가 양방향 인터 예측이 적용되는 픽쳐이고, 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐가 시간(temporal) 상으로 현재 픽쳐를 기준으로 동일한 방향에 존재하는 경우, 그 중 어느 하나의 참조 블록은 제2 참조 픽쳐의 참조 블록으로 대체될 수 있다. 이때, 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐 중 어느 하나의 움직임 벡터를 시간 상으로 현재 픽쳐를 기준으로 다른 방향으로 스케일링함으로써 제2 참조 픽쳐의 참조 블록이 도출될 수 있다. 만일, 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐가 서로 다른 픽쳐인 경우, 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐 중 현재 픽쳐와 POC 차이가 큰 참조 픽쳐의 참조 블록이 제2 참조 픽쳐의 참조 블록으로 대체될 수 있다.
반면, 현재 픽쳐가 단방향 인터 예측이 적용되는 픽쳐인 경우, 현재 픽쳐의 참조 픽쳐가 제1 참조 픽쳐로서 이용되고, 제1 참조 픽쳐의 참조 픽쳐가 제2 참조 픽쳐로서 이용될 수 있다. 이때, 제1 참조 픽쳐가 양방향 인터 예측이 적용되는 픽쳐인 경우, 제1 참조 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐 중 현재 픽쳐와 POC 차이가 작은 참조 픽쳐가 제2 참조 픽쳐로서 이용될 수 있다.
인코더/디코더는 S1101 단계에서 조정된 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 인터 예측을 통해(또는 적용하여) 현재 블록 내 각 화소 별 예측값(predictor)를 도출한다(S1202).
즉, 인코더/디코더는 조정된 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 움직임 벡터 도출하고, 도출된 화소 단위의 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록 내 각 화소 별로 예측값(predictor)을 도출한다.
앞서 S1102 단계 및 S1103 단계는 앞서 설명한 실시예 1 내지 실시예 5의 방법을 이용하여 수행될 수 있다.
또한, 앞서 실시예 1 내지 5에서 계산된 예측값(Predictor)는 다음과 같이 적용될 수 있다. 아래 방법 중 하나 방법이 선택되어 이용되거나 혹은 하나 이상의 방법이 선택되고 조합되어 이용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해 앞서 도 11 및 도 12의 예시와 동일한 설명은 생략한다.
- 현재 블록을 위해 계산된 옵티컬 플로우(optical flow)를 적용한 예측값(predictor)를 그대로 사용할 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측을 기반으로 영상을 처리하는 방법을 예시하는 도면이다.
인코더/디코더는 현재 슬라이스(또는 픽쳐)가 B 슬라이스(또는 픽쳐)인지 여부를 판단한다(S1301).
S1301 단계에서 판단한 결과 현재 슬라이스(또는 픽쳐)가 B 슬라이스(또는 픽쳐)인 경우, 인코더/디코더는 블록 기반 인터 예측으로부터 도출된 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 이용하여 그래디언트 Ix 및 Iy를 계산(도출)한다(S1302).
이때, 인코더/디코더는 x탭 필터(도 13의 경우 x=4, 너비 W(width) 및 높이 H(Height)는 4 화소 증가됨)를 이용하여 보간(interpolation)된 참조 픽쳐에서 그래디언트 Ix 및 Iy를 계산(도출)할 수 있다.
인코더/디코더는 현재 블록을 보간(interpolation)한다(S1303). 상술한 바와 같이, 인코더/디코더는 현재 블록에 x탭 보간 필터(interpolation filter) (도 13의 경우 x=4, 너비 W(width) 및 높이 H(Height)는 4 화소 증가됨)를 적용할 수 있다.
S1302 단계 및 S1303 단계는 L0 참조 픽쳐 및 L1 참조 픽쳐에 대하여 반복적으로 수행된다.
인코더/디코더는 현재 블록에 대한 움직임 벡터의 조정(refinement)을 계산한다(S1305).
여기서, 인코더/디코더는 앞서 실시예 2 내지 5에서 설명한 방식을 이용하여 블록 기반 인터 예측으로부터 도출된 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 스케일링함으로써 움직임 벡터를 조정할 수 있다.
인코더/디코더는 조정된 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 인터 예측(예를 들어, 옵티컬 플로우(optical flow))을 통해 현재 블록 내 각 화소 별로 예측값(predictor)를 계산한다(S1306).
여기서, 인코더/디코더는 앞서 실시예 2 내지 5에서 설명한 방식을 이용하여 현재 블록 내 각 화소 별로 예측값(predictor)를 계산할 수 있다.
그리고, 인코더/디코더는 화소 단위의 인터 예측에 의해 도출된 각 화소 별로 예측값을 동일하게 현재 블록에 대한 예측값으로 이용할 수 있다.
한편, S1301 단계에서 판단한 결과 현재 슬라이스(또는 픽쳐)가 B 슬라이스(또는 픽쳐)가 아닌 경우, 인코더/디코더는 현재 블록을 보간(interpolation)한다(S1304).
S1304 단계는 L0 참조 픽쳐 및 L1 참조 픽쳐에 대하여 반복적으로 수행된다.
인코더/디코더는 기존의 블록 기반 인터 예측을 통해 방법을 통해 현재 블록에 대한 예측값을 계산한다(S1307).
그리고, 인코더/디코더는 블록 기반 인터 예측에 의해 도출된 예측값을 현재 블록에 대한 예측값으로 이용할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측을 기반으로 영상을 처리하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 14를 참조하면, 인코더/디코더는 현재 블록을 보간(interpolation)한다(S1401).
상술한 바와 같이, 인코더/디코더는 현재 블록에 x탭 보간 필터(interpolation filter) (도 14의 경우 x=4, 너비 W(width) 및 높이 H(Height)는 4 화소 증가됨)를 적용할 수 있다.
S1401 단계는 L0 참조 픽쳐 및 L1 참조 픽쳐에 대하여 반복적으로 수행된다.
인코더/디코더는 기존의 블록 기반 인터 예측을 통해 방법을 통해 현재 블록에 대한 예측값을 계산한다(S1402).
인코더/디코더는 현재 슬라이스(또는 픽쳐)가 B 슬라이스(또는 픽쳐)인지 여부를 판단한다(S1403).
S1403 단계에서 판단한 결과 현재 슬라이스(또는 픽쳐)가 B 슬라이스(또는 픽쳐)인 경우, 인코더/디코더는 블록 기반 인터 예측으로부터 도출된 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 이용하여 그래디언트 Ix 및 Iy를 계산(도출)한다(S1404).
S1404 단계는 L0 참조 픽쳐 및 L1 참조 픽쳐에 대하여 반복적으로 수행된다.
인코더/디코더는 현재 블록에 대한 움직임 벡터의 조정(refinement)을 계산한다(S1405).
여기서, 인코더/디코더는 앞서 실시예 2 내지 5에서 설명한 방식을 이용하여 블록 기반 인터 예측으로부터 도출된 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 스케일링함으로써 움직임 벡터를 조정할 수 있다.
인코더/디코더는 조정된 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 인터 예측(예를 들어, 옵티컬 플로우(optical flow))을 통해 현재 블록 내 각 화소 별로 예측값(predictor)를 계산한다(S1406).
여기서, 인코더/디코더는 앞서 실시예 2 내지 5에서 설명한 방식을 이용하여 현재 블록 내 각 화소 별로 예측값(predictor)를 계산할 수 있다.
인코더/디코더는 S1402 단계에서 블록 단위 인터 예측에 의해 도출된 현재 블록에 대한 제1 예측값과 S1406 단계에서 화소 단위의 움직임 벡터를 기반으로 도출된 제2 예측값을 가중합(weighted sum)하여 현재 블록에 대한 예측값을 생성한다(S1407).
이때, 인코더/디코더는 블록 단위 인터 예측에 의해 도출된 현재 블록에 대한 P^(0) 및 P^(1)의 평균값으로 생성된 제1 예측값(predictor)과 화소 단위의 움직임 벡터를 기반으로 도출된 제2 예측값을 가중합(weighted sum)할 수 있다.
여기서, 가중 합(weighted sum)의 가중 인자(weighting factor)는 슬라이스(또는 픽쳐) 또는 블록 단위로 상이하게 정해질 수 있다.
또한, 가중 합(weighted sum)의 가중 인자(weighting factor)는 현재 픽쳐와 제1 참조 픽쳐/제2 참조 픽쳐와의 거리 차이(즉, POC 차이), 블록 기반의 인터 예측에 의해 생성된 2개의 예측값(즉, P^(0) 및 P^(1))의 차분값 및 제1 참조 픽쳐의 움직임 벡터와 제2 참조 픽쳐의 움직임 벡터의 유사성 중 하나 이상의 고려하여 결정될 수 있다.
또한, 가중 합(weighted sum)의 가중 인자(weighting factor)는 인코더/디코더에서 동일한 규칙에 의해 각자 정할 수도 있으나, 인코더에서 정하여 디코더에게 제공할 수도 있다.
한편, S1403 단계에서 판단한 결과 현재 슬라이스(또는 픽쳐)가 B 슬라이스(또는 픽쳐)가 아닌 경우, 인코더/디코더는 블록 기반 인터 예측에 의해 도출된 예측값을 현재 블록에 대한 예측값으로 이용한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측을 기반으로 영상을 처리하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 15를 참조하면, 인코더/디코더는 현재 블록을 보간(interpolation)한다(S1501).
상술한 바와 같이, 인코더/디코더는 현재 블록에 x탭 보간 필터(interpolation filter) (도 15의 경우 x=4, 너비 W(width) 및 높이 H(Height)는 4 화소 증가됨)를 적용할 수 있다.
S1501 단계는 L0 참조 픽쳐 및 L1 참조 픽쳐에 대하여 반복적으로 수행된다.
인코더/디코더는 기존의 블록 기반 인터 예측을 통해 방법을 통해 현재 블록에 대한 예측값을 계산한다(S1502).
인코더/디코더는 블록 단위 인터 예측에 의해 도출된 현재 블록에 대한 각각의 참조 블록 P^(0) 및 P^(1)의 차이값(SAD: Sum of Absolute Difference)(즉, SAD(P^(0)-P^(1)))이 미리 정해진 임계치보다 큰지 여부를 판단한다(S1503).
S1503 단계에서 판단한 결과 현재 블록에 대한 각각의 참조 블록 P^(0) 및 P^(1)의 차이값이 미리 정해진 임계치보다 작은 경우, 인코더/디코더는 현재 슬라이스(또는 픽쳐)가 B 슬라이스(또는 픽쳐)인지 여부를 판단한다(S1504).
S1504 단계에서 판단한 결과 현재 슬라이스(또는 픽쳐)가 B 슬라이스(또는 픽쳐)인 경우, 인코더/디코더는 블록 기반 인터 예측으로부터 도출된 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 이용하여 그래디언트 Ix 및 Iy를 계산(도출)한다(S1505).
S1505 단계는 L0 참조 픽쳐 및 L1 참조 픽쳐에 대하여 반복적으로 수행된다.
인코더/디코더는 현재 블록에 대한 움직임 벡터의 조정(refinement)을 계산한다(S1506).
여기서, 인코더/디코더는 앞서 실시예 2 내지 5에서 설명한 방식을 이용하여 블록 기반 인터 예측으로부터 도출된 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 스케일링함으로써 움직임 벡터를 조정할 수 있다.
인코더/디코더는 조정된 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 인터 예측(예를 들어, 옵티컬 플로우(optical flow))을 통해 현재 블록 내 각 화소 별로 예측값(predictor)를 계산한다(S1507).
여기서, 인코더/디코더는 앞서 실시예 2 내지 5에서 설명한 방식을 이용하여 현재 블록 내 각 화소 별로 예측값(predictor)를 계산할 수 있다.
한편, S1503 단계에서 판단할 결과 현재 블록에 대한 각각의 참조 블록 P^(0) 및 P^(1)의 차이값이 미리 정해진 임계치보다 큰 경우 또는 S1504 단계에서 판단한 결과 현재 슬라이스(또는 픽쳐)가 B 슬라이스(또는 픽쳐)가 아닌 경우, 인코더/디코더는 블록 기반 인터 예측에 의해 도출된 예측값을 현재 블록에 대한 예측값으로 이용한다.
즉, P^(0) 및 P^(1)의 차이값이 임계치보다 큰 경우 물체가 짧은 시간 내에서 움직일 때 그 값은 변하지 않는다는 가정에 어긋나므로, 옵티컬 플로우(opticla flow)를 적용한 예측값(predictor)을 사용하지 않는다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측을 기반으로 영상을 처리하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 16을 참조하면, 인코더는 현재 블록을 보간(interpolation)한다(S1601).
상술한 바와 같이, 인코더는 현재 블록에 x탭 보간 필터(interpolation filter) (도 16의 경우 x=4, 너비 W(width) 및 높이 H(Height)는 4 화소 증가됨)를 적용할 수 있다.
S1601 단계는 L0 참조 픽쳐 및 L1 참조 픽쳐에 대하여 반복적으로 수행된다.
인코더는 기존의 블록 기반 인터 예측을 통해 방법을 통해 현재 블록에 대한 예측값을 계산한다(S1602).
인코더는 현재 슬라이스(또는 픽쳐)가 B 슬라이스(또는 픽쳐)인지 여부를 판단한다(S1603).
S1603 단계에서 판단한 결과 현재 슬라이스(또는 픽쳐)가 B 슬라이스(또는 픽쳐)인 경우, 인코더는 블록 기반 인터 예측으로부터 도출된 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 이용하여 그래디언트 Ix 및 Iy를 계산(도출)한다(S1604).
S1604 단계는 L0 참조 픽쳐 및 L1 참조 픽쳐에 대하여 반복적으로 수행된다.
인코더는 현재 블록에 대한 움직임 벡터의 조정(refinement)을 계산한다(S1605).
여기서, 인코더는 앞서 실시예 2 내지 5에서 설명한 방식을 이용하여 블록 기반 인터 예측으로부터 도출된 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 스케일링함으로써 움직임 벡터를 조정할 수 있다.
인코더는 조정된 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 인터 예측(예를 들어, 옵티컬 플로우(optical flow))을 통해 현재 블록 내 각 화소 별로 예측값(predictor)를 계산한다(S1606).
여기서, 인코더는 앞서 실시예 2 내지 5에서 설명한 방식을 이용하여 현재 블록 내 각 화소 별로 예측값(predictor)를 계산할 수 있다.
현재 블록에 대한 블록 단위(예를 들어, CU 혹은 PU 단위)의 인터 예측을 적용한 경우와 화소 단위의 인터 예측(예를 들어, 옵티컬 플로우(optical flow))을 적용한 경우 간의 율-왜곡 비용(RD cost: Rate-Distortion cost)을 계산하여 화소 단위의 인터 예측의 적용 여부를 결정한다(S1607).
그리고, 인코더는 화소 단위의 인터 예측의 적용 여부에 대한 정보를 비트스트림을 통해 디코더로 시그널링할 수 있다.
- 한편, 뷰(View)간 예측값(Predictor)를 조정(refinement)하기 위하여 화소값을 I(x, y, v)로 나타내어 앞서 실시예 1 내지 5의 방법으로 적용할 수 있다.
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.
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.
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 주고 받을 수 있다.
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.
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 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (14)

  1. 인터 예측(inter prediction)을 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서,
    현재 픽쳐의 POC(Picture Order Count)와 제1 참조 픽쳐의 POC 간의 차이와 상기 현재 픽쳐의 POC와 제2 참조 픽쳐의 POC 간의 차이의 비를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터(motion vector)를 조정하는 단계; 및
    상기 조정된 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 인터 예측을 적용하여 상기 현재 블록 내 각 화소 별 예측값(predictor)을 도출하는 단계를 포함하는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 참조 픽쳐 및 상기 제2 참조 픽쳐는 시간(temporal) 상으로 상기 현재 픽쳐를 기준으로 동일한 방향 또는 서로 다른 방향에 위치하는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 현재 픽쳐가 양방향 인터 예측이 적용되는 픽쳐이고, 상기 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐가 시간(temporal) 상으로 상기 현재 픽쳐를 기준으로 동일한 방향에 존재하는 경우,
    상기 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐 중 어느 하나의 참조 블록은 상기 제2 참조 픽쳐의 참조 블록으로 대체되는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐 중 어느 하나의 움직임 벡터를 시간 상으로 상기 현재 픽쳐를 기준으로 다른 방향으로 스케일링함으로써 상기 제2 참조 픽쳐의 참조 블록이 도출되는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐가 서로 다른 픽쳐인 경우,
    상기 현재 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐 중 상기 현재 픽쳐와 POC 차이가 큰 참조 픽쳐의 참조 블록이 상기 제2 참조 픽쳐의 참조 블록으로 대체되는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 현재 픽쳐가 단방향 인터 예측이 적용되는 픽쳐인 경우,
    상기 현재 픽쳐의 참조 픽쳐가 상기 제1 참조 픽쳐로서 이용되고, 상기 제1 참조 픽쳐의 참조 픽쳐가 상기 제2 참조 픽쳐로서 이용되는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 참조 픽쳐가 양방향 인터 예측이 적용되는 픽쳐인 경우,
    상기 제1 참조 픽쳐에 대한 2개의 참조 픽쳐 중 상기 현재 픽쳐와 POC 차이가 작은 참조 픽쳐가 상기 제2 참조 픽쳐로서 이용되는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 각 화소 별 예측값과 상기 현재 블록에 대한 블록 기반의 인터 예측에 의해 생성된 예측값을 가중 합(weighted sum)하여 상기 현재 블록에 대한 예측값을 생성하는 단계를 더 포함하는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가중 합(weighted sum)의 가중 인자(weighting factor)는 상기 현재 픽쳐와 제1 참조 픽쳐/제2 참조 픽쳐와의 POC 차이, 상기 블록 기반의 인터 예측에 의해 생성된 2개의 예측값의 차분값 및 상기 제1 참조 픽쳐의 움직임 벡터와 상기 제2 참조 픽쳐의 움직임 벡터의 유사성 중 하나 이상의 고려하여 결정되는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대하여 상기 화소 단위의 인터 예측의 적용 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서
    상기 현재 블록에 대한 상기 블록 기반의 인터 예측 방법에 의해 생성된 2개의 예측값의 차이가 임계치를 초과하는 경우, 상기 현재 블록에 대하여 상기 화소 단위의 인터 예측이 적용되지 않는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  12. 제10항에 있어서
    인코더로부터 제공된 정보에 따라 상기 현재 블록에 대하여 상기 화소 단위의 인터 예측의 적용 여부가 결정되는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 화소 단위의 인터 예측은 옵티컬 플로우(optical flow)인 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  14. 인터 예측(inter prediction)을 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서,
    현재 픽쳐의 POC(Picture Order Count)와 제1 참조 픽쳐의 POC 간의 차이와 상기 현재 픽쳐의 POC와 제2 참조 픽쳐의 POC 간의 차이의 비를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터(motion vector)를 조정하는 블록 단위 움직임 벡터 조정부; 및
    상기 조정된 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 인터 예측을 적용하여 상기 현재 블록 내 각 화소 별 예측값(predictor)을 도출하는 화소 단위 인터 예측 처리부를 포함하는 장치.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018212578A1 (ko) * 2017-05-17 2018-11-22 주식회사 케이티 비디오 신호 처리 방법 및 장치
WO2019010156A1 (en) * 2017-07-03 2019-01-10 Vid Scale, Inc. MOTION COMPENSATION PREDICTION BASED ON A BIDIRECTIONAL OPTICAL FLOW
WO2019045427A1 (ko) * 2017-08-29 2019-03-07 에스케이텔레콤 주식회사 양방향 옵티컬 플로우를 이용한 움직임 보상 방법 및 장치
WO2019066202A1 (ko) * 2017-09-26 2019-04-04 엘지전자(주) 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
CN110324623A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 华为技术有限公司 一种双向帧间预测方法及装置
CN110583020A (zh) * 2017-04-27 2019-12-17 松下电器（美国）知识产权公司 编码装置、解码装置、编码方法及解码方法
CN110710214A (zh) * 2017-09-21 2020-01-17 株式会社Kt 视频信号处理方法及装置
CN111713110A (zh) * 2017-12-08 2020-09-25 松下电器（美国）知识产权公司 图像编码设备、图像解码设备、图像编码方法以及图像解码方法
US11297330B2 (en) 2018-09-22 2022-04-05 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for processing video signal based on inter prediction
US11575933B2 (en) 2018-04-06 2023-02-07 Vid Scale, Inc. Bi-directional optical flow method with simplified gradient derivation

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20153912A1 (it) * 2015-09-25 2017-03-25 Sisvel Tech S R L Metodi e apparati per codificare e decodificare immagini digitali mediante superpixel
WO2017164645A2 (ko) * 2016-03-24 2017-09-28 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치
CN118337989A (zh) 2018-02-28 2024-07-12 三星电子株式会社 视频解码方法和设备以及视频编码方法和设备
KR102643116B1 (ko) 2018-03-30 2024-03-04 한국전자통신연구원 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체
WO2019216736A1 (ko) * 2018-05-11 2019-11-14 엘지전자 주식회사 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
CN118474345A (zh) * 2018-09-21 2024-08-09 Vid拓展公司 用于双向光流的复杂度降低和位宽控制
KR20210057187A (ko) 2018-10-12 2021-05-20 주식회사 윌러스표준기술연구소 다중 가정 예측을 사용하는 비디오 신호 처리 방법 및 장치
US20200160560A1 (en) * 2018-11-19 2020-05-21 Canon Kabushiki Kaisha Method, system and apparatus for stabilising frames of a captured video sequence
CN118175306A (zh) 2018-12-27 2024-06-11 Sk电信有限公司 帧间预测设备、视频编码设备及比特流传输设备
JP7271697B2 (ja) 2019-02-22 2023-05-11 ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド オプティカルフローの改善の早期終了
CN112511827B (zh) * 2019-03-11 2022-07-01 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种编解码方法、装置及其设备
CN117478876A (zh) 2019-03-17 2024-01-30 北京字节跳动网络技术有限公司 基于光流的预测细化的计算
US11039150B2 (en) 2019-04-19 2021-06-15 Tencent America LLC Method and apparatus for video coding
CN113767638B (zh) * 2019-04-28 2024-06-14 北京字节跳动网络技术有限公司 对称运动矢量差编解码
EP4007282A4 (en) 2019-07-25 2022-08-31 Wilus Institute of Standards and Technology Inc. VIDEO SIGNAL PROCESSING METHOD AND APPARATUS
WO2021062684A1 (en) * 2019-09-30 2021-04-08 Huawei Technologies Co., Ltd. Encoder, decoder and corresponding methods for inter prediction
CN112135127B (zh) * 2019-11-05 2021-09-21 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种编解码方法、装置、设备及机器可读存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080267296A1 (en) * 2007-04-24 2008-10-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for concealing an error of an image using residual data
US20120189057A1 (en) * 2011-01-07 2012-07-26 Nokia Corporation Motion Prediction in Video Coding
US20140049605A1 (en) * 2012-08-16 2014-02-20 Qualcomm Incorporated Inter-view predicted motion vector for 3d video
US20150003521A1 (en) * 2013-06-27 2015-01-01 Qualcomm Incorporated Depth oriented inter-view motion vector prediction
US20150229961A1 (en) * 2008-06-24 2015-08-13 Sk Telecom Co., Ltd. Intra prediction method and apparatus, and image encoding/decoding method and apparatus using same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103039075B (zh) * 2010-05-21 2015-11-25 Jvc建伍株式会社 图像编码装置、图像编码方法、以及图像解码装置、图像解码方法
US9800884B2 (en) * 2013-03-15 2017-10-24 Qualcomm Incorporated Device and method for scalable coding of video information
US9930363B2 (en) * 2013-04-12 2018-03-27 Nokia Technologies Oy Harmonized inter-view and view synthesis prediction for 3D video coding
WO2017036399A1 (en) * 2015-09-02 2017-03-09 Mediatek Inc. Method and apparatus of motion compensation for video coding based on bi prediction optical flow techniques
CN107027040B9 (zh) * 2016-01-29 2020-08-28 华为技术有限公司 一种去除块效应的滤波方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080267296A1 (en) * 2007-04-24 2008-10-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for concealing an error of an image using residual data
US20150229961A1 (en) * 2008-06-24 2015-08-13 Sk Telecom Co., Ltd. Intra prediction method and apparatus, and image encoding/decoding method and apparatus using same
US20120189057A1 (en) * 2011-01-07 2012-07-26 Nokia Corporation Motion Prediction in Video Coding
US20140049605A1 (en) * 2012-08-16 2014-02-20 Qualcomm Incorporated Inter-view predicted motion vector for 3d video
US20150003521A1 (en) * 2013-06-27 2015-01-01 Qualcomm Incorporated Depth oriented inter-view motion vector prediction

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3340620A4 *

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110583020B (zh) * 2017-04-27 2023-08-25 松下电器（美国）知识产权公司 编解码装置及记录介质
CN110583020A (zh) * 2017-04-27 2019-12-17 松下电器（美国）知识产权公司 编码装置、解码装置、编码方法及解码方法
CN110651472A (zh) * 2017-05-17 2020-01-03 株式会社Kt 用于视频信号处理的方法和装置
CN110651472B (zh) * 2017-05-17 2023-08-18 株式会社Kt 用于视频信号处理的方法和装置
WO2018212578A1 (ko) * 2017-05-17 2018-11-22 주식회사 케이티 비디오 신호 처리 방법 및 장치
US11743483B2 (en) 2017-05-17 2023-08-29 Kt Corporation Method and device for video signal processing
AU2018271194B2 (en) * 2017-05-17 2021-04-08 Kt Corporation Method and device for video signal processing
US11206419B2 (en) 2017-05-17 2021-12-21 Kt Corporation Method and device for video signal processing
WO2019010156A1 (en) * 2017-07-03 2019-01-10 Vid Scale, Inc. MOTION COMPENSATION PREDICTION BASED ON A BIDIRECTIONAL OPTICAL FLOW
CN110832858B (zh) * 2017-07-03 2023-10-13 Vid拓展公司 用于视频编解码的设备、方法
US11363293B2 (en) 2017-07-03 2022-06-14 Vid Scale, Inc. Motion-compensation prediction based on bi-directional optical flow
CN110832858A (zh) * 2017-07-03 2020-02-21 Vid拓展公司 基于双向光流的运动补偿预测
EP3649780A1 (en) * 2017-07-03 2020-05-13 Vid Scale, Inc. Motion-compensation prediction based on bi-directional optical flow
RU2763042C2 (ru) * 2017-07-03 2021-12-27 Вид Скейл, Инк. Прогнозирование компенсации движения на основе двунаправленного оптического потока
US11800144B2 (en) 2017-08-29 2023-10-24 Sk Telecom Co., Ltd. Motion compensation method and device using bidirectional optical flow
US11297344B2 (en) 2017-08-29 2022-04-05 SK Telecom., Ltd. Motion compensation method and device using bi-directional optical flow
US11800142B2 (en) 2017-08-29 2023-10-24 Sk Telecom Co., Ltd. Motion compensation method and device using bidirectional optical flow
US11800143B2 (en) 2017-08-29 2023-10-24 Sk Telecom Co., Ltd. Motion compensation method and device using bidirectional optical flow
US11800145B2 (en) 2017-08-29 2023-10-24 Sk Telecom Co., Ltd. Motion compensation method and device using bidirectional optical flow
WO2019045427A1 (ko) * 2017-08-29 2019-03-07 에스케이텔레콤 주식회사 양방향 옵티컬 플로우를 이용한 움직임 보상 방법 및 장치
US11785228B2 (en) 2017-09-21 2023-10-10 Kt Corporation Video signal processing method and device
CN110710214A (zh) * 2017-09-21 2020-01-17 株式会社Kt 视频信号处理方法及装置
CN110710214B (zh) * 2017-09-21 2023-10-31 株式会社Kt 视频信号处理方法及装置
WO2019066202A1 (ko) * 2017-09-26 2019-04-04 엘지전자(주) 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
CN111713110A (zh) * 2017-12-08 2020-09-25 松下电器（美国）知识产权公司 图像编码设备、图像解码设备、图像编码方法以及图像解码方法
CN110324623A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 华为技术有限公司 一种双向帧间预测方法及装置
US11575933B2 (en) 2018-04-06 2023-02-07 Vid Scale, Inc. Bi-directional optical flow method with simplified gradient derivation
US11297330B2 (en) 2018-09-22 2022-04-05 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for processing video signal based on inter prediction
US11902536B2 (en) 2018-09-22 2024-02-13 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for processing video signal based on inter prediction

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