MPEG 비디오 인코더를 위한 장면전환 검출 및 적응적 율 제어 방식 연구

Study of Scene change Detection and Adaptive Rate Control Schemes for MPEG Video Encoder

고정 비트 율 채널을 통해 비디오를 전송할 때 잘 설계된 율 제어 방식은 전반적인 화질을 향상시킬 수 있으며, 율 제어 방식은 MPEG 비디오 표준에는 포함되어 있지 않기 때문에 어떤 율 제어 방식을 채택했는가에 따라 MPEG 비디오 코덱의 성능은 많은 차이를 나타낼 수 있다. MPEG에서 제안된 기존의율 제어 방식은 장면전환이 없을 때는 좋은 성능을 보이나, 장면 전환된 영상은 잘 처리하지 못하는 단점을 갖고 있다. 따라서 장면전환 후에는 화질이 열화 되고 버퍼 넘침이 발생할 가능성이 높아진다. 본 논문에서는 국소분산을 이용한 새로운 장면전환 검출 방식을 제안한다. 또한, 장명전환 검출부에서 계산된 국소분산을 율 제어부의 비트 할당 및 적응적 양자화 단계에서 재사용하여 영상의 국소적인 특성을 고려한 양자화 변수, mqunt,를 결정하는 방식과 장면전환이 발생했을 경우 장면전환 발생 이전의 몇 프레임에서 절약한 비트 수를 장면 전환된 영상에 부가적으로 할당함으로써 장면전환을 효과적으로 대처하는 적응적 율 제어 방식을 제안한다. 제안된 방식을 검증하기 위해 컴퓨터 모의실험을 수행하였다. 제안된 검출방식은 장면전환을 정확하게 검출하였고, 제안된 율 제어 방식은 기존의 MPEG 방식보다 우수한 율 제어 성능을 보였다.

A sell-designed rate control strategy can improve overall picture quality for video transmission over a constant bit rate channel and the rate control method is not a normative part of MPEG-video standard, the performance of MPEG video codec can be quite different depends on how to implement the rate control scheme. The rate control scheme proposed in MPEG show good results when scene changes is not occurred. But it has weakness that it does not properly handle scene-changed pictures. Therefore picture quality after scene change is deteriorated, and possibility of overflow occurrence becomes high. In this paper, a new method for detection of scene change occurrence using local variance and a new determination scheme for adaptive quantization parameter, mqunt, which can consider local characteristic of an image by using previously computed the local variance from the scene change detection part are proposed. IN addition, and adaptive rate control scheme which can handles scene changed picture very efficiently by scene-changed picture is proposed. Computer simulations are performed to verify the performance of the proposed algorithm. The suggested detection algorithm precisely detected scene change. And the proposed rate control scheme shows better rate control performance as compared with that of the conventional MPEG scheme.