An Efficient Requantization Method for INTRA Frames in Heterogeneous Transcoding

이종의 영상부호화 표준간의 변환부호화에서 화면내 부호화를 위한 효율적인 재양자화 기법

In this paper, we propose an efficient requantization method for INTRA frames in heterogeneous transcoding from MPEG-1 to MPEG-4 simple profile. The quantizer for MPEG-1 INTRA MB usually uses a quantization weighting matrix while the quantizer for MPEG-4 simple profile doesn't. As a result, the quantization step sizes of the two quantizers may not be the same even for the same quantization parameter. Due to this mismatch in the quantization step site, the transcoded MPEG-4 sequence suffers from serious quality degradation and the number of bits produced by transcoding increases from the original MPEG-1 video sequence. To solve these problems, we propose an efficient method to find a near-optimum reconstruction level in the transcoder. We also present a PDF (probability distribution function) estimation method for the original DCT coefficients of MPEG-1 video sequence, which is required for the proposed requantization. Experimental results show that the proposed method gives $0.3{\sim}0.6dB$ improvement in PSNR over the conventional method, even at the reduced bit-rate about $5{\sim}7%$ from the conventional method.

본 논문에서는 MPEG-1을 MPEG-4 심플 프로파일로 변환 부호화할 때 화면내 부호화를 위한 효율적인 재양자화 기법에 대해 제안한다. MPEG-1의 화면내 부호화 블록의 양자화는 양자화 가중 행렬을 사용하는 반면, MPEG-4 심플 프로파일은 양자화 가중 행렬을 사용하지 않는다. 그 결과 두 부호화 방식의 양자화에 사용되는 양자화 파라미터가 동일하더라도 양자화 계단 크기가 서로 달라지기 때문에 변환 부호화된 MPEG-4 영상의 화질이 심하게 열화 된다. 이 문제를 해결하기 위해 변환 부호기에서 양자화 오차를 최소화하는 재생레벨을 결정하는 방식을 제안하며, 이 방식의 적용을 위해 변환부호기에서 MPEG-1 시퀸스의 DCT 계수에 대한 확률밀도함수를 추정하는 방법을 제시한다. 실험결과에 의하면 제안된 방식을 적용할 경우 기존의 방식에 비해 PSNR 측면에서 $0.3{\sim}0.6dB$ 정도의 개선이 있으며, 동시에 발생 비트량을 $5{\sim}7%$ 정도 줄일 수 있다.