Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP (대한전자공학회논문지SP)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

MPEG-2 to MPEG-4 Transcoders in The Spatial Domain and The DCT Domain

공간 영역과 DCT 영역에서 MPEG-2로부터 MPEG-4 로 변환하는 압축기의 구현

  • 염인선 (한국과학기술원 전자전산학과) ;
  • 박현욱 (한국과학기술원 전자전산학과)
  • Published : 2004.09.01
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Abstract

Various multimedia systems have been developed and their application areas widely proliferate. Thus, the interoperability is getting important among various networks and devices. The video transcoding is a technology to solve this interoperability problem among various coding standards. Transcoding can be defined as the conversion of one compressed coded data to another. In this paper, MPEG-2 to MPEG-4 transcoder in the spatial domain is compared with that in the DCT domain. The transcoder is very useful when a video sequence that is originally encoded for digital TV, DVD or satellite broadcasting is served in mobile environment. In order to compare two transcoders, all modules except motion compensation and down sampling are implemented identically. In addition, both transcoders do not search for motion vector. Instead, the decoded information is reused to the encoder. The experimental results show that the transcoder in the spatial domain is usually better than that in the DCT domain with respect to PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio), bitrate and execution time.

멀티미디어 정보의 보급이 갈수록 확대 되어가는 요즘, 서로 다른 표준간의 음성 및 영상 데이터를 네트워크를 통해 전송할때 이종 네트워크간의 상호 운용이 중요한 이슈가 되고 있다. 변환 압축이라는 기술이 바로 이런 문제를 해결해 줄 수 있다. 변환 압축이란 어떤 표준으로 부호화된 신호를 다른 표준의 부호화된 신호로 전환하는 기술을 뜻하며 여기에는 비트 발생량, 공간 해상도, 시간 해상도 또는 압축 표준의 변환을 모두 포함한다. 본 논문에서는 MPEG-2에서 MPEG-4로의 변환 압축기를 공간 영역과 DCT 영역에서 각각 구현하여 비교하였다 이 변환 압축기는 디지털 방송, DVD 또는 위성방송용으로 제작된 비디오 시퀀스를 모바일 환경에서 서비스를 받을 때 유용하다. 각 표준이 지원할 수 있는 최적화된 공간 해상도를 고려하여 다운 샘플링 과정도 추가되었다. 구현된 2개의 변환 압축기의 공정한 비교를 위하여 구조의 특성상 다를 수밖에 없는 다운 샘플링 과정과 움직임 보상을 제외한 모든 블록에 대해서 동일하게 구현하였으며 빠른 변환 압축 부호화가 이루어지도록 움직임 추정을 다시 하지 않고 복호된 정보를 그대로 사용하였다. 결과 영상의 화질 비교와, 출력 파일의 크기 그리고 수행 시간에 대하여 공간 영역에서 구현한 변환 압축기가 DCT 영역에서 구현한 변환 압축기보다 더 나음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. N. Bjork and C. Christopoulos, 'Transcoder architectures for video coding,' IEEE Trans. Consumer Electron., vol. 44, pp. 88-98, Feb. 1998 https://doi.org/10.1109/30.663734
  2. A. Vetro and C. Christopoulos and H. Sun, 'Video Transcoding Architectures and Techniques: An Overview,' IEEE signal Processing Magazine, ISSN: 1053-5888, Vol. 20, Issue 2, pp. 18-29, March 2003 https://doi.org/10.1109/MSP.2003.1184336
  3. TMS320C64x Image/Video Processing Library
  4. Wenwu Zhu, 'CIF-to-QCIF Video Bitstream Down-Conversion in the DCT Domain,' Bell Labs Technical Journal, Jul. 1998 https://doi.org/10.1002/bltj.2113
  5. P.A.A. Assuncao and M. Ghanbari, 'Transcoding of MPEG-2 video in the frequency domain', ICASSP 1997, pp. 2633-2636, 1997 https://doi.org/10.1109/ICASSP.1997.595329
  6. N. Merhav and V. Bhaskaran, 'A fast algorithm for DCT domain inverse motion compensation,' Proc. IEEE Int Conf. Acoustics, Speech, Signal Processing, Vol. 4, pp. 2307-2310, May 1996 https://doi.org/10.1109/ICASSP.1996.547743
  7. Junehwa Song, Boon-Lock Yeo, 'A Fast Algorithm for DCT-Domain Inverse Motion Compensation Based on Shared Information in a Macroblock,' IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, Vol. 10, No. 5, Aug. 2000 https://doi.org/10.1109/76.856453
  8. Chang, S.-F. and Messerschmitt, D.G., 'Manipulation and Compositing of MC-DCT Compressed Video,' Proc. of IEEE JSAC Special Issue on Intelligent Signal Processing, 1994 https://doi.org/10.1109/49.363151
  9. HyunWook Park, YoungSeo Park, Seung-Kyun Oh, 'L/M-fold Image Resizing in Block-DCT Domain Using Symmetric Convolution,' IEEE Transactions on Image Processing, Vol. 12, No. 9, Sep. 2003 https://doi.org/10.1109/TIP.2003.816008
  10. Seung-Kyun Oh, HyunWook Park 'Precision lifting method to reduce the mismatches between spatial- and transform-domain motion-compensated coders,' Image Processing, 2003. Proceedings. 2003 International Conference on, Vol. 3, Sept. 14-17, 2003 https://doi.org/10.1109/ICIP.2003.1247371