$8\times8$ 블록기반의 후처리필터링을 고려한 H.264 블록화 현상 제거부 설계 기법

H.264 Deblocking Filter Implementation Method Considering $8\times8$ Block-Based Post-Filtering

  • 발행 : 2005.03.01

초록

최근에는 H.263, MPEG-4, H.264 등과 같은 동영상 압축에 관한 다양한 국제표준의 등장으로 인해 제한된 자원을 활용해서 여러 가지 표준을 효과적으로 지원할 필요성이 증대되고 있다. 동영상의 화질 개선에 중요한 역할을 담당하는 블록화 현상 제거부의 입장에서 볼 때 전통적인 $8\times8$ 블록기반의 비디오 후처리필터링과는 달리 H.264 압축방식에서의 블록화 현상 제거부는 구조상의 중요한 차이점을 가지고 있다. 이 논문에서는 이러한 차이점을 분석하여 전통적인 $8\times8$ 블록기반의 비디오 후처리필터링을 함께 지원할 수 있는 H.264 블록화 현상 제거부의 설계방안을 제시한다. 제안된 설계방안에서는 필터링의 대상이 되는 블록경계를 적응적으로 선택하게 함으로써 $8\times8$ 블록크기와 $4\times4$ 블록크기에 모두 대처한다. 필터링된 결과를 움직임 보상에 사용할지 여부를 선택할 수 있도록 함으로써 후처리필터링과 루프필터링에 모두 대처한다. 사람의 시각적 특성을 바탕으로 $8\times8$ 블록경계에서 발생되는 블록화 현상을 조사함으로써 전통적인 H.263 양자화 값과 H.264 양자화 값의 상관관계를 분석하여 H.263 양자화 변수값을 H.264 양자화 변수값으로 변환하는 방식을 이용한다. K264 블록화 현상 제거기능을 그대로 유지하면서 약간의 변형을 통해 효과적으로 H263, MPEG-4, H264 등과 같은 다양한 국제표준에 사용될 수 있는 블록화 현상 제거부를 구현할 수 있다.

After various video coding standards such as H.263, MPEG-4, and H.264 have been introduced, there has bun strong need to support the multiple standards with limited resources efficiently. In terms of deblocking Inter which plays an important role in improving visual quality, K264 deblocking filter implementation has different aspects as compared with traditional $8\times8$ block-based post-filter implementation. Analyzing the differences, this paper proposes a H.264 deblocking filter implementation method that supports $8\times8$ block-based post-filtering for the traditional video coding systems. In the proposed implementation method the block boundaries to he filtered are adaptively chosen for $8\times8$ and $4\times4$ block boundary filtering. Since the filtered result is selectively used for motion compensation or not, both loop-filtering and post-filtering can be achieved. A quantization parameter conversion unit that converts H.263 quantization parameters to H.264 quantization parameters is utilized by examining the $8\times8$ block boundary errors based on human visual system. Since the original nature of the H.264 deblocking filter is well expanded to the $8\times8$ block-based post-filter with minor modifications, the proposed implementation method is suitable to implement the deblocking function of the multiple video standards such as H.263, MPEG-4, and K264, efficiently.

키워드

참고문헌

  1. ITU-T Recommendation H.263, 'Video coding for low bitrate communication,' May 1996
  2. ISO/IEC 14496-2, 'Information technology Coding of audio- visual objects - Part2: Visual,' 1999
  3. Draft ITU-T Recommendation and Final Draft International Standard of Joint Video Specification (ITU-T Rec. H.264 \ ISO/IEC 14 496-10 AVC), May 2003
  4. T. Wiegand, G. Sullivan, A. Luthra, 'Overview of the H.264/AVC Video Coding Standard,' IEEE Transaction on CSVT, Vol. 4, pp. 560-576, July 2003 https://doi.org/10.1109/TCSVT.2003.815165
  5. S. D. Kim, J. Y. Yi, H. M. Kim, and J. B. Ra, 'A Deblocking Filter with Two Separate Modes in Block-Based Video Coding,' IEEE Trans. Circuits Systems Video Technol., Vol.9, No.1, pp.156-160, Feb., 1999 https://doi.org/10.1109/76.744282
  6. P. List, A. Joch, J. Lainema, G. Bjontegaard, and M. Karczewicz, 'Adaptive deblocking filter,' IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., vol. 13, no. 7, pp. 614-619, July 2003 https://doi.org/10.1109/TCSVT.2003.815175
  7. M. Horowitz, A. Joch, F. Kossentini, and A. Hallapuro, 'H.264/AVC Baseline Profile Decoder Complexity Analysis,' IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., vol. 13, no. 7, pp. 704-716, July 2003 https://doi.org/10.1109/TCSVT.2003.814967
  8. Y. - W. Huang, T. - W. Chen, B. - Y. Hsieh, T.-C. Wang, T.-H. Chang, and L.-G. Chen, 'Architecture design for deblocking filter in H.264IJVT/AVC,' Proc. Int. Conf. Multimedia Expo, vol. 1, pp. 693-696, July 2003 https://doi.org/10.1109/ICME.2003.1221012
  9. M. Sima, Y. Zhou, and W. Zhang, 'An efficient architecture for adaptive deblocking filter of H.264/AVC video coding,' IEEE Trans. Consumer Electron., vol. 50, no. 1, pp. 292-296, Feb. 2004 https://doi.org/10.1109/TCE.2004.1277876
  10. S. A. Karunasekera and N. G. Kingsbury, 'A distortion measure for blocking artifacts in images based on human visual sensitivity,' IEEE Trans. Image Processing, vol. 4, no. 6, pp. 713-724, June 1995 https://doi.org/10.1109/83.388074