Efficient Coding of Motion Vector and Mode Information for H.264/AVC

H.264/AVC에서 효율적인 움직임 벡터와 모드 정보의 압축

The portion of header in H.264 gets higher than those of previous standards instead of its better compression efficiency. Therefore, this paper proposes a new technique to compress the header of H.264. Unifying a sentence elementary in H.264, H.264 does not consider the distribution of element which be encoded and uses existing Exp-Golomb method, but it is uneffective for variable length coding. Most of the header are block type(s) and motion vector difference(s), and there are redundancies in the header of H.264. The redundancies in the header of H.264 which are analyzed in this paper are three. There are frequently appearing symbols and non-frequently appearing symbols in block types. And when mode 8 is selected in macroblock, all of four sub-macroblock types are transferred. At last, same values come in motion vector difference, especially '0.' This paper proposes the algorithm using type code and quadtree, and with them presents the redundant information of header in H.264. The type code indicates shape of the macroblock and the quadtree does the tree structured motion compensation. Experimental results show that proposed algorithm achieves lower total number of encoded bits over JM12.4 up to 32.51% bit reduction.

H.264에서 채택하고 있는 기술들로 인해 H.264의 헤더는 이전 표준안들에 비해 전체 비트 열에서 더 많은 비율을 차지하기 때문에, H.264의 헤더를 압축하기 위한 새로운 기술이 필요하다. H.264에서는 구문요소를 일원화하여 부호화하는데, 부호화할 요소들의 발생 분포를 고려하지 않고 기존의 Exp-Golomb방식을 이용하기 때문에 가변 길이 부호화 관점에서 매우 비효율적이다. 헤더의 대부분을 매크로 블록 타입과 움직임 벡터 차이간이 차지하고 있으며, 본 논문에서 분석한 H.264의 헤더에서의 중복은 다음과 같은 세 가지이다. 매크로 블록 타입에서 자주 발생하는 부호와 그렇지 않는 부호가 있으며, 매크로 블록 모드가 8일 때, 네 개의 서브 매크로 블록 타입들이 모두 전송된다. 그리고 마지막으로 움직임 벡터 차이 값에서 같은 값(특히 '0')들이 발생한다. 본 논문에서는 타입 코드와 쿼드트리를 사용하는 알고리즘을 제안하고 있으며 헤더에서의 반복되는 정보를 이 두 가지 구조들을 가지고 표현한다. 타입 코드는 발생하는 매크로 블록의 모양을 나타내며, 쿼드트리는 움직임 추정 나무 구조를 나타낸다. 실험의 결과에서 제안하는 알고리즘이 JM12.4에 비해 최대 32.51% 비트율 감소를 보여준다.