• 제목/요약/키워드: 계층적 비디오 부호화

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H.264/SVC 공간 계위 부호화 기반 지상파 다채널 하이브리드 고화질 방송 서비스 프레임워크 및 H.264/SVC 부호화 성능 평가 (H.264/SVC Spatial Scalability Coding based Terrestrial Multi-channel Hybrid HD Broadcasting Service Framework and Performance Analysis on H.264/SVC)

  • 김대은;이범식;김문철;김병선;함상진;이근식
    • 방송공학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.640-658
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    • 2012
  • 기존의 다채널 지상파 디지털 TV 서비스인 KoreaView는 6MHz의 대역폭을 유지하면서 1개의 MPEG-2기반 HD 비디오와 3개의 H.264/AVC기반 SD 비디오, 총 4개의 채널을 제공하는 서비스이다. 그러나 KoreaView는 추가되는 3개의 SD급 비디오 채널이 작은 공간 해상도와 낮은 목표 비트율로 인한 화질 열화 때문에 높은 시청 만족도를 제공하지 못하는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 KoreaView의 한계점을 극복하기 위한 공간 계위 스케일러블 비디오 부호화 기반 지상파 다채널 하이브리드 고화질 방송 서비스 프레임워크를 제안한다. 제안하는 지상파 다채널 하이브리드 고화질 방송 서비스 프레임워크는 H.264/AVC 기반 SD 비디오 3개를 H.264/SVC 공간 기본 계층 부호화를 통해 동일하게 서비스 하고, 공간 향상 계층 부호화로 추가된 3개의 HD 비디오를 광대역망을 통해 전송하여 고화질의 다채널 방송을 서비스를 가능하게 한다. 이같이 기존의 3개의 SD 채널에 공간 향상 계층을 추가적으로 전송하면 고화질 채널을 통해 높은 시청 만족도를 갖는 여러 개의 채널을 확보하게 된다. 제안하는 프레임워크의 성능을 검증하기 위하여 실제로 방송에서 사용되는 다양한 영상을 이용하여 실험을 수행하였다. 먼저 H.264/SVC를 이용하여 SD 입력 비디오가 공간 기본 계층에서 1.5Mbps 목표 비트율로 부호화될 때, 34.5-42.9dB의 화질을 제공하여 상용 서비스가 가능한 수준의 객관적 화질을 제공 할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 12Mbps 목표 비트율로 부호화된 MPEG-2 기반 HD 복원 영상과 제안하는 서비스 프레임워크의 H.264/SVC 공간 향상 계층의 HD 복원 영상을 비교하여 부호화 성능을 분석하였다. MPEG-2 기반 HD 복원 영상과 유사한 객관적 화질 수준을 제공하기 위하여 제안하는 서비스 프레임워크에서 사용된 H.264/SVC 공간 계위 부호화를 수행한 결과 실험 영상의 종류와 특성에 따라 약 690kbps에서 8,200kbps의 비트율이 발생함을 실험을 통하여 확인하였다.

계층화 비디오의 RAPTOR 부호화를 통한 적응적 전송 방법 (Adaptive Transmission of Scalable Video using RAPTOR Code)

  • 최범석;박광훈;김규헌;서덕영
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2008년도 추계학술대회
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    • pp.157-160
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    • 2008
  • 본 논문에서는 Raptor 코드를 이용하여 계층화 비디오를 적응적으로 전송하는 방법을 보여 준다. 클라이언트는 정보를 수신 할 뿐만 아니라 수신한 정보를 다른 클라이언트와 교환함으로서 서버 의존도를 줄여 손실 상황에 대한 강인함을 지니게 된다. Raptor code의 특징을 이용하여 peer-to-peer 환경에서 효율적인 비디오 전송이 가능하다. 이러한 방법을 이용하여 실시간 UCC 비디오와 같은 콘텐츠를 자원이 제한적인 환경에서도 효율적으로 전송 할 수 있는 방법을 보인다.

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SVC 향상 계층의 빠른 인트라 부호화를 위한 효율적인 모드 결정 방법 (An Efficient Mode Decision Method for Fast Intra Encoding in the SVC Enhancement Layer)

  • 조미숙;강진미;정기동
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.872-883
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    • 2011
  • H.264/AVC의 확장 표준으로 제정된 SVC는 향상 계층에서 압축 효율을 높이기 위해 인트라 예측과 인터 예측뿐만 아니라 계층 간 예측을 추가로 수행한다. 그로 인해 부호화 계산량이 더욱 증가되는 문제점이 있다. 본 논문은 SVC 공간적 향상 계층에서 계산량을 효과적으로 감소시키는 빠른 인트라 부호화를 위한 효율적인 모드 결정 방법을 제안한다. 제안 방법은 크게 2단계로 이루어진다. 1단계에서는 Intra_BL 모드의 RD 값을 이웃 매크로블록의 최적 RD 값과 비교하고 이웃 매크로블록의 최적 예측 모드와 유사한 특성을 이용하여 Intra_BL 모드를 미리 결정한다. 2단계에서는 기본 계층과 향상 계층의 인트라 예측 모드의 상관성을 이용하여 인트라 예측의 후보 모드를 선택적으로 줄임으로써 전체 부호화 시간을 감소시킨다. 실험결과, 제안하는 방법은 JSVM 9.16보다 전체 부호화 시간을 48.15~56.32% 감소하면서 화질의 변화는 거의 없었다.

B 영상에서의 모순 검증을 이용한 움직임 벡터 부호화 (Motion Vector Coding with Contradiction Testing for B Picture)

  • 원광현;양정엽;박대윤;전병우
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.325-327
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    • 2011
  • 비디오 압축을 위한 움직임 벡터 부호화 과정에서 최적의 예측 움직임 벡터를 율-왜곡 관점에서 선택할 경우, 차분 움직임 벡터의 정보량을 최소로 만들 수 있지만, 추가적으로 예측 움직임 벡터의 인덱스 정보를 부호화해야 한다. 본 논문은 예측 움직임 벡터 인덱스 정보에 대해 모순 검증 기술을 적용하여 전체 예측 움직임 벡터들 중 모순으로 판명된 예측 움직임 벡터를 전체 집합에서 제외시켜 부호화 효율을 증가시키는 기술에 대해서 계층적 B 영상에 대한 새로운 실험한 결과를 제시한다. 제안하는 모순 검증 방법은 Motion Vector Competition 방법과 비교하여 평균 1.26%의 전체 비트량을 절감시킨다.

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계층적 깊이 영상으로 표현된 다시점 영상에 대한 H.264/AVC 비디오 압축 표준에 관한 연구 (A Study on H.264/AVC Video Compression Standard of Multi-view Image Expressed by Layered Depth Image)

  • 지인호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.113-120
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    • 2020
  • 다시점 비디오는 하나의 장면을 여러 대의 카메라를 이용하여 여러 시점에서 촬영한 것이다. 따라서 사용자의 요구에 의해서 원하는 시점의 비디오를 제공할 수 있는 장점을 갖는다. 본 논문에서는 보다 향상된 기법을 활용하여 계층적 깊이 영상 구조 표현의 압축 성능을 향상시켰다. 계층적 깊이 영상을 H.264 기술로 부호화시켜 압축된 데이터 크기를 확인하고, 복원된 각 영상의 품질 성능을 알아보았다. H.264/AVC 기술은 쉽게 비디오와 관련된 콘텐트에 대한 H.264 기술로 확장될 수 있다. 그래서 깊이 정보를 포함하는 다시점 영상을 효과적으로 압축할 수 있는 계층적 깊이 영상 구조라는 새로운 콘텐트에 적용하는 방법을 제안하였다. 다시점 비디오 영상의 막대한 데이터 양이 감소되며, 고품질의 영상을 제공되고, 에러 복원 기능이 강화하는 장점이 있는 것을 보여주었다.

공간적 스케일러블 비디오 부호화에서 계층간 모드 고속 결정 방법 (A Fast Inter-layer Mode Decision Method inScalable Video Coding)

  • 이범식;함상진;박창섭;박근수;김문철
    • 방송공학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.360-372
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    • 2007
  • 본 논문에서는 MPEG-4 제10부 규격인 Advanced Video Coding의 제 3 개정 규격 (MPEG-4 Part 10 Amendment 3)으로서 현재 표준화가 진행 중인 Scalable Video Coding (SVC) 규격에 대해 기본 계층에서 예측한 움직임 벡터 정보를 이용하여 향상 계층에서 모드 결정을 고속화하는 방법에 대해 소개한다. 본 논문에서 제안된 방법은 공간 계위성을 갖는 비디오를 부호화하는데 있어서 기본 계층에서 예측한 블록모드 중에서 큰 블록인 $16{\times}16$ 블록에서 움직임 벡터가 (0, 0)일 경우 또는 하위 계층의 정보를 이용하여 얻은 움직임 보상 블록과 향상 계층의 현재 블록의 잔차 신호의 정수변환의 계수가 모두 0인 경우에 대하여 향상 계층에서는 $16{\times}16$ 블록에 대해서만 율-왜곡 최적화를 수행함으로써 향상 계층에서 움직임 모드 결정을 조기에 완료하게 하여 공간 계위성 부호화를 고속화하거나 위 두 경우가 아닌 경우에는 후보 모드의 수를 감소시켜 감소된 모드에 대해서만 율-왜곡 최적화를 수행하는 방법을 제시한다. 이 제안 방법을 이용하였을 경우 향상 계층에의 모드 결정과정을 고속화함으로써 전체 스케일러블 비디오 부호화기의 연산량 및 복잡도를 전체 부호화 소요 시간 대비 최대 72%까지 감소시켰다. 그러나 연산량 감소에 따른 비트율의 증가와 화질 열화는 각각 최대 1.73%와 최대 0.25dB로 무시할 수 있을 정도로 작음을 확인하였다.

시간적 계층에서의 스케일러블 부호화 고속 모드 결정 방법 (Fast Coding Mode Decision for Temporal Scalability in H.264/AVC Scalable Extension)

  • 전병우
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.71-75
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    • 2013
  • 최근의 멀티미디어 서비스 환경은 다양한 전송 속도, 영상 크기나 화질을 지원하고 있다. 그러나 고정된 영상크기 또는 화질로의 부호화만이 가능한 기존의 비디오 부호화 기술은 새로운 멀티미디어 서비스 환경을 충족시키기가 어렵다. 따라서 새로운 환경적 요구를 충족시키기 위해 기존의 H.264/AVC 표준을 기반으로 다양한 영상크기와 화질을 지원할 수 있는 새로운 비디오 부호화 표준인 H.264/AVCSE(Scalable Extension)의 표준화가 진행되었다. H.264/AVC SE은 한번의 부호화된 스트림으로 다양한 크기나 화질을 가진 여러 개의 영상을 제공할 수 있다. 하지만 이를 위하여 기존의 H.264/AVC 표준에 비해 보다 복잡도가 요구되어 지기 때문에 이를 효과적으로 감소시킬 수 있는 추가적인 기술이 제공되어야한다. 본 논문에서는 H.264/AVC SE 표준이 가지는 복잡도 중 대부분을 차지하는 모드 결정법의 복잡도를 감소시키기 위해 이전과 이후 픽춰의 참조모드를 이용하는 early skip 알고리즘과 GOP내에 존재하는 모드들의 History를 이용하는 MHM(Mode History Map) 알고리즘을 이용한 고속모드 결정법을 제안한다.

HEVC 기반의 스케일러블 다시점 비디오 부호화기 설계 (Design Schemes for Scalable Multi-view Video Coding Based on HEVC)

  • 정태준;서광덕
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2015년도 하계학술대회
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    • pp.439-440
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    • 2015
  • 기존에 H.264를 기본 계층으로 SVC와 MVC를 결합한 스케일러블 다시점 비디오 부호화기를 SVC와 MVC의 DPB를 통합한 통합형 DPB(Decoded Picture Buffer) 설계를 바탕으로 구현하였다. 그러나 구현된 비디오 부호화기로 HD급 이상의 해상도를 갖는 영상을 압축하는데 있어서 효과적인 성능이 나오지 않았다. 이러한 이유로 SHVC와 MV-HEVC의 부호화 구조를 결합하여 고해상도 처리를 위한 스케일러블 다시점 부호화기 설계를 제안한다. 제안된 방법을 통해서 SHVC와 MV-HEVC가 통합된 스케일러블 다시점 비디오 부호화를 효율적으로 구현할 수 있을 것으로 예상한다.

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적응적인 블록분할을 이용한 고해상도 영상의 고속 부호화 (Fast Encoding Method for High Resolution Video using Adaptive Block Partition)

  • 이재영;한종기;배진수
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.42-45
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    • 2011
  • 최근ISO/IEC와 ITU는 공동 협력팀(Joint Collaborative Team on Video Coding-JCT-VC)을 구성하여 HEVC(High Efficiency Video Coding)라 불리는 새로운 비디오 압축 표준 기술을 개발하고 있다. JCT-VC의 목표 중 하나는 H.264/AVC 압축률의 2배를 향상하는 것으로 최근 HEVC 테스트 모델(HEVC Test Model - HM)을 확정했다. HM의 여러 기술 중에서 확장 블록 구조 (large block structure) 기술은 CU(Coding Unit)와 TU(Transform Unit), PU(Partition Unit)로 구성된다. CU와 TU는 압축 단위와 변환 기술을 확장한 반복적인 문법구조(recursive syntax structure)이며, PU는 H.264/AVC과 동일한 형태를 띈다. 확장 블록 구조는 CU, PU, TU의 여러 조합에 의해 다양한 모드를 지원하여 압축 성능은 높아졌지만 HM 부호화기의 복잡도는 증가한다. 본 논문에서는 HM에 채택된 확장 블록 구조 기술에 대해 설명한 후, 계층적 B프레임 구조로 부호화 되는 경우 이전 레벨의 CU Depth 정보를 이용하여 현재 레벨의 CU Depth를 효과적으로 제한하여 기존의 방법보다 빠르게 부호화하는 방법을 제안한다.

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인지적 중요성 기반 스케일러블 비디오 부호화 기법 (Scalable Video Encoding Method based on Perceptual Importance)

  • 이현호;김태완;이상훈
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2011년도 하계학술대회
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    • pp.565-566
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    • 2011
  • 본 논문은 H.264/AVC에서 사용하는 기존의 SVC 알고리즘에 추가적으로 인간의 시각적 중요도 정보를 활용하는 기법을 제안한다. 이 접근방식에서 기존의 SVC 알고리즘을 수정하기 위해 사람의 시각 체계가 균일하지 않게 표본화를 하는 정보가 이용된다. 우리는 각각의 화질계층에서 가장 중요한 지역의 크기를 조절함으로써 효율성과 공정성 모두 강조하는 새로운 자원 할당 알고리즘을 제안하였다. 효율성은 제안하는 SVC의 낮은 화질계층에서, 공정성은 중요한 지역의 크기를 크게 하는 높은 화질계층에서 강조된다. 실험결과는 제안하는 SVC 알고리즘이 압축된 비디오의 주관적인 시각적 화질을 개선하는 것을 보여준다.

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