• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.63-66
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• 2009

기존의 H.264/AVC 비디오 표준은 고화질 비디오 부호화를 지원하지만 고해상도에 특화된 요소 기술이 도입되지 않아 만족할만한 성능을 보이지 못한다. 현존하는 동영상 압축 표준 중 가장 뛰어난 H.264/AVC 표준의 인트라 $16{\times}16$ 예측은 매크로블록에 인접한 최대 33개의 주변 화소를 이용하여 매크로블록에 속한 256개의 화소 값을 예측한다. 특히, 전체 예측 모드 중 수직과 수평 예측 모드에서는 16개의 수직 또는 수평 위치에 위치한 주변 화소로 전체 매크로블록 내의 화소 값을 예측하므로 매크로 블록의 끝으로 갈수록 예측의 정확도가 떨어져 부호화 비트가 증가한다. 고화질 영상에서는 인트라 $16{\times}16$ 모드로 부호화되는 블록이 많으므로 수행되므로 인트라 $16{\times}16$ 예측의 정확도를 높일 수 있는 기술이 필요하다. 본 논문에서는 기존의 H.264/AVC의 예측 방법보다 예측 정확도가 높은 새로운 라인 기반 $16{\times}16$ 인트라 예측 방법을 제안한다. 일반적으로 편평한 특성을 보이는 인트라 $16{\times}16$ 블록이라도 좀 더 가까운 화소를 참조 화소로 사용하면 예측의 정확도를 높여 부호화 비트를 줄일 수 있다. 이를 이용하여 제안하는 알고리즘에서는 인트라 $16{\times}16$ 블록에서 16개 화소 한 줄을 단위로 예측 및 부호화를 수행한다. 1080p HD급 테스트 영상을 이용하여 실험한 결과, 기존의 H.264/AVC FRExt High 프로파일에 비해 평균 약 6.92%의 부호화 비트를 감소시킬 수 있음을 보였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.44 no.4 s.316
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• pp.8-16
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• 2007

For the improvement of coding efficiency, the H.264/AVC video coding standard employs new coding tools compared with existing coding standards. However, due to these new coding tools, the complexity of K264/AVC standard encoder is greatly increased. Specifically, the inter/intra mode decision method using RDO(rate-distortion optimization) technique is one of the most complex parts in H.264/AVC. In this paper, we focus on the complexity reduction in macroblock mode decision. In the proposed method, we reduce the complexity of the $4{\times}4$ mode decision process using $4{\times}4$ simple square filters, and using spatial block correlation method. Additionally, exploiting the best mode of sub_macroblock in $Inter8{\times}8$ mode, we proposed an algorithm to eliminate some intra modes in current macroblock mode decision process. In addition, we employed a method to raise the probability to select SKIP, $Intra16{\times}16$, and $Intra16{\times}16$ modes which usually show low complexity and low bitrate compared with other modes. From the simulation results, the proposed algorithm reduce the encoding time by maximum 83% of total, and reduce the bitrate of the overall sequences by $8{\sim}10%$ on the average compared with existing coding methods.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2006.11a
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• pp.117-120
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• 2006

최근 표준이 완료된 H.264/AVC는 기존의 비디오 압축 표준과 비교하여 높은 압축 성능을 보이지만 부호기에서 사용되는 Rate-Distorion Optimization(RDO) 기술은 모든 매크로블록 모드에 대해 부호화 과정을 수행 후 최적의 매크로블록 모드를 결정하기 때문에 부호기의 복잡도를 상당히 증가시킨다. 본 논문에서는 부호화할 블록 내의 가로와 세로 방향의 화소 유사성 정보를 이용하는 H.264/AVC의 화면 내(Intra) 예측을 위한 새로운 고속 모드 결정 방법을 제안한다. RDO를 통해 최적의 모드로 결정된 화면 내 예측 모드의 블록 내 가로와 세로 방향의 화소 유사성을 분석해 본 결과, 예측 모드에 따라서 그 유사성이 뚜렷한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 제안하는 방법은 화소 유사성 정보를 이용하여 후보 블록 모드의 수를 줄임으로서 PSNR(peak signal-to-noise ratio)의 감소가 거의 없이 화면 내 부호화 시간을 평균 약 70% 가까이 줄일 수 있었다.

• Broadcasting and Media Magazine
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• v.7 no.3
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• pp.19-23
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• 2002

본 장에서는 H.26L 비디오 코덱에 적용되는 움직임 보상 기법(motion compensation) 및 B 픽쳐(Bi-predictive picture) 에 대해 다루기로 한다. 먼저 H.26L 비디오 코덱이 H.263 또는 MPEG-4 Part 2와 같은 종래 비디오 코덱들과 움직임 보상 관점에서 다른 점을 살펴보면, 복수개의 레퍼런스 픽쳐(multiple reference picture) 로부터 움직임 추정 (motion estimation) 밀 움직임 보상을 수행하고, 16x16 매크로 블록 크기부터 16x8, 8x16, 8x8블록 크기에서 매크로 블록 모드 타입이 결정되고 8x8 모드는 다시 8x4, 4x8, 4x4 단위에서 서브 모드 타입이 결정된다. 따라서 한 개의 매크로블록은 최대 16개의 모션벡터를 깆을 수 있다. 또한 복수개의 레퍼런스 픽쳐와 다양한 블록 타입을 적용함에 따라 모션벡터 예측(PMV: prediction of motion vector) 은 현재 블록과 이웃하는 블록들 사이의 레퍼런스 픽쳐 인덱스 비교 및 현재 블록 타입이 16x8또는 8x16 일 때 방향성 예측을 허용하는 새로운 기법들이 소개되어 있다. 그리고 코딩 효율을 높이기 위한 방법으로서 1/4 pel 단위의 움직임 보상을 하여 블록의 예측 정확도를 높이도록 하고 있다. 한편, H.26L에서의 B 픽쳐는 종래 비디오 코덱에 비해 확장된 정의를 갖고 있다. 예를 들어, 종래의 비디오 코덱에서는 B 픽쳐가 시간 스케일러빌러티(temporal scalability)에 사용됨에 따라 레퍼런스 픽쳐로서 사용될 수 없지만, H.26L은 B 픽쳐가 레퍼런스 픽쳐로서 사용되는 것을 허용하고 있다. 또한 종래의 B 픽쳐가 양방향에서 움직임 보상을 한 것과 달리 H.26L은 동일 방향에 존재하는 두개의 레퍼런스 픽쳐에서도 움직임 보상을 허용한다.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.663-667
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• 2009

본 논문에서는 인접블록간의 움직임 유사도를 이용하여 불필요한 후보블록을 보다 빠르게 제거하는 PDE기반의 고속 블록매칭 알고리즘을 제안한다. 제안한 방법은 기존의 방법보다 불필요한 계수를 효율적으로 제거하기 위하여 인접 블록간의 영상의 유사성에 기초하여 인접한 네개의 매크로블록 가운데 최대 복잡도를 가지는 서브블록의 누적된 비율(cumulative distribution function-CDF)을 사용하고 서브블록별 복잡도가 집중되지 않도록 하기위하여 normalized 기반 매칭스캔 방법을 사용하여 효율적으로 계산량을 줄였다. 제안한 알고리즘은 화질의 저하 없이 기존의 PDE 알고리즘에 비해 60% 이상의 계산량을 줄였으며, MPEG-2 및 MPEG-4 AVC를 이용하는 비디오 압축 응용분야에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.34 no.2C
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• pp.200-208
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• 2009

A macroblock layer rate control for H.264/AVC has the problem that allocated target bits for current frame occasionally are exhausted too fast due to inadequate quantization parameter assignment. In this case, the maximum permissible quantization parameter is used to encode for remaining macroblocks and it leads to degradation of the visual quality. In addition, the header bits length estimation algorithm used for quantization parameter assignment takes the average header bits length for the encoded macroblocks of the previous frame and the current frame. Therefore, it generates a big mismatch between the actually generated header bits length and the estimated header bits length. In this paper, we propose adaptive quantization parameter decision method to prevent early exhausting target bits during encoding the current frame by considering the number of macroblocks that have negative targets bits in previous frame and the improved header bits length estimation scheme for accurate quantization parameter decision.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.45 no.5
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• pp.72-78
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• 2008

Although the H.264 video coding scheme is popular, it is not efficient for high-definition (HD) video coding because the size of its macroblock is relatively small for the HD video resolution. In this paper, we propose a new intra coding scheme based on the enlarged macroblock size. For the luminance component, intra $4{\times}4$ prediction and intra $16{\times}16$ prediction in H.264 are scaled into intra $8{\times}8$ prediction and intra $32{\times}32$ prediction, respectively. For the chrominance components, intra $8{\times}8$ prediction is extended to intra $16{\times}16$ prediction. Along with the $8{\times}8$ basic coding block size, an $8{\times}8$ integer discrete cosine transform (DCT) is used. Experimental results show that the proposed algorithm improves coding efficiency of the intra coding for HD video: PSNR gain by 0.23dB and bit-rate reduction by 5.32% on average.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.30 no.1C
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• pp.61-72
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• 2005

For the improvement of coding efficiency, the H.264 standard uses new coding tools such as VBS, 1/4-pel accurate ME, multiple references, intra prediction, loop filter, etc. Using these coding tools, H.264 has achieved significant improvements from rate-distortion point of view compared to existing standards. However, the encoder complexity is greatly increased due to these coding tools. We focus on the complexity reduction method of MB mode selection. Among all modes which can be selected, $8{\times}8$ and intra $4{\times}4$ mode have higher complexity than the others. So we propose the methods for reduction of the $8{\times}8$ and intra $4{\times}4$ mode complexity by using information of other modes with relatively low complexity. Simulation results show that the proposed methods save up to $54.6{\%}$ of total encoding time while keeping the average decrease about 0.012dB in PSNR.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.67-70
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• 2009

H.264/AVC 동영상 표준은 기존의 동영상 표준과 비교했을 때 뛰어난 압축률을 보인다. 특히 세밀한 움직임 예측을 통해 영상을 효율적으로 압축하지만 움직임 예측은 H.264/AVC 동영상 표준의 높은 복잡도의 원인 중 하나이다. 따라서 H.264/AVC의 부호화 시간을 단축하기 위해서는 고속 움직임 추정 기법이 필수적이다. 일반적으로 영상 신호는 인접한 화면과 매크로블록 사이에서 상관관계가 높고 부호화하고자 하는 매크로블록의 움직임벡터는 인접한 매크로블록에서 결정된 최적의 움직임 벡터와 유사한 방향성을 가진다. 그러므로 고정된 탐색 영역의 크기를 이용하면 불필요한 영역까지 움직임 예측 과정이 수행되어 계산량이 증가한다. 본 논문에서는 영상의 공간적, 시간적 상관도를 이용하여 탐색 영역의 크기를 결정하는 방법을 제안한다. 인접하는 블록들의 움직임 벡터의 표준편차를 이용하여 움직임이 작은 영역에서는 작은 탐색 영역을 이용하여 움직임 예측을 수행하고 반대로 움직임이 큰 영역에서는 큰 탐색 영역을 이용하여 움직임 예측을 수행한다. 또한 현재 화면과 참조 화면의 거리차가 클수록 참조 화면으로 선택되는 확률이 낮다는 사실을 이용하여 적응적으로 탐색 영역의 크기를 조절한다. 제안한 방법은 기존의 전 영역 탐색 방법과 유사한 부호화 성능을 보이면서 움직임 예측 시간이 평균 약 58.93% 감소하는 것을 확인할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2013.11a
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• pp.161-164
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• 2013

본 논문에서는 다양한 멀티미디어 코덱을 고속으로 처리하기 위하여 전용하드웨어가 아닌 병렬 어레이 프로세서 기반의 U-Chip(Universal-Chip) 구조를 제안하고 TSMC 80nm 공정을 사용하여 11,865,090개의 게이트 수를 가지는 칩으로 개발하였다. U-Chip은 역양자화(IQ), 역변환(IT), 움직임 보상(MC) 연산을 위한 $4{\times}16$ 개의 프로세싱 유닛으로 구성된 병렬 어레이 프로세서와 문맥적응적 가변길이디코딩(CAVLC)을 위한 비트스트림 프로세서와 인트라 예측(IP), 디블록킹필터(DF) 연산을 위한 순차 프로세서와 DMAC의 데이터 전송 및 각 프로세서를 제어하여 병렬 파이프라인 스케쥴링을 처리하는 시퀀서 프로세서 등으로 구성된다. 1개의 프로세싱 유닛에 1개의 매크로블록 데이터를 맵핑하여 총 64개의 매크로블록을 병렬처리 하였다. 64개 매크로블록의 대용량 데이터 전송 시간과 각 프로세서들의 연산을 동시에 병렬 파이프라인 함으로서 전체 연산 성능을 높일 수 있는 이점이 있다. 병렬 파이프라인 구조의 H.264 디코더 프로그램을 개발하였고 제작된 U-Chip을 통해 $720{\times}480$ 크기의 베이스라인 프로파일 영상에 대하여 코어 192MHz 동작, DDR 메모리 96MHz 동작에서 30fps의 처리율을 가짐을 확인하였다.