H.264/AVC 표준의 제정 이후에도 ITU-T VCEG 에서는 KTA 소프트웨어를 바탕으로 부호화 효율을 향상시키기 위해 유망한 비디오 압축 기술들을 계속 연구해 왔다. 최근에는 ISO/IEC MPEG과 ITU-T VCEG은 공동으로 JCT-VC를 결성하여 H.264/AVC 대비 두 배 높은 차세대 영상 압축 표준인 HEVC를 진행 중에 있다. 다양한 차세대 부호화 기술 중에 움직임 예측을 위한 적응적 영상 보간 기술은 높은 부호화 성능을 보이지만, 많은 계산량과 다양한 영상에 대한 에러 특성을 반영하지 못하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 영상에 따른 보간 필터의 특성을 파악하고, 이를 기반으로 다양한 에러 특성을 반영하는 효과적인 고정 보간 필터뱅크를 제안한다. 실험 결과, 제안하는 방법은 KTA의 고정 방향성 보간 필터(FDIF)와 HEVC의 방향성 보간 필터(DIF) 대비 각각 0.7%와 1.3%의 부호화성능 향상을 얻었다.
본 논문은 필드 워핑과 모핑을 위한 pseudomedian 필터 기반 영상 보간법을 제안하고 주관적인 화질을 분석?평가함에 그 목적이 있다. 필드 워핑은 상대적으로 많은 연산량을 요구하는 것에 반해 제어선을 이용하여 좀 더 세밀하게 워핑 결과를 제어할 수 있는 것이 장점이다. 필드 영상 워핑 및 모핑의 동작 특성상, 국부적인 영상 확대와 축소 및 회전 등과 같은 다양한 기하학적인 변형이 복합적으로 발생하게 되는데 역방향 매핑 과정에서 소스 영상과 목적 영상의 화소가 정수 화소 단위로 대응되지 않을 경우, 목적 영상에 대응시킬 화소값을 산출하기 위해 적합한 영상 보간 기술이 필요하다. 다양한 보간 기술들 중에서 평균적으로 우수한 결과를 제공하는 양선형 보간이 보편적으로 사용되고 있으나, 이 보간 기술은 대각선 방향의 윤곽선 재현에 한계를 가지고 있다. 제안된 보간 방법은 양선형 보간과 윤곽선 재현에 우수한 특성을 보이는 pseudomedian 필터 보간를 효과적으로 결합한 것이다. 제안된 방법에 따르면 다른 보간 기법에 비해 상대적으로 자연스러운 워핑 및 모핑 결과를 얻을 수 있다.
영상을 확대한다는 것은 저해상도 영상의 한 점을 이용하여 고해상도 영상의 다수의 점을 추정하는 것으로 고화질의 확대영상을 얻기 위해 다양한 보간법이 연구되어 왔다. 본 논문에서는 메디안 필터와 공간변화량을 이용한 영상 보간 방법을 제안한다. 제안방법은 보간 화소의 주변정보 특성을 보존하기 위해 메디안 필터 값과 보간 화소와 상관성이 밀접한 두화소의 평균값을 이용하여 보간 화소값을 생성한다. 또한 평균적인 공간 변화량과 최대 공간변화량을 이용하여 방향성 정보와 주변 화소의 변화 특성을 반영함으로 확대 영상의 화질을 개선한다. 제안 방법의 성능을 평가하기 위해 기존의 보간 방법과의 PSNR과 확대 영상을 화질을 비교하였다. 실험결과 제안 방법은 기존의 방법에 비해 개선된 화질과 성능을 보여 우수함을 입증하였다.
볼륨 가시화가 의료 데이터에 이용되면서 고화질 영상을 생성하고자 하는 요구가 계속되고 있다. 기존에 볼륨 가시화에 사용되던 선형 보간 필터는 상대적으로 빠른 속도로 좋은 화질의 영상을 생성하지만, 더 높은 화질의 영상을 생성하려면 고차 보간 필터가 필요하다. 고차 보간 필터를 사용하는 경우 성능 저하가 발생하는데, 재-샘플링의 연산 시간이 크게 증가하기 때문이다. 본 연구는 고차 보간 필터에 카디널 보간을 적용하여 고화질 볼륨 가시화를 수행한다. 그리고 빈공간 도약 기법을 적용 가능하게 하여 재 샘플링의 횟수를 감소시키고 효율적인 가시화를 수행한다. 구체적으로 볼륨 데이터를 일정 크기의 블록으로 나누고, 각 블록의 밀도값의 상계와 하계를 이용하여, 빈공간을 도약한다. 이 과정에서 본 연구는 각 블록의 밀도값의 상계와 하계를 계산하는 새로운 방법을 제안한다. 그 결과로서 빈공간 도약이 효율적으로 수행되어 고화질 볼륨 가시화 수행속도를 크게 향상되었다.
본 논문은 2-점 보간 필터에 대한 효과적인 가중치 설정에 대한 방법을 제안한다. 2-점 보간법은 선형 보간 필터에 변형 함수를 적용함으로써 구현된다. 여기서 변형 함수를 적용할 때 적절한 가중치를 설정해야하는 문제가 발생한다. 기존 방법에서는 보간 커널 함수의 c1-연속성을 활용하여 설정하였다. 하지만 이러한 설정 방법은 변형 함수의 특성을 활용하지 못하는 부분이 존재한다. 논문에서는 변형 함수와 영상 신호에 대한 주파수 해석을 바탕으로 실험적으로 가중치 결정 기법을 제공한다. 이를 확인하기 위해서 다양한 실험을 진행한다. 실험결과는 변형 함수에 따라서 서로 다른 최적인 가중치가 결정됨을 확인할 수 있고 이전 방법보다 더 우수한 성능을 보여주는 것을 확인해 준다.
본 논문에서는 어안렌즈를 통해 획득한 전방향 영상을 파노라마 영상으로 변환하기 위한 영역분할 방법을 제안한다. 각 분할된 영역에 대한 변환 과정에서 발생하는 영상 왜곡을 완화하면서 에지를 보존하기 위하여 기존 양성형 보간 방법을 대체하는 바이래터럴 필터 보간 방법을 제안한다. 또한 파노라마 변환 영상에서 본 논문의 제안방법의 결과가 기존 결과보다 에지가 잘 보존됨을 확인하였다.
본 논문은 기존의 오디오 DAC 칩 외부의 아날로그 저역통과 필터를 하나의 칩에 집적하기 위하여 디지털 보간 필터의 구조를 FIR와 IIR 필터를 혼합한 구조를 제시하였다. 제시된 디지털 보간 필터를 이용한 ${\Delta}{\Sigma}$ 변조기 출력은 통과대역 내 (>$0.41{\times}fs$) 진폭은 ${\pm}0.001dB,\;0.41{\times}fs$에서 감쇠는 -0.0025[dB], 저지대역 이상(>$0.59{\times}fs$)에서 감쇠는 -75dB였고, 통과대역 내에서 군지연이 30.07/fs[s]이고, 군지연 오차가 0.1672%였다. 또한 저지대역 65[kHz]에서 감쇠가 약 -20[dB] 향상되어 이로 인해 기존의 디지털 보간 필터 구조에 비해 아날로그 저역통과 필터의 RC 적을 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.
최근 차세대 비디오 코딩 표준화를 위해 JCT-VC에서 HEVC라 불리는 새로운 비디오 압축 표준 기술을 개발하고 있다. HEVC는 H.264/AVC보다 높은 성능을 갖는 많은 부호화 기술을 채택하였다. 그중 색차 신호를 보간할 때 H.264/AVC에서 사용된 선형필터보다 좋은 성능을 가지는 DCT 기반으로 한 보간 필터를 사용하고 있다. 본 논문에서는 H.264/AVC에서 사용된 FIR필터와 선형필터를 통합한 필터를 제안하여 부호화 효율을 높이는 방법을 제안한다. 제안하는 방법과 DCT 기반으로 한 보간 필터와 비교하였을 때 실험결과로 제안한 방법은 random access구조의 high efficiency 경우 색차성분 U,V에서 각각 평균 0.9%, 1.1%의 BD-rate가 감소하였고,random access의 low complexity 구조인 경우 색차성분 U,V에서 각각 평균 1.1%, 1.1%의 BD-rate가 감소하였고, low delay의 high efficiency 구조인 경우 색차성분 U,V에서 각각 평균 0.9%, 1.4%의 BD-rate가 감소하였고, low delay 구조의 low complexity인 경우 색차성분 U,V에서 각각 평균 1.8%, 1.8%의 BD-rate가 감소하였다.
이 논문에서는 CIC(Cascaded Integrator-Comb) 데시메이션 필터의 주파수응답을 향상시키는 새로운 필터 구조를 제안한다. 기존의 방식은 CIC 필터의 통과대역 특성은 향상시키나, Aliasing 대역의 감쇠특성은 조금 나빠지는 단점을 갖고 있다. 그러나 이 논문에서는 통과대역의 특성은 기존의 방식보다 우수하며, 동시에 Aliasing 대역의 감쇠특성도 매우 향상시키는 4차의 보간필터를 제안한다. 제안된 필터는 4차의 필터이나 곱셈이 1개만 필요한 구조이므로 부가적인 연산량이 적으며, 또한 선형위상의 특성을 갖고 있으므로 CIC 필터의 선형위상 특성을 그대로 유지한 수 있다. 기존의 주파수응답 향상 기법들과 특성개선 효과를 비교하였다.
본 논문에서는 블록분류를 통하여 얻어진 블록별 특성에 따라 블록간 보간법과 신호적응필터를 이용한 새로운 후처리 기법을 제안한다. 제안한 알고리듬에서는 모든 블록에 대해서 DCT 계수의 특성에 따라서 저주파와 고주파 블록으로 나눈다. 이웃한 네 개의 저주파 블록에 대해서는 보간법을 이용하여 블록화 현상을 제거하고, 링잉현상이 발생할 가능성이 있는 고주파 블록에서는 에지맵에 따라 신호적응필터를 적용하여 영상의 에지들은 보호하면서 에지주위에 나타나는 링잉현상을 제거한다. 모의실험 결과 제안한 방법이 기존방법에 비하여 객관적 및 주관적 화질 측면에서도 우수한 성능을 보임을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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