• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 제14회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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• pp.469-472
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• 2001

MPEC Audio Layer-III(MP3)알고리듬은 복호화기에 비해 부호화기가 월등히 많은 연산량을 가지고 있는 비대칭 구조를 가지고 있다. MP3 부호화기의 대부분의 연산량은 복잡한 초월함수 연산이 포함되는 심리음향모델과 반복 루프 과정을 수행하는 비선형 양자화와 비트 할당과정 이 차지한다. 본 논문에서는 MP3 부호화기의 실시간 구현을 위한 알고리듬 레벨의 최적화를 수행하였다. MP3 부호화기의 연산량을 줄이기 위해 심리음향모델을 간략화하고 반복 루프의 회수를 최소화할 수 있는 방법을 제안하였다. 프레임당 한 그래뉼의 심리음향모델 정보를 계산하여 한 프레임 내에서의 심리음향모델 정보를 추정함으로써 연산량을 45% 이상 감소시켰다. 또한 외부 반복 루프의 반복 회수를 줄이기 위하여 외부 반복 루프의 반복에 따른 스케일 팩터(Scale Factor) 및 양자화 스탭의 증가 패턴을 관찰하고 최적화된 스캐일 팩터 증가 방법을 제안하였다. 제안된 고속화 방법은 주관적 음질 평가를 통해 성능을 검증하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2014년도 하계학술대회
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• pp.268-270
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• 2014

본 논문은 FME (Fractional Motion Estimation)의 선택적 수행을 통한 HEVC (High Efficiency Video Coding)의 부호화 고속화 방법을 제안한다. HEVC 는 H.264/AVC 에 비해 약 2 배의 압축 효율을 보이지만, 쿼드트리 구조의 재귀적 호출은 복잡도를 크게 증가시켰다. 이러한 이유로 인하여 HEVC 부호화기의 고속 모드 결정 및 고속화 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 HEVC 부호화기 중 가장 높은 복잡도를 갖는 화면 간 예측 모드의 부화소 움직임 추정 (FME: Fractional Motion Estimation)의 선택적 수행을 통하여 부호화기를 고속화하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법을 HEVC 레퍼런스 소프트웨어인 HM-12.0 에 적용하여 평균 2.0%의 BD-BR 가 증가하였으나, 평균 36.0%의 부호화 시간 감소 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.849-857
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• 2011

주문형 게임 서비스는 서버에서 실행하는 게임을 동영상 부호화하여 클라이언트에 전송하고, 클라이언트에서 비디오 복호화를 통해 게임을 즐길 수 있게 해 준다. 다수의 사용자가 네트워크상에서 실시간 게임 서비스를 즐기기 위해서는 초고속 게임 인코더가 필요하다. 본 논문에서 제안한 방법은 장면 기술자를 정의하고, 이를 게임 영상을 부호화하는 부호화기에 부가적인 정보로 입력함으로써 움직임 예측, 율 왜곡 최적화와 같은 복잡도가 높은 부호화 과정을 생략하여 부호화기를 고속화한다. 장면 기술자를 움직임 벡터로 사용하고, 장면 기술자를 이용하여 매크로블록 모드를 결정해 부호화기를 고속화한다. 제안하는 방법의 성능 평가를 위해 H.264/AVC의 오픈 소프트웨어인 x264와 비교한 결과, x264에 어셈블리 코드가 포함되지 않은 경우에 대해서 약 192%의 부호화 속도 향상을 확인하였고, x264에서 일부 모듈에 대해서 어셈블리 최적화를 반영한 결과에 대해서는 86%의 부호화 속도가 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 부호화기의 고속화 결과 60 FPS의 부호화 속도를 넘어 주문형 게임을 실시간으로 수행할 수 있게 되었다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.299-302
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• 2011

분산비디오압축(DVC, Distributed Video Coding) 기술은 부호화기의 복잡한 과정을 복호화기로 이동시킴으로써 경량화 비디오 부호화를 위한 새로운 방법으로 주목 받고 있다. 하지만 복호화기에서 채널 복호 과정과 움직임 추정/보상 과정이 수행됨으로써 복호화기의 복잡도가 상당히 증가하게 되며, 이에 복호화기 채널 복호 과정을 고속화하기 위한 방법이 지속적으로 제안되고 있다. 그러나 채널 복호 과정이 고속화될수록 움직임 추정/보상에 소요되는 계산량이 상대적으로 증가하게 되어, 이에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 상대적으로 증가하는 움직임 추정/보상 과정에 적응적 탐색 영역 방법을 적용하여 DVC 복호화기를 고속화하는 알고리즘을 제안한다. 제안 방법은 고정된 탐색 영역을 사용한 보조 정보 생성 방법과 비교하여 평균 76%의 시간절감이 가능하며, 성능저하는 BDBR이 약 0.31% 증가하는 정도로 크지 않다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.153-156
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• 2000

본 논문에서는 멀티미디어 서비스들 중에서 음성 또는 오디오 신호를 저속으로 압축할 때 사용되는 G.723.1 부호화기의 line spectral frequency(LSF) 계수 양자화 방식을 고속으로 처리하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 고속탐색 방법은 LSF 계수의 순서성질을 이용하여 코드북의 탐색 범위를 줄임으로써 계산량을 크게 감소시킨다. 제안된 고속탐색 방법을 predictive split VQ(PSVQ) 구조를 갖는 G.723.1 에 적용한 결과 spectral distortion(SD) 성능 감쇄 및 추가적인 메모리 증가 없이 최적 코드벡터를 찾기 위한 코드북 탐색 과정에서 코드북의 평균 탐색 범위가 $20.1\%$ 감소했으며, 이는 additions, subtractions, multiplies 및 comparisons 수가 각각 $19.1\%$, $20.1\%$, $19.4\%$ 및 $12.2\% 감소하는 결과를 얻었다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2022년도 하계학술대회
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• pp.246-249
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• 2022

최근 들어 세계적으로 크게 관심을 받는 메타버스 및 몰입형(가상현실, 확장현실, 및 라이트필드) 콘텐츠 서비스의 응용 범위를 확대하기 위해서는 3D 객체의 실시간 전송을 위한 압축 기술이 필요하다. ISO/IEC 23090 MPEG-I Part 5 로 2021 년 표준화 완료된 V-PCC (Video-based Point Cloud Compression)는 이러한 산업계의 관심 및 필요에 의해서 국제 표준화된 동적 3D 포인트 클라우드 객체 부호화 기술이다. V-PCC 기술의 압축 성능은 기존 산업계 기술에 비해 매우 우수하나, 부호화기의 연산 복잡도가 매우 높다는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 V-PCC 부호화기에서 가장 높은 연산 복잡도를 갖는 법선 추정 알고리즘의 결합 고속화 기법을 제안한다. 법선 추정은 2 개의 알고리즘으로 구성되어 있다. 첫번째는 "방향을 무시하는 법선 추정 알고리즘(normal estimation)"이고, 두번째는 첫번째 알고리즘에서 추정된 법선들을 대상으로 하는 "법선 방향 추정 알고리즘(normal orientation)"이다. 본 논문에서 제안하는 고속화 기법은 2 개 알고리즘을 결합하여 첫번째 법선 추정 알고리즘에서 획득한 부가 정보를 두번째 법선 방향 추정 알고리즘에서 활용함으로써 연산량을 대폭 줄이고, 또한 법선 방향 추정 알고리즘 내의 우선순위 큐 자료구조를 변경하여 추가적인 고속화를 달성한다. 7 개 테스트 영상에 대한 실험 결과, 압축 효율 저하 없이 법선 방향 추정 알고리즘의 속도를 평균 89.2% 향상시킬 수 있다.

• 방송공학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.578-591
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• 2016

본 논문에서는 HEVC 부호화기의 속도를 향상시키기 위하여, 움직임 벡터의 군집화를 통한 코딩 블록의 최대 분할 깊이를 결정하는 방법을 제안한다. 현재 HEVC (High Efficiency Video Coding)의 참조 소프트웨어 HM은 최적의 코딩 블록 구조를 찾기 위해 다양한 코딩 블록의 깊이들에 대한 율-왜곡 최적화 (RDO: Rate-Distortion Optimization)를 수행한다. 하지만 이는 부호화기의 높은 복잡도를 차지하는 요소 중 하나로 보고된다. 본 논문에서는 최적의 코딩 블록 구조를 움직임 벡터의 군집화 된 결과에 따라 결정함으로써, 부호화 과정에서 코딩 블록 구조를 찾기 위한 RDO의 복잡도를 줄임으로써 부호화기의 속도를 향상시키는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 전처리 과정으로부터 원본 영상에 대한 움직임 벡터 계산, 이를 통한 계층적 군집화를 수행하여, 군집화된 경향을 기반으로 코딩 블록의 최대 깊이를 결정한다. 본 논문의 제안하는 방법은 HEVC 참조 소프트웨어 대비 평균 1.45% BD-rate 손실이 있었으며 평균 16%의 부호화 속도 향상을 보였다. 또한, 기존의 고속화 방법과 함께 적용한 경우 1.84% BD-rate 손실과 45.13%의 평균 부호화 속도 향상을 나타냈다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.163-166
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• 2012

본 논문에서는 차세대 비디오 표준인 High Efficiency Video Coding(HEVC)의 영상 부호화 과정의 시간복잡도 감소를 위한 효율적인 Prediction Unit(PU)레벨 움직임예측(Motion Estimation, ME) 병렬화의 구현 기법을 제시하고자 한다. 움직임예측 과정은 부호화기에서 80%의 복잡도를 차지하는 과정으로 고속 부호화의 걸림돌이 되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 제안된 것이 움직임예측 알고리즘의 병렬화이다. 알고리즘 수준에서 ME 의 일부인 Merge Estimation 의 병렬화를 위해서 Merge Estimation Region (MER)기반의 ME 방법이 제안되었다. 하지만 HEVC Test Model reference software(HM)에 반영된 MER 을 이용하여 실제로 병렬화된 ME 를 구현하는 과정에서는 알고리즘 측면에서 아직 고려되지 않은 문제들이 존재한다. 이에 본 논문에서는 MER 을 사용한 안정적인 병렬 ME 를 구현하기 위한 전략으로 각 PU 의 정보를 독립적으로 사용하기 위한 부분 순차화 방법과 메모리 접근제한을 이용한 병렬화 방법을 제시한다. 실험을 통해 본 연구의 우수성이 확인되었는데, 제안된 방법에 기반을 둔 구현에서 순차적인 ME 를 이용한 부호화기 대비 평균 25.64%의 전체 부호화 과정 시간의 감소가 나타났다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.136-137
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• 2010

본 논문에서는 고속, 저전력 비디오 부호화에 적합한 변환영역 Wyner-Ziv 분산비디오부호화기를 더욱 고속화하기 위한 병렬처리 방법을 제안한다. 기존에는 변환영역 Wyner-Ziv 분산비디오부호화를 위해 양자화 정보를 비트플레인단위로 분해후 이를 순차적으로 LDPCA 부호화하여 전체 부호화기 연산량에서 LDPCA의 복잡도가 약 54% 정도 차지하였고, 이는 고비트율로 부호화 할수록 더욱 증가하였다. 제안방법은 이를 개선하기 위해 여러 개의 비트플레인을 하나의 심벌 (symbol)로 묶어서 LDPCA 부호화를 수행하여 한 번의 연산으로 여러 개의 데이터를 동시에 처리할 수 있게 한다. 일종의 단일 명령 복수 데이터 처리 (SIMD, Single instruction, multiple data)에 의한 고속화 방법이다. 이를 통해 제안방법은 기존의 순차적 처리 방법에 비해 저비트율에서는 8배, 고비트율에서는 55배까지 LDPCA의 부호화 속도를 향상시켰다. 결과적으로 전체 부호화에서 LDPCA의 상대적인 복잡도 비율은 4%정도로 낮아지게 되었으며 Wyner-Ziv 영상의 부호화 속도도 약 1.5 ~ 2배까지 향상되었다. 제안방법은 LDPCA를 사용하는 다른 Wyner-Ziv 분산비디오부호화 구조에도 적용 가능할 것으로 기대한다.

• 방송공학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.171-182
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• 2015

HEVC는 H.264/AVC에 비해 압축 성능을 크게 개선시킬 수 있지만 부호화기와 복호화기 모두 복잡도가 크게 증가한다. 본 논문에서는 HEVC의 화면 간 예측 모드 결정 과정을 분석하고, 이 결과로부터 부호화기 및 복호화기의 복잡도를 효과적으로 감소시키기 위한 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 단방향 예측 모드의 결과로부터 양방향 예측 모드를 수행하지 않아도 되는 조건을 찾고, 이 조건을 만족하는 경우 미리 종료시킴으로써 부호화 복잡도를 감소시킨다. 실험 결과 압축률 하락 폭이 각각 0.6%, 1.0%, 1.5%인 경우 부호화 복잡도를 12.0%, 14.2%, 17.2% 감소시킬 수 있었으며, 이 때, 양방향 예측 모드의 비율을 각각 6.3%, 11.8%, 16.6% 감소시킴으로써 복호화기의 복잡도도 함께 감소시킬 수 있었다. 마지막으로, 제안한 방법이 HEVC 참조 소프트웨어에 기 적용되어 있는 고속화 알고리즘과 함께 사용되는 경우에도 유사한 효과를 낼 수 있음을 검증하였다.