• 방송공학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.388-397
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• 2015

고화질 비디오에 대한 시장의 요구가 높아짐에 따라 고화질 비디오를 기존 보다 낮은 데이터 량으로 압축할 수 있는 새로운 비디오 부호화 표준 기술인 HEVC(High Efficiency Video Coding)가 최근에 개발 완료되었다. 즉 HEVC로 압축한 데이터의 양은 기존 비디오 부호화 표준인 AVC/H.264로 압축한 데이터의 양의 동일 화질 대비 약 50%로 보고되고 있다. 압축 성능이 개선된 새로운 부호화 표준에 대한 시장의 관심은 뜨겁지만 시장에 바로 활용되기 위하여서는 응용 서비스에서 요구하는 수준의 처리속도를 만족시켜야 한다. 다수의 코어가 탑재된 컴퓨터 시스템이 널리 보급된 오늘날의 개발 환경에서 부호화 처리 속도를 개선시키기 위해서 여러 각도의 병렬 부호화 적용이 필수이다. 본 논문에서는 HEVC 부호화기에 화면 분할 병렬화와 프레임 수준의 병렬화를 조합하여 적용할 때 코딩 효율 대비 병렬화로 인한 더 높은 속도 향상 결과를 가져올 수 있는 방법을 제안하였다. 즉 시스템 자원과 병렬로 처리할 프레임에 따라 화면을 적응적으로 분할하게 함으로써 코딩 효율 대비 속도 향상을 개선시킬 수 있었다. 한 화면 안에서는 다수의 타일(Tile) 단위로 병렬처리하고, 참조되지 않는 프레임(Frame)들을 병렬로 부호화하도록 본 논문을 통해 구현하였으며 Full-HD 및 4K UHD 영상을 이용하여 제안하는 방법이 코딩 효율 대비 병렬화로 인한 속도 향상이 개선되었음을 보여주었다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제38권2호
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• pp.218-226
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• 2001

MPEG-2 비디오 부호화 과정에서 비트율 제어를 위해 MPEG-2 Test Model 5 (TM5) 알고리즘이 널리 사용되고 있지만, 실제로는 각 화면에 할당되는 목표 비트수와 실제 부호화된 비트수가 잘 맞지 않아 한 GOP의 마지막 부분에서 버퍼 넘침 현상과 화질의 급격한 열화 현상이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 부호화하고자 하는 블록의 이전 블록에서 실제 발생된 비트수와 예측에 의한 비트수 사이의 관계를 이용하여 정확한 비트수를 할당함으로써, 각 화면의 목표 비트수와 실제 발생되는 부호화 비트수를 정합시키는 새로운 비트율 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 화면내에서 일관된 화질을 유지하며, 실시간 처리도 가능하다.

• 방송공학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.484-492
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• 2016

High efficiency video coding (HEVC)은 H.264/AVC와 같은 이전 비디오 압축 표준 보다 더 높은 압축 효율을 갖는 최신 비디오 압축 표준이다. 화면 내 예측에서 최대 압축 단위 (LCU)들은 quadtree 구조를 통해 64x64부터 8x8까지의 크기를 갖는 더 작은 압축 단위 (CU)들로 나누어지고, 이들은 다시 예측 단위 (PU)들로 나누어진다. 가능한 크기까지 CU를 분할하면서 RDO (Rate Distortion Optimization) 과정을 통해 최적의 CU 분할 형태가 선택된다. 이 과정에서 HEVC는 많은 계산량을 필요로 한다. 본 논문에서는 HEVC의 계산량을 줄이기 위해, FAST (Features from Accelerated Segment Test) 코너 검출을 이용하여 화면 내 예측을 위한 고속 CU depth 결정 방법 (FCDD)을 제안한다. 제안하는 방법은 기존의 HEVC와 비교하여 약 0.7%의 BDBR 만큼의 적은 압축 성능 감소와 함께 부호화기에서 약 53.73%의 계산 시간을 감소시켰다.

• 방송공학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.397-400
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• 2017

최근 드론, 액션캠 등과 같은 촬영 장비의 활성화로 다양한 전역 움직임을 내포한 영상들이 많이 생성되고 있다. 이때 회전, 확대, 축소 등의 움직임이 발생한 경우, 2D motion vector를 활용하는 기존의 화면 간 예측 방법은 높은 부호화 효율을 기대하기 어렵다. 본 논문에서는 전역 움직임을 homography 참조 픽처를 통해 반영한 비디오 부호화 방법을 제안한다. 제안방법으로, 1) 현재 픽처와 참조 픽처간 전역 움직임 관계를 homography로 파악하여 새로운 참조 픽처를 생성하는 방법, 2) homography 참조 픽처를 화면 간 예측에 활용하는 방법이 있다. 실험은 HEVC 참조 소프트웨어인 HM 14.0에 적용하였고, 실험결과 RA 기준 6.6% 부호화 효율이 증가했다. 특히, 회전 전역 움직임을 지니는 영상을 이용한 실험 결과에서는 기존대비 최대 32.6%의 부호화 효율이 증가하는 결과를 나타내어, 드론과 같이 복잡한 전역 움직임이 자주 나타나는 비디오에서 높은 효율을 보일 수 있을 것으로 기대된다.

• 방송공학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.319-329
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• 2016

인터넷 비디오 코딩(Internet Video Coding: IVC)은 MPEG에서 개발 중인 로열티 무료 비디오 코덱이다. IVC 코덱의 부호화 효율은 지속적으로 향상되어왔으며, CD(Committee Draft) 버전의 IVC는 객관적 화질 및 주관적 화질이 H.264/AVC HP(High Profile)와 견줄 만한 수준의 성능을 낸다고 보고 되었다. 본 논문에서는 IVC 코덱 구조의 개요 및 주요 부호화 알고리즘과 함께 MPEG에서의 IVC 개발 과정 중에 부호화 효율을 향상시키기 위하여 제안된 부호화 툴을 제시한다. 부호화 툴은 비 참조 P 프레임 부호화, DC 모드 화면내 예측, 라그랑지안 승수(Lagrange Multiplier) 선택기법, 색차신호의 화면내 예측모드 확장 기법 등 표준 및 비표준 부호화 기법을 포함한다. 각 부호화 툴에 대한 알고리즘과 부호화 효율 이득을 실험을 통하여 제시하였다. 실험결과 각 부호화 툴은 저지연 부호화 모드에서 각각 8.8%, 0.4%, 0.4%, 0.0%의 비트율 절감의 부호화 이득을 얻었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권9호
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• pp.1-8
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• 2009

H.264/AVC 표준은 부호화 효율을 향상시키기 위해 각 매크로블록의 최적 부호화 모드를 결정하는 율-왜곡 최적화 기법을 사용한다. 율-왜곡 최적화 기법은 기존의 비디오 압축 표준보다 부호화 효율을 향상시키지만 매크로블록의 최적 부호화 모드를 결정하기 위해서 전체 모드에 대해 율-왜곡 최적화 과정을 수행해야하므로 부호화기의 복잡도가 매우 증가하게 된다. 본 논문에서는 부호화기의 복잡도 감소를 위해서 방향성 기울기를 이용한 고속 화면내 예측 모드 결정 방법을 제안한다. 제안된 알고리즘은 2-경로 구조로 구성되었다. 첫 번째 경로는 방향성 기울기를 계산하여 제안된 예측 모드 결정 방법에 따라 $16{\times}16$ 화면내 예측 모드를 결정한다. 두 번째 경로는 $4{\times}4$ 화면내 예측의 최적 모드를 결정한다. $4{\times}4$ 화면내 예측에서 지원하는 9가지 예측 모드 중 3가지 예측 모드에 RDO 과정이 수행된다. 각 경로에서 결정된 두 가지 모드의 비용을 비교하여 최적 모드를 결정한다. 모의실험을 통해 제안 방식이 참조 소프트웨어와 비교하여 무시할 수 있는 화질 손실과 평균적으로 77%의 계산량을 감소시킬 수 있음을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.83-85
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• 2008

현행 지상파 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)에서는 최대 CIF급 해상도의 동영상을 384 Kbps 정도의 비트율로 압축하여 비디오 CD급의 화질을 제공한다. 따라서 큰 화면을 통해 DMB 방송을 시청할 경우 해상도 부족 등으로 인한 화질 열화를 느낄 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 방안으로 계층적으로 부호화된 비트스트림을 서로 다른 채널로 전송하는 고품질 AT-DMB 시스템이 연구되고 있다. 더불어, 계층변조 기술을 이용하여 추가적인 전송대역폭을 확보하고, 계층적 비디오 부호화 기술을 이용하여 고품질 이동 멀티미디어 방송을 제공하는 고품질 T-DMB 방식이 개발되고 있다. 이와 같은 AT-DMB 방식으로 사용자에게 안정된 고품질 비디오 서비스를 제공하기 위해서는 계층적 비디오 부호화를 고려한 효율적인 AV다중화 및 동기화 구조에 대한 연구가 필수적으로 요구 된다. 본 논문에서는, 이와 같은 고품질 AT-DMB 시스템을 위해서 각 계층 ES(Elementary stream)을 MPEG-4 over MPEG-2 시스템과 Eureka-147 DAB 시스템을 통해 서로 다른 채널로 전송한다. 계층별 전송으로 인한 시간 지연에 대처하여 수신입력부에서는 각각의 계층으로 전송된 ES들이 동기화 되어 복호화 되도록 SVC의 계층적 비트스트림 구조와 적응적으로 동작되는 다중화 시스템구조를 제작하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.119-122
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• 2009

멀티미디어 처리 분야의 급속한 발전으로 인해 3차원 TV (3DTV)는 차세대 방송 시스템 시장에서 가장 주목을 받는 제품이 되었다. 3DTV는 사용자가 원하는 시점을 자유롭게 선택할 수 있고, 입체감을 제공하여 사용자가 마치 그 곳에 있는 듯한 효과를 줄 수 있다. 지금까지 입체 영상은 스테레오 영상을 기반으로 하나의 시점에 대한 입체 영상을 제공했지만 최근에는 다시점 영상을 이용하여 다양한 위치에서의 입체 영상을 제공하는 기술이 연구되고 있다. 다시점 영상은 사용자에게 임의 시점의 영상에 대한 시청을 가능케 하여 입체감 있는 화면을 제공할 수 있다. 입체감 있는 영상을 만들기 위해서는 다시점 영상의 시점 간 가상 시점을 생성할 수 있도록 하고 깊이 정보를 포함하고 있는 깊이 영상 (Depth Image)을 획득하여야 한다. 획득된 깊이 영상 데이터와 다시점 비디오 데이터를 동시에 전송하는 다시점 비디오 시스템이 상용화되기 위해서는 방대한 양의 데이터를 효율적으로 압축하는 다시점 비디오 부호화 기술 개발이 필수적이다. 본 논문에서는 기존의 컬러 영상의 효율적인 압축 방법을 제안하던 다시점 비디오 부호화 기술에 국한되지 않고 3차원 영상 화질을 객관적으로 높일 수 있도록 깊이 영상의 효율적 압축 기법에 대한 새로운 방법을 제안한다.

• 방송공학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.921-927
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• 2015

본 논문에서는 효율적인 스케일러블 다시점 비디오 부호화를 수행하기 위해 필요한 참조화면 재순서화, 마킹 프로세스, 참조픽처 리스트 구성을 포함하는 DPB (Decoded Picture Buffer) 작동을 위한 새로운 설계 방법을 제안한다. 다양한 실험 결과를 통해서 제안된 방법에 의해 스케일러블 다시점 비디오 부호화에 있어서 개선된 압축효율을 얻을 수 있고 BD-Rate 및 BD-PSNR 측면에서 향상된 비디오 화질을 얻을 수 있음을 확인한다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제30권7_8호
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• pp.727-743
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• 2003

본 논문에서는 축구 동영상에서 스포츠 중계방송의 구조적 특성을 이용하여 자동적으로 하이라이트(Highlight)를 추출하는 새로운 방법을 제안하고 실험을 통하여 그 유용성을 증명한다. 일반적으로 스포츠 중계 방송에서는 중요한 이벤트(골, 반칙)가 발생하면, 그 장면을 다시 느린 속도의 리플레이(Replay) 화면으로 보여주고, 리플레이가 시작되고 끝날 때 Wipe와 같은 점진적인 화면 전환 기법을 사용하는 구조적 특성을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 스포츠 중계방송의 구조적 특징을 이용하여 축구동 상의 중요한 이벤트만을 추출하여 하이라이트를 생성하는 방법을 제안한다. 이를 위해 본 논문에서는 비디오의 슬라이스 이미지(Slice Image)를 이용하여 Wipe효과 장면과 줌인/아웃 장면을 검출하고, 검출된 Wipe 효과 지점을 기준으로 하여 리플레이 장면을 검출한다. 이때 이런 기본 알고리즘에 새로이 Sub-Sampling방법과 Two-Pass 방법을 더하여 보다 빠르고 정확한 Wipe검출을 하였고, 비디오의 모션 정보 및 Wipe지점의 시간간격을 이용하여 보다 정화한 리플레이 장면을 검출하였으며, 샷의 녹색영역 비율을 측정하여 보다 정화한 줌인/아웃 장면을 검출하였다. 이렇게 최종적으로 검출된 리플레이 장면과 줌인/아웃 장면을 토대로 이벤트 샷(Shot)과 선수 샷으로 구성된 하이라이트 장면을 추출하게 된다. 이러한 방법은 자동적으로 축구 중계방송을 요약해줌으로써 축구와 관련된 웹서비스나 방송용 하이라이트 제작에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.