• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2018년도 하계학술대회
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• pp.223-224
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• 2018

기계학습 기반 비디오 화질 자동 측정 기술은 주관적 화질 평가를 대체하기 위한 기술로, 비디오를 입력 신호로 화질 평가 결과를 출력 신호로 하는 기계학습 모델을 통해서 개발하는 기술이다. 학습에 필요한 비디오 데이터 셋은 입력 신호인 비디오 시퀀스와 입력의 출력신호로 학습할 주관적 화질 평가 결과로 구성된다. 이때 데이터 셋의 일부는 기계학습 기반 비디오 화질 자동 측정 기술 개발 과정에서 학습에 사용하고, 남은 일부는 개발 기술의 성능 평가에 사용한다. 일반적으로 기계학습 기반 기술의 성능은 학습 데이터의 양과 질에 비례한다. 그러나, 기계학습 기반 비디오 화질 자동 측정 기술 개발에 필요한 데이터 셋은 주관적 화질 평가 결과를 포함해야 하므로, 데이터 양을 늘리는 것은 쉬운 문제가 아니다. 이에 본 논문에서는 압축 비디오에 대한 화질 자동 측정 기술 개발을 위해 필요한 데이터 셋을 양과 질적 측면에서 효율적으로 구축하는 방법을 제안한다. 양적 측면에서 효율성을 높이기 위해 부호화 복잡도와 평가 난이도 기반으로 시퀀스를 선정 방법을, 질적 측면에서 효율성을 높이기 위해 쌍 비교(Pairwise Comparison)기반의 주관적 화질 평가 방법을 제안한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2017년도 하계학술대회
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• pp.197-200
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• 2017

퍼지 논리를 기반으로 한 적응형 스트리밍 기법인 FDASH 적응 알고리즘은 빠르게 변하는 네트워크 상황에서 우수한 콘텐츠의 화질을 보장하면서 끊김 없는 서비스를 제공하는 특성을 보이지만 비디오의 화질이 자주 변하기 때문에 최고의 사용자 체감 품질 (QoE: Quality of Experience)을 제공하지 못 할 수도 있다. 본 논문에서는 제한된 버퍼 크기를 가지고 동일한 콘텐츠의 화질을 보장하면서도 비디오 화질의 변화 횟수를 줄여서 최적의 QoE를 제공할 수 있도록 하는 변환된 퍼지 논리 기반의 DASH 적응 알고리즘을 제안하고자 한다. 제안된 방식은 우선 퍼지 논리 제어부(FLC : Fuzzy Logic Controller)의 수정을 통하여 다음 세그먼트의 비트율에 대해 최적의 판단을 하도록 하였고, 세그먼트 비트율 필터링 모듈 (SBFM: Segment Bitrate Filtering Module)을 추가하여 비디오 화질의 변화 횟수가 최소화 될 수 있도록 하였으며, 스트리밍 서비스 시작 시 SBFM에 의해 일정시간 저화질의 비디오를 시청해야 하는 상황을 막기 위한 Start Mechanism을 추가하였고, 마지막으로 버퍼의 오버플로우를 방지하기 위해 Sleeping Mechanism을 추가하였다. NS-3를 이용한 네트워크 모의실험 결과를 통해 제안된 방식이 FDASH 방식에 비하여 제한된 버퍼크기 상황 하에서도 오버플로우가 발생하지 않으며 점대점(Point to Point) 상황에서는 거의 동일 화질 성능을 보이면서도 비디오 화질 변화 횟수를 50% 이상 줄일 수 있음과 일반 Wifi환경에서는 오히려 17.8%정도 더 뛰어난 비디오 화질 성능을 보이면서 비디오 화질변화 횟수 측면에서는 53.1%정도 줄일 수 있음을 보여준다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2012년도 춘계학술발표대회논문집
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• pp.422-425
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• 2012

스트리밍 비디오 시스템의 QoS에 관한 기존 연구가 네트워크의 관점에서 비디오 스트림의 전송률을 조절하는 기법위주로 이루어져 균일한 화질을 제공받고자 하는 사용자에게 VBR 스트리밍 비디오의 장점을 제공하기 어려웠다. 본 논문에서는 스트리밍 비디오 시스템에서 클라이언트의 대역폭 변화에도 사용자에게 균일한 화질을 제공하기 위하여 CBR 스트리밍 비디오의 장점을 VBR 스트리밍 비디오에 적용하는 비디오 코덱을 설계한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.53-64
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• 2013

스트리밍 비디오 시스템(SVS)의 QoS에 관한 기존 연구는 네트워크 관점에서 전송되는 비디오 스트림을 조절하여 데이터의 손실과 지연을 방지하는데 중점을 두고 있다. 반면 비디오 스트림의 화질이 변화되면 균일화질을 원하는 사용자 입장에서의 QoS는 보장 받지 못하는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 Encoder에서 프레임 당 발생 비트량이 일정하게 유지되는 CBR 스트리밍 비디오의 장점과 균일한 화질을 보장하는 VBR 스트리밍 비디오의 장점을 적용한 VBR to CBR Encoder와 CBR to VBR Decoder, 비디오 스트림에 대한 재생 제어를 설계하였다. 그리고 이를 기반으로 사용자에게 균일한 화질의 제공을 보장하는 균일 화질 보장 SVS를 설계하고 구현하였다. 본 논문에서 제안한 균일 화질 보장 SVS의 우수성을 입증하기 위하여 여러 특성의 샘플 비디오에 대한 PSNR을 평가하였다. 평가결과 균일 화질 보장 SVS의 성능이 CBW가 ABR 100%부터 85%까지의 환경에서 균일한 화질을 보장하여 우수성을 입증하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.148-159
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• 2001

본 논문에서는 PSNR 관점에서 비디오 프로그램들 사이의 상대적인 화질을 정확하게 제어하는 선택적 화질 제어 시스템을 제시한다. 제안된 화질 제어 시스템은 하나의 일정 비트율 (CBR) 채널을 통해 전송되는 모든 프로그램들의 전송 비트율의 합을 일정하게 게 유지하면서도 각 비디오 프로그램에 대해서는 미리 설정된 상대적 화질을 유지하도록 가변 비트율 (VBR) 압축을 허용하는데, 이는 중앙 제어부에서 VBR 비디오 압축을 수행하는 비디오 부호기들을 동시에 제어하여 달성된다. 본 논문에서는 부호기/복호기 버퍼와 전체 전송 비트율에 대한 제약 조건의 해석에 근거한 버퍼 제어 방법도 제시한다. 다양한 실험을 통해 제안된 화질 제어 시스템은 비디오 버퍼의 넘침과 고갈을 방지하고 화질 제어의 오차가 0.1 dB를 넘지 않음을 확인할 수 있었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 Ⅳ
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• pp.2064-2067
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• 2003

본 논문에서는 비트율 제어 (rate-control)와 혼잡 제어(congestion-control) 사이의 관계를 고려하여 비디오데이터의 전송량 변화에 따른 화질 증감의 관계를 조사하고, 전송 대역폭의 변화에 대한 화질 열화를 최소화하기 위한 비디오 데이터 전송량의 변화 조건을 제안하고자 한다. 비디오 데이터를 전송하는 경우에 혼잡 제어는 현 채널 상에서 가용 전송 대역폭(Available Transmission Bandwidth)을 예측하고, 비트율 제어는 예측한 전송 대역폭을 비디오 부호화기의 전송 비트율에 적응시킨다. AIMD 기반의 혼잡 제어 기법은 비디오 데이터의 목표 비트율 (target bit rate)을 변화시키게 되고 이러한 결과는 비디오 화질의 잦은 변동으로 인해 나쁜 영향을 준다. 이러한 문제를 해결하기 위해 QP, SNR, 비트량 사이의 관계를 이용한 적응적인 메커니즘을 제안하고자 한다

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2022년도 하계학술대회
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• pp.71-73
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• 2022

다양한 미디어 서비스의 발전으로 비디오의 방대한 데이터를 효과적으로 압축할 수 있는 비디오 부호화 표준은 지속적인 발전을 하고 있다. 압축된 데이터를 다시 영상으로 복원하는 비디오 부복호화 과정에서 영상 데이터의 손실이 일어나고 그에 따른 다양한 형태의 열화가 나타나 영상의 화질을 저하한다. 이러한 열화들을 제거하여 원본 이미지에 가깝게 만들기 위해서 인루프 필터 과정을 비디오 부호화 표준에서 포함하고 있다. 이에 최근 영상처리 및 컴퓨터 비전 분야에서는 널리 사용되는 인공 신경망을 적용하여 효과적인 필터링을 하는 방법을 제시한다. 본 논문에서는 비디오 부호화 시 인루프 필터링에서 자기 참조를 통한 화질 개선 방법에 대해 연구하였다. 이를 위하여 트랜스포머 기반의 화질 개선 네트워크를 제안하고 기존 부호화 방법과 비교하였다. 인루프 필터링을 통해 화질을 향상하여 주관적 화질을 개선할 뿐만 아니라 객관적 부호화 효율을 증가시키는 방법을 개발하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.183-186
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• 2009

인터넷의 발전과 비디오 압축 코덱의 발전으로 인해 실시간 영상 스트리밍 (Streaming) 서비스가 가능해졌다. 하지만, 패킷 손실로 인한 비디오 화질 열화는 여전히 문제가 되고 있다. 이 때문에 부호화기 에서는 에러에 강한 내성을 가지는 부호화방법으로 압축하며, 복호화기 에서는 에러 은닉기법을 통하여 패킷 손실에 의한 화질열화를 최소화한다. 이런 기법들을 활용하기 위해서는 패킷손실을 보정한 정확한 화질 열화를 측정 할 수 있는 방법이 필요하다. 영상의 화질을 평가하는 방법은 어떤 정보를 기준으로 평가하느냐에 따라서 전체 기준법 (Full Reference), 부분기준법 (Reduced Reference) 그리고 무기준법 (No Reference)으로 나눌 수 있다. 이중에서 무기준법은 수신 영상만을 가지고 측정하기 때문에, 다른 방법보다 활용범위가 넓다. 본 논문에서는 패킷 비디오 네트워크 환경에서의 발생할 수 있는 다양한 패턴의 패킷 손실에 따른 비디오의 화질 열화를 무기준법에 의해 측정하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 수신된 영상의 움직임 정보를 이용하여 패킷 손실에 따른 각 프레임당 초기 에러 값을 예측 한다. 실험 결과를 통하여 제안한 방법이 상당히 높은 피어슨 상관도 (Pearson Correlation)를 보여준다.

• 방송공학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.1085-1095
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• 2019

본 논문에서는 저해상도 감시(surveillance) 비디오에 대한 주관적 화질 평가를 수행한다. 본 논문은 저해상도 영상에 맞는 초협대역 전송 환경을 고려하여 비디오 압축을 수행한 다음, 압축된 비디오의 주관적 화질 성능을 측정하였다. 데이터의 일반성을 확보하기 위해 다양한 시/공간 복잡도를 가지는 감시 비디오를 수집하였다. 저해상도 감시 비디오 압축은 H.265/HEVC로 수행되었으며 3개의 목표 비트(20, 45, 65 kbps)에 대해 압축을 수행했다. 주관적 화질 평가 결과, 수집한 대부분의 저해상도 감시 비디오는 45 kbps이상으로 압축될 경우 주관적 화질 열화가 거의 발생하지 않는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라, 기존 개발된 객관적 영상 화질 측정 방법을 이용해 예측된 화질과의 상관관계를 비교하는 실험을 진행했고, 실험 결과 현존하는 대부분의 객관적 화질 측정 방법이 초협대역 전송 조건에서 저해상도 감시 비디오의 화질을 제대로 예측하지 못하는 것을 확인하였다. 이는 초협대역 전송 기반 저해상도 감시 비디오에 대한 새로운 객관적 영상 화질측정 기법이 개발되어야 함을 시사한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1999년도 가을 학술발표논문집 Vol.26 No.2 (3)
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• pp.608-610
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• 1999

유무선 복합환경에서 비디오 데이터의 전송은 무선 링크에서의 적은 대역폭과 높은 손실율에 의해 좋은 화질로 서비스 받기 힘들다. 특히 MPEG 등의 비디오 압축 표준은 많은 대역폭을 차지하며 패킷의 손실은 비디오의 다음 프레임의 화질에까지 영향을 미친다. 따라서 무선 환경에서 사용 가능한 대역폭과 에러율을 고려하여 가능한 최선의 화질을 제공하기 위해서 계층화된 비디오 데이터 스트림 포맷을 제안하고, 이를 이동 호스트에 전송하는 게이트웨이에서 무선 링크의 상황에 따라 전송률을 조정하는 알고리즘을 제안하고 실험하였다. 실험 환경으로 비디오 서버에서 게이트웨이 간의 유선 환경은 10Mbps 이더넷 링크, 게이트웨이에서 무선이동 호스트간의 무선 환경은 2Mbps WaveLAN을 사용하였다. 비디오 응용은 MPEG-1 비디오를 가정하였고 동적으로 FEC를 적용하는 방법을 무선링크의 에러와 전송률 조절에 사용한다.