• 방송공학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.762-772
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• 2011

본 논문에서는 현재 표준화가 진행중인 HEVC(High Efficiency Video Coding)의 고정 비트율(CBR: Constant Bitrate) 부호화를 위한 비트율 제어(rate control) 기법을 다룬다. 기존의 H.264/AVC의 비트율 제어 기법에서는 계층적 부호화 구조의 특성을 고려하지 못한 제어 기법을 사용하여 정확한 비트율 제어에 어려움이 있다. 현재 HEVC의 참조 소프트웨어인 HM(HEVC test Model)에는 CBR 부호화를 위한 비트율 제어 알고리즘이 제공되지 않은 상태이며, 추후 비트율 제어 모듈이 추가될 것으로 예상된다. 이때 HM의 공통실험조건에 정의된 임의접근(Random Access: RA) 모드의 계층적 부호화 구조에서의 보다 정확한 비트율 제어가 요구된다. 따라서, 본 논문에서는 계층적 부호화 구조에서의 효율적인 비트율 제어를 위해 2차 비트율-왜곡(Rate-Distortion: R-D) 모델 기반의 시간계층 및 프레임 타입에 따른 비트율 특성을 반영한 비트율 제어 기법을 제시한다. 또한, 제어 단위에 따른 비트 변동율과 화질 손실 간에 발생하는 상충관계를 고려하여 비트율 제어 단위를 프레임 단위와 HEVC의 기본 부호화 단위(Coding Unit: CU)로 설정하고 모의실험을 통해 계층적 부호화 구조를 위해 제시된 기법의 비트율 제어 성능을 확인한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2005년도 학술대회
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• pp.177-180
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• 2005

MPEG-4 FGS 비트 스트림을 서버측에서는 각 클라이언트의 채널환경에 맞게 적절한 비트율로 추출하여 각 클라이언트에게 전송해야 한다. 부분적인 비트 스트림만으로도 영상 복원이 가능하지만, 같은 비트율에서 전송화질의 극대화를 위해서는 비트 스트림의 추출방법에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 논문은 MPEG4 FGS 비디오 스트림을 네트워크 상에서 동적인 통신용량의 변화에 맞춰 적절한 비트율로 추출하는 방법에 대해 제안한다. 제안하는 방법은 같은 비트율에서 전송화질의 극대화를 위해 향상계층의 각 비트 평면(bit-plane)이 손실됐을 때 품질에 미치는 영향을 고려하여 비트율을 줄인다. 이렇게 함으로써 동일한 비트율이 주어진 경우 얻을 수 있는 종단간(end-to-end) 비디오 품질의 향상을 비교 분석하였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제41권3호
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• pp.101-109
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• 2004

본 논문에서는 비트율-왜곡 (R-D) 이론을 사용하는 웨이브렛 기반 정지영상 부호화 방식을 위한 효율적인 알고리즘을 제안한다. 트리 구조에 기반한 기존의 부호화 방식은 비트율-왜곡 이론을 고려하지 않았기 때문에 감소된 부호화 성능을 지닌다. 본 논문에서는 계층적 트리 분할 (SPIHBT) 알고리즘에 비트율-왜곡 최적화 임베딩 (RDE) 연산을 적용한다. 제안된 알고리즘은 SPIHT의 리스트에 웨이브렛 계수의 부호화 순서를 위한 기준으로 비트율-왜곡 경사를 사용한다. 이를 위한 변형된 트리분할과 비트율-왜곡 최적화 리스트 스캔 방식을 설명한다. 제안된 방식은 기존의 SPIHT 및 RDE 알고리즘에 비해 향상된 비트율-화질 성능을 보인다.

• 방송공학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.297-310
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• 2013

본 연구에서는 디지털 방송 TV, VOD 등 제한된 네트워크 대역폭에서 서비스를 제공하기 위해 비디오 콘텐츠를 부호화하는 과정에서 고정된 비트율을 이용한 화질과 비교하여 주관적 화질을 유지하면서 적절한 비트율을 찾는 방법을 제시한다. 제안하는 예측 구조는 먼저 프레임에서 비트와 연관성이 있는 파라미터를 추출하여 프레임의 복잡도를 계산한 후, 비트가 많이 할당될 것으로 예상되는 프레임을 찾아 후보 프레임으로 추출하며, 추출된 후보 프레임들에 대해 실제 부호화하는 과정으로써 목표 화질을 기준으로 수학적 모델링을 통해 최종적으로 전송될 비트율을 예측하는 구조를 설계하였다. 실험 결과, 고정 비트율에 비해 저복잡도 영상에서 평균 43%의 비트 감소율을 보였으며, 이러한 영상의 비트 감소율이 있음에도 주관적 화질을 유지함을 알 수 있었다. 비디오 콘텐츠별 적절한 비트율을 찾기 위해 기존 구조에서는 다수의 부호화를 통해 결과물들의 주관적 화질 검증을 반복적으로 거치는 반면, 제안하는 구조는 사람이 관여하여 주관적 화질 검증을 반복적으로 수행하지 않아도 되며 일부 프레임만을 부호화하여 비트율 예측이 가능하다. 따라서 전체 프레임 중 평균 4% 프레임을 부호화하여 자동적으로 비트율을 찾을 수 있다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2008년도 추계학술대회
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• pp.139-142
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• 2008

본 논문에서는 근사 인코딩 기법을 이용한 H.264/AVC 비디오 코덱에서의 비트율 제어 알고리즘을 제안한다. H.264는 기존의 동영상 압축 표준보다 월등한 압축 성능을 나타내지만, 구조적 복잡성으로 인해 비트율 제어 측면에서는 과거에 제안된 H.264를 위한 비트율 제어 알고리즘들의 성능은 기대에 미치지 못하였다. 제안된 알고리즘은 근사 인코딩 기법을 사용하여 실제 H.264 인코딩이 이루어지기 이전에 향후 발생될 인코딩 비트를 미리 예측할 수 있고, 비트율 제어에서 매우 높은 중요성을 차지하는 프레임의 복잡도 예측에서 우수한 성능을 나타낸다. 알고리즘의 연산량 측면에서도 제안된 근사 인코딩 기법은 간단한 구조로 이루어져 있어 장점을 나타낸다. 본 논문에서는 DCT 영역에서의 각 프레임의 zero의 개수를 분석하여 얻어낸 영상의 특성을 비트율 제어에 활용한다. 실험결과는 제안된 알고리즘이 H.264 레퍼런스 소프트웨어의 가장 최신 버전인 JM12.2 환경에서 기존의 알고리즘에 비해 우수한 성능을 나타낸다는 것을 알 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권9C호
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• pp.849-860
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• 2007

H.264/AVC부호화 방식이 압축성능이 뛰어나더라도 가변길이부호화방식을 따르기 때문에 동영상을 부호화할 때 발생하는 데이터량은 시간의 흐름에 따라 큰 폭으로 변할 수 밖에 없다. 따라서 부호화된 비디오 비트스트림을 고정된 저대역폭의 네트워크를 통해 실시간으로 전송하고자 할 경우에는 부호기로부터 출력되는 비트율을 반드시 제어할 필요가 있다. 기존의 비트율 제어 알고리즘은 각 프레임당 목표 비트를 결정하는 2차원 비트율-왜곡 모델을 채택하고 있다. 본 논문에서는 전송율이 고정된 비디오 채널에서 H.264/AVC 부호화 기법으로 압축된 동영상을 전송할 때 움직임이 많은 영상의 비트율을 보다 효율적으로 제어하는 알고리즘을 제시한다. 제안된 비트율 제어 알고리즘은 2차원 비트율-왜곡 모델식을 이용하여 이전 프레임의 매크로블록과 현재 프레임의 매크로블록간에 움직임 변화량을 예측함으로써 매크로블록 단위로 비트율을 제어한다. 움직임이 많고 장면전환이 빈번한 동영상 샘플을 대상으로 비교 실험한 결과, 비트율 제어의 경우 기존의 알고리즘은 채널전송 환경에 부적합하게 비트율을 초과하지만, 새롭게 제안한 알고리즘은 채널전송에 적합하게 부호화됨을 확인할 수 있었다. 화질 또한 제안한 방법이 기존의 비트율 제어 방법보다 평균적으로 $0.4{\sim}0.9\;dB$로 높게 나타남을 확인하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.213-215
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• 2009

본 논문에서는 비트평면 부호화를 이용한 적응적 깊이정보 맵 부호화에서 블록 단위 비트율 조절 방법을 제안한다. 기존 방법에서는 깊이정보 맵에 대한 비트율 조절을 위해 양자화 변수를 이용하여 분리된 비트평면의 이진 영상들 중 특정 비트평면의 이진 영상만 부호화하는 방법을 통해 비트율을 조절할 수 있었다. 본 논문에서는 비트율-왜곡 최적화 방법을 이용하여 블록 단위로 부호화할 비트평면의 이진영상을 결정하는 방법을 제안한다. 실험 결과 제안하는 방법이 기존 방법보다 BD-PSNR이 0.2 dB 향상되었고 BD-rate가 2.97% 감소되어 제안하는 방법의 우수함을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (3)
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• pp.36-38
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• 1998

비디오 서버에서 가변 비트율 데이터를 위한 다양한 스케줄링 기법이 제안되어 왔다. 가변 비트율로 저장장치에 저장된 비디오 데이터를 재생할 때 최악의 경우를 가정하여 디스크 대역폭을 할당하면 디스크 대역폭 이용율이 매우 낮아진다. 디스크 대역폭의 이용율을 높이기 위한 방법으로 선반입 기법을 사용하는데 이를 위해서는 많은 버퍼가 필요하다. 본 논문에서는 가변 비트율 데이터를 위한 윈도우별 선반입에 기반한 데이터 스케줄링에서 시스템의 자원 상황을 고려하여 적절한 디스크 대역폭과 버퍼 할당을 Tradeoff 하는 기법을 제안한다. 제안한 기법은 비디오 데이터에 대한 메타 데이터를 미리 구축하고 이에 따라 자원을 윈도우 단위로 할당한다. 선반입은 윈도우 단위로 실시하며 선반입에 필요한 버퍼가 과다하게 증가하는 것을 조절한다. 모의 실험에서는 기존의 가변 비트율 데이터 스케줄링 기법과 제안한 기법의 자원 할당량과 동시 지원 가능 사용자수를 실험하고 비교하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권9호
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• pp.229-237
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• 2014

본 논문에서는 H.264/AVC 표준 비트 스트림을 전술영상이나 멀티미디어 환경에 응용가능한 선택적 부호화를 위한 비트율 변환방안을 제시하였다. 전송채널은 응용분야에 따라 다양한 채널 용량을 갖고 있고, 따라서 컴퓨터에 저장된 비트스트림은 전송채널용량을 초과하지 않도록 적절히 비트율 변환이 이루어져야한다. 기 제공된 영상압축 비트스트림을 다른 비트율로 재변환하는 문제가 바로 비트율 변환이며, 본 논문에서는 새로운 비트율 변환방식을 제안하고자 한다. MPEG이나 H.264/AVC 압축 비트스트림을 이용하여 비트율을 변환하는 다양한 방식들이 여러 학자들에 의해 제시되었으며 실제로 많이 응용되고 있지만, 본 논문의 선택적 부호화 응용 분야에는 제대로 적용되지 않는다. 즉 프레임 내의 특정한 영역이 다른 부분보다 정보의 가치가 크고 따라서 이들 부분은 다른 부분에 비해 고화질로 재생되어야 하지만 기존의 방식으로는 이를 구현하기가 힘들다. 따라서 본 논문에서는 관심영역과 배경 간의 정보의 중요성을 고려하여 화질을 차별화하는 새로운 비트율 변환기를 제안하고자 한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2004년도 정기총회 및 학술대회
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• pp.47-51
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• 2004

다양한 형태의 유무선 네트워크 환경에서의 비디오 서비스를 위해 컨텐츠의 비트율을 각 환경에 맞게 조절하는 트랜스코딩 기술이 필수적인 요소로 대두되고 있다. 본 논문에서는 MPEG 비트스트림의 효율적인 트랜스코딩을 위한 적응적 재양자화 기법을 제안한다. 압축된 비트스트림 상에서 비트율 변화를 위해서는 양자화 파라미터를 변화시켜야 하는데 이 과정에서 재양자화 에러가 발생하여 화질 및 비트율 조절에 큰 문제가 되고 있다 본 논문에서는 다양한 테스트 영상에 대해서 비트율 변화에 대한 왜곡 정도를 테스트한 결과 특정 양자화 파라미터 비율 구간에 대해서 왜곡 현상이 심해지는 현상에 따라 이를 효율적으로 모델링하는 기법을 제안한다. 또한 제안한 모델에 근거하여 영상에 적응적인 재양자화 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 적은 비트율을 가지면서 화질을 유지하고 간단한 조건 및 연산에 기반하여 실시간 구현이 가능하다.