• Journal of Broadcast Engineering
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• v.19 no.5
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• pp.699-712
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• 2014

In this paper, we propose a new Adaptive Search Range (ASR) decision algorithm for accelerating GPU-based Integer-pel Motion Estimation (IME) of High Efficiency Video Coding (HEVC). For deciding the ASR, we classify a frame into two models using Motion Vector Differences (MVDs) then adaptively decide the search ranges of each model. In order to apply the proposed algorithm to the GPU-based ME process, starting points of the ME are decided using only temporal Motion Vectors (MVs). The CPU decides the ASR as well as the starting points and transfers them to the GPU. Then, the GPU performs the integer-pel ME. The proposed algorithm reduces the total encoding time by 37.9% with BD-rate increase of 1.1% and yields 951.2 times faster ME against the CPU-based anchor. In addition, the proposed algorithm achieves the time reduction of 57.5% in the ME running time with the negligible coding loss of 0.6%, compared with the simple GPU-based ME without ASR decision.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.39 no.4
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• pp.418-428
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• 2002

In this paper, we propose a motion-adaptive de-interlacing method using motion compensated interpolation. In a conventional motion compensated method, a simple pre-filter such as line averaging is applied to interpolate missing lines before the motion estimation. However, this method causes interpolation error because of inaccurate motion estimation and compensation. In the proposed method, EBMF(Edge Based Median Filter) as a pre-filter is applied, and new matching method, which uses two same-parity fields and opposite-parity field as references, is proposed. For further improvement, motion correction filter is proposed to reduce the interpolation error caused by incorrect motion. Simulation results show that the proposed method provides better performance than existing methods.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 1999.10b
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• pp.259-261
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• 1999

본 논문은 MPEG-2 TM 5 video 부호기의 전체구조 및 처리과정을 기술한다. MPEG-2는 저장 매체, 통신, 방송 매체 등을 위한 동영상 압축이 표준이다. MPEG-2 압축 방법에는 공간적 압축과 시간적 압축 방법이 있다. 공간적 압축 방법에는 화면에서의 중복성을 줄이기 위한 표본화 주파수(4:4:4, 4:2:2, 4:2:0, format), DCT, scanning(zigzag 혹은 alternate scanning)과 quantization이 있고 시간적 압축 방법에는 움직임 예측(motion estimation)과 I, P, B-picture를 사용하는 방법이 있다. 본 논문에서는 MPEG-2 부호기의 핵심을 전체 구조, DPCM, MPEG bitstream syntax, MPEG-2 부호화 알고리즘, 움직임 예측, 움직임 벡터, rate control 그리고 가변길이 코딩(variable length coding)으로 구분하여 소개한다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.41 no.4
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• pp.23-30
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• 2004

In MPEG-4 video, Motion Adaptive Intra Refresh (MAIR) encodes a motion area macroblock in intra mode, thereby preventing the error propagation. Motion area is selected by difference of between current macroblock and previous macroblock. An effective implementation of the AIR is to reduce the maximum refresh time and estimate the error prone macroblock. However in the case or the MAIR, unnecessary macroblock can be encoded in intra mode. in this paper, a bitrate AIR is proposed that reduces the maximum refresh time by estimating the error prone macroblock more efficiently.

• Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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• 2004.05a
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• pp.167-170
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• 2004

본 논문에서는 다양한 디지털 컨텐츠들 중에 디지털 비디오에 대한 워터마킹 방법을 제안하였다. 현재 비디오 압축 부호화의 기본 알고리즘으로 사용되는 DCT(discrete cosine transform)는 고압축을 수행할 경우 블록킹 현상이 심하게 나타나는 단점이 있다. 제안한 방법은 이러한 단점을 극복하고 점진적 전송 특성을 갖는 비디오를 위해 웨이브릿 변환 영역에서 SPIHT(set partitioning in hierarchical trees)를 이용한 비디오 부호화 과정에 워터마크를 삽입하였다. SPIHT 부호화 과정에서 비디오 신호의 시간 중복성을 이용한 I 프레임에 대한 이전 프레임의 움직임 벡터를 이용하여 I 프레임에 워터마크를 삽입한다. 워터마크 삽입 시 HVS(human visual system)를 이용하여 움직임 벡터 분석에 의해 선택된 영역에서 지각적 중요 계수 (PSC :perceptual significant coefficient)를 선택하여 워터마크를 삽입한다. 실험 결과 시간 중복성과 HVS를 이용하여 I 프레임에 워터마크를 삽입하였기 때문에 비가시성과 강인성이 우수함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2015.04a
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• pp.947-949
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• 2015

본 논문은 기존의 시간적으로 이웃한 프레임 사이의 움직임을 추정 보상하여 새로운 프레임을 생성하는 프레임률 향상 기법 (frame rate up conversion)을 제안한다. 움직임 추정(Motion Estimation)을 통하여 계산된 움직임 벡터를 이용하여 프레임을 생성하며, 생성된 프레임에서 발생되는 구명 (hole)과 중첩 (overlap) 영역을 처리하는 기법을 제안한다. 특히 k-NN 보간법(k-nearest neighbor interpolation)[3]과 중간값을 적응적으로 활용하여 향상된 화질의 영상을 생성한다. 실험 결과를 통하여 제안하는 기술의 우수성을 입증하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2015.10a
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• pp.1520-1522
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• 2015

본 논문은 기존의 시간적으로 이웃한 프레임 사이의 움직임을 추정 보상하여 새로운 프레임을 생성하는 프레임률 향상 기법 (frame rate up conversion)을 제안한다. 움직임 추정(Motion Estimation)을 통하여 계산된 움직임 벡터를 이용하여 프레임을 생성하며, 생성된 프레임에서 발생되는 구멍 (hole)과 중첩 (overlap) 영역을 처리하는 기법을 제안한다. 특히 k-NN 보간법(k-nearest neighbor interpolation)[3]과 중간값을 적응적으로 활용하여 향상된 화질의 영상을 생성한다. 실험 결과를 통하여 제안하는 기술의 우수성을 입증하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2008.11a
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• pp.86-89
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• 2008

본 논문에서는 H.264/AVC 비디오의 고속 부호화를 구현 하기 위하여 인터 프레임 상에서 움직임 벡터의 상관관계를 이용한 빠른 인트라 모드 스킵 알고리즘을 보인다. 제안한 인트라 모드 스킵은 이웃 블록 사이의 움직임 벡터간의 상관관계와 이전 프레임의 매크로블록(Macroblock)의 모드를 이용하여 인트라 예측을 생략함으로써 계산량을 줄이는 방법이다. 새로운 물체가 나타나거나 복잡한 움직임을 보이는 매크로블록들이 인트라 모드로 결정될 확률이 높기 때문에, 주변블록의 분산을 이용하여 임계값을 계산하고, 현재 매크로블록의 분산값과 비교하여 조건에 맞는 매크로블록에 대해 인트라 예측을 생략한다. 또한 시간적 상관관계가 높은 이전 프레임의 같은 위치의 매크로블록의 모드가 인트라 모드로 선택 되었을 경우, 인트라 예측을 실행한다. 제안한 방법으로 실험하였을 때, 기존의 논문과 비교하여 부호화 시간이 평균 26.02% 정도 감소하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2013.06a
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• pp.300-302
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• 2013

자연재해의 예방에 대한 인식이 화두가 되면서 최근 재해 경보 시스템을 다루는 새로운 연구들이 활발히 진행되고 있다. 제안하는 알고리듬은 영상을 통해 얻은 정보를 이용하여 산사태를 초기에 검출하는 방법이다. 기존의 검출 방법은 사람이 직접 모니터링을 해야 하기 때문에 많은 인력과 시간을 필요로 하고 접근성이나 비용문제 등의 각종 제약이 따른다. 따라서 효율적인 산사태 감지를 위해 산사태 발생 가능 지역에 비디오 기반의 감지 시스템을 통해서 자동으로 검출하는 시스템이 필요하다. 감지 시스템에서는 신뢰성 있는 재난영역의 검출이 매우 중요하다고 볼 수 있다. 본 연구는 산사태를 검출하기 위하여 먼저 블록단위의 영역 움직임 검출을 하여, 움직임 맵을 만들고 일정한 시간 간격으로 반복적으로 변하는 영역의 움직임 맵을 기록한다. 또한 움직임 방향뿐만 아니라 발생 순서를 기록하여 더욱더 정확한 움직임을 판단할 수 있다. 제안된 알고리듬은 비디오영상 실험을 통해 탐지영역의 산사태 검출이 잘 이루어짐을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2012.11a
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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.