• 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.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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• pp.293-296
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• 1998

본 논문에서는 다양한 멀티미디어 서비스를 위해 가변율 half rate 음성 부호화기를 설계하였다. 유, 무성음과 묵음의 구분을 위해 본 논문에서는 프레임 에너지와 음성 파라메터들을 이용한 효과적인 voicing 결정 알고리즘을 사용하였다. 유성음을 위한 half rate 음성 부호화기는 저속에서 좋은 특성을 보이는 generalized AbS구조를 이용하였다. LPC 계수는 LSP 계수로 변환한 후 predictive 2-stage VQ를 통해서 양자화하며, 여기 신호는 음질저하를 최소화하며 복잡도를 감소시킨 shift 방식의 대수적 고정 코드북 구조를 사용하고, 적응코드북과 여기코드북의 이득은 VQ로 양자화 하였다. 무성음을 위한 부호화기는 대부분이 유성음을 위한 부호화기와 동일하지만, 무성음에서는 피치간 상관도가 매우 낮으므로 피치 보간 방법을 사용하지 않고 개루프로 피치 lag를 찾은 후 전체 프레임에 사용한다. 1 kb/s 부호화기는 묵음 구간과 주변소음 구간에 사용되며 이 구간의 신호를 피치 성분이 미약한 주변소음들로 제한하고 이에 최적인 부음성 부호화기를 설계하였다. 최종적으로 완성된 가변율 half rate 부호화기는 voice activity factor(VAF)가 0.47인 시험음성에서 약 2.6 kb/s의 평균 전송률을 보였다. 주관적 음질 평가의 일환으로 IS-96 표준 코덱인 가변율 8 kb/s QCELP와 A-B preference 시험을 실시하였다. 시험 결과 평균전송률이 약 2배인 가변율 8 kb/s QCELP 보다 우수한 음질 성능을 보였다.

• 방송공학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.265-272
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• 2015

폐색영역 탐지(Occlusion detection)와 중간값 필터(Median filter)를 조합한 새로운 움직임 추정 기반의 프레임율 변환(Frame rate up-conversion based on motion estimation) 기술을 소개한다. 움직임 추정은 움직임 벡터(Motion vector)를 얻기 위해 수행한다. 그 후 폐색영역 탐지방법은 폐색된 부분에서 움직임 벡터를 개선한다. 폐색된 영역에서는 잘못된 움직임 벡터를 찾을 가능성이 높으므로 움직임 벡터 의존율이 적은 중간값 필터를 적용하고, 비폐색된 영역에서는 움직임 벡터가 연속적이고 신뢰도가 높으므로 BDMC(Bi-Directional Motion Compensated interpolation)를 적용하여 보간 영상을 생성한다. 양방향 움직임 벡터를 사용하는 BDMC는 움직임 벡터의 연속성과 신뢰도가 높을수록 좋은 결과를 얻는다. 실험결과에서 제안된 알고리즘이 기존의 방법보다 더 나은 성능을 갖는다. 실험에서의 평균 PSNR(Peak signal to noise ratio)은 테스트 시퀀스들에 대하여 BDMC 대비 약 0.16dB 향상되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.1505-1512
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• 2009

본 논문에서는 저전송률 환경에서 영상의 품질을 향상 시키고 전체 영상의 품질 변화를 감소시키는 프레임 레벨 비트율 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘에서는 한 GOP에 할당된 비 트량을 버퍼 상태와 전송률뿐만 아니라 각 프레임의 특성에 맞게 적절하게 분배함으로써 전체 영상의 품질을 향상시킨다. H.264 비디오 압축 표준은 다양한 압축 모드 및 최적화 방법을 사용하여 압축률을 향상 시키지만 복잡한 인코더 구조는 정확한 영상 압축 제어를 어렵게 한다. 본 논문에서는 먼저 압축된 영상의 특성을 분석하여 저전송률에 맞는 예측 모델을 제시하고, 이를 이용하여 목표 왜곡 값을 설정하고 목표 왜곡 값에 맞는 비트량을 할당한다. 제안하는 알고리즘과 기존 알고리즘간의 비교 실험은 제안하는 알고리즘이 PSNR 성능에서 기존의 알고리즘 보다 우수함을 보여준다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.310-319
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• 2016

본 논문에서는 관심영역 분리에 따른 적응적인 움직임 보정에 기초한 효과적인 프레임 율 증가 기법을 제안한다. 기존에 가장 많이 알려진 방법인 확장 양방향 움직임 추정 방법(EBME)의 단점을 극복하기 위해, 제안된 알고리즘은 상호 보완적인 비대칭 영역에 대해 양방향 움직임 추정을 수행한다. 그런 후에, 블록 단위로 움직임이나 변화가 있는 영역을 관심영역으로 분류하고 관심영역의 블록 특성에 따라 움직임 벡터를 세부적으로 보정한다. 제안하는 알고리즘은 기존의 선형적인 움직임에 기초하는 확장 양방향 움직임 추정보다 특히 폐색영역에 대해 효율적인 움직임 추정을 한다. 다양한 테스트 비디오 시퀀스들에 대하여 실험한 결과에 따르면, 제안한 방식은 기존 EBME 대비 평균 0.59dB의 화질 개선을 달성하였음을 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.9-16
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• 2014

본 논문은 화소 데이터의 비교를 이용한 단일 프레임 또는 연속 프레임에 나타나는 선형 스크래치를 탐지하여 복원하는 알고리즘을 제안하였다. 스크래치탐지와 복원방법은 프레임 간 많은 비교 연산시간을 필요로 하며 병렬처리 가능성이 높다. 제안하는 스크래치 탐지와 복원방법은 빠른 처리를 위해 GPU에서 수행할 수 있도록 병렬 설계 하였다. 제안하는 알고리즘은 국가 기록원 디지털화 영상에 대해 순차처리와 병렬처리의 성능 테스트를 수행하였다. 실험에서 연속한 스크래치를 고려하는 경우의 탐지율은 단일 프레임만 고려하는 방법보다 20% 이상 성능이 향상되었다. GPU 기반 알고리즘의 탐지율과 복원율은 CPU 기반의 알고리즘과 유사하였으나 50배 이상의 연산속도가 향상되었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.847-858
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• 2012

본 논문은 스마트폰에서 디스플레이-캡쳐 영상의 왜곡 분석에 기반한 모바일 워터마킹 기법을 제안한다. 제안한 기법에서 워터마크 삽입을 위해 웨이브릿 변환 영역에서 주파수 대역의 특성을 이용하여 랜덤시퀀스를 구성한다. 웨이블릿 변환 후 선택된 부대역의 각 블록 계수와 랜덤시퀀스를 계수비교합산법(Coefficients Comparative Sum, CCS)으로 계산하고, 삽입 임계값을 이용하여 반복적으로 워터마크를 삽입하여 워터마크 강도를 높인다. 디스플레이-캡쳐 과정에서 발생하는 왜곡을 보정하기 위해 영상 외부에 프레임을 추가하며, 이를 검출함으로써 워터마크 동기를 맞춘다. 또한 프레임 임계값 설정을 위해 반복적 적응 임계값을 사용하여 프레임 검출율을 향상시킬 수 있다. 제안한 방법은 $256{\times}256$ 크기의 표준 디지털 영상에 206 bits의 정보를 삽입하여 PSNR이 평균 약 41.42 dB를 나타내었다. 또한 디스플레이-캡쳐 영상의 워터마크 추출 실험에서, 캡쳐된 영상의 97% 이상에서 프레임 교차점을 정확히 인식하였으며, 비트에러율이 평균 약 3.73%을 기록하여, 기존 Pramila 방법에 비해 비트에러율이 70% 이상 향상되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권7A호
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• pp.1046-1051
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• 1999

PCCC(Parallel Concatenated Convolutional Codes: 터보 코드)는 블록 크기가 크면 클수록 성능이 우수한 것으로 잘 알려져 있다. 본 논문은 차세대 이동 통신 시스템에서 프레임 크기가 작은 음성/제어 프레임을 이용하여 터보 코드의 성능을 검증하여 보고, 비슷한 디코딩 복잡도에 터보 코드와 컨벌루션 코드의 성능과 시스템에 적용하기 위한 조건들을 고려하였다. 그 결과 터보 코드는 프레임 크기가 작은 조건에서 반복 횟수 3회만으로도 차세대 통신 시스템에 적합한 10-3이상의 좋은 성능을 나타내었다. 그러나, 10-3의 BER을 기준으로 비슷한 복잡도를 고려하였을 때는 부호화율이 1/2인 터보 코드(K = 5)의 성능은 낮은 Eb/N0에서 컨벌루션 코드(K = 9)보다 우수하고, K = 3인 터보 코드의 성능은 K = 7인 컨벌루션 코드보다 우수하였다. 또한 부호화율이 1/3인 경우 K = 3 또는 5인 터보 코드가 부호화율이 1/2인 터보 코드와 비슷한 성능을 나타내었다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제45권3호
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• pp.93-102
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• 2008

본 논문에서는 동영상의 화질을 일정하게 하기 위한 실시간 비트율 제어 기법을 제안한다. 일정 화질을 만족하기 위한 기존의 비트율 제어 알고리즘은 프레임의 부호화 복잡도를 잔여 신호인 MAD(mean absolute of difference)로 추정하여 비트 할당을 수행하였다. 그러나 MAD는 영상의 특성이나 부호화 파라미터에 따라 동일한 MAD라도 다른 비트를 생성하므로 영상의 부호화 복잡도를 적절히 나타내기 어렵다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해 비트와 MAD사이의 기울기인 모델 파라미터를 프레임의 복잡도의 측도로 보고 이전 프레임과 현재 프레임의 모델 파라미터의 비율로 비트 할당을 수행한다. 또한 기존의 비트-복잡도 모델에서 구한 모델 파라미터는 양자화 파라미터가 변함에 따라 그 값이 크게 변하여 영상의 내재적 복잡도를 나타내기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 비트-복잡도 모델에 양자화 파라미터를 추가하여 양자화 파라미터가 변하더라도 영상의 복잡도의 측도인 모델 파라미터는 변하지 않게 하였다. 광범위한 실험결과는 제안한 알고리즘이 기존의 알고리즘에 비해 비슷한 평균 화질을 유지하면서 화질의 변동을 큰 폭으로 줄였음을 보여준다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권1호
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• pp.53-58
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• 2022

스무딩은 가변 비트율로 저장된 비디오 데이터를 고정 비트율로 변환하는 전송 계획이다. [6,7]의 연구에서는 전송률 증가가 요구되는 되는 경우에 증가량이 가장 적은 프레임을 새로운 전송률 구간의 시작 프레임으로 설정하고, 전송률 감소가 요구되는 경우에 감소량이 가장 큰 프레임을 새로운 구간의 시작 프레임으로 설정하는 스무딩 알고리즘을 제안하고 네트워크 트래픽이 고려되지 않는 환경에서 성능을 평가하였다. 본 논문에서는 [6,7]의 스무딩 알고리즘을 네트워크 트래픽을 고려한 환경에서 E.T 90 비디오 데이터로 512KB부터 32MB까지 최소 재생률, 평균 재생률, 재생률 변화량으로 적응적인 CBA 알고리즘과 성능을 평가한다. 비교 결과, [6,7]의 스무딩 알고리즘은 최소 재생률 비교에서 우수함을 보였다.