• 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.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2021년도 하계학술대회
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• pp.359-360
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• 2021

본 논문에서는 차세대 비디오 부호화 기술인 VVC (Versatile Video Coding)의 색차 성분 화면 내 예측 기술인 DM (Derived Mode) 가 분할 구조가 이중 트리일 때 색차 블록에 대응하는 휘도 블록을 선택하는 기존 방식의 효율성을 분석하기 위해 색차 블록에 대응하는 휘도 영역 내 휘도 블록의 개수를 측정하였다. 실험 결과, 하나의 색차 블록에 대응하는 휘도 영역 내에 평균적으로 4.408 개의 휘도 블록이 존재함을 확인하였다. 따라서 DM 을 통한 부호화 시 대응하는 휘도 영역 내 복수개의 휘도 블록을 고려하여, 유도되는 최적의 예측 모드를 잘 선정하는 방법에 대한 연구가 필요하다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2011년도 하계학술대회
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• pp.592-594
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• 2011

본 논문에서는 휘도성분과 색차성분의 유사성을 이용하여 부호화 성능을 향상시키기 위한 방법을 제안한다. 하나의 영상을 구성하는 휘도성분과 색차성분은 유사성이 높아 그 유사성을 이용하여 부호화 효율을 높이는 것이 가능하다. 현재 CU(Coding Unit)를 압축할 때 화면 내 예측방법을 사용한다면, 색차성분의 화면 내 예측모드가 휘도성분의 정보를 이용하는 경우에 본 논문의 알고르듬을 적용한다. 색차성분이 휘도성분의 정보를 이용하는 경우에는 휘도성분과 색차성분 간 유사도가 높다는 것을 의미하기 때문에 휘도성분의 스캔방법을 기본으로 중요한 변환계수의 위치정보를 이용하여 색차성분의 스캔 방법을 적응적으로 결정한다. 현재 배포된 HEVC의 레퍼런스 소프트웨어인 HM 3.1을 이용하여 실험한 결과 색차성분에 대해 0.39%의 부호화 효율을 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.765-770
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• 2012

본 논문에서는 인트라 모드 결정으로 인해 발생되는 연산 복잡도 문제를 줄이기 위해 DCT 기반 인트라 예측을 사용하는 효율적인 하드웨어 구조를 제안한다. 제안된 하드웨어 구조는 처음 입력 블록에 대해 DCT를 수행하고 DCT 계수의 특성을 이용하여 에지 방향성을 예측한다. 그리고 예측된 에지 방향에 해당하는 모드에 대해서만 화면 내 예측을 수행함으로써 복잡도 문제를 해결하였다. DCT 하드웨어 구조는 4개의 덧셈기와 4개의 뺄셈기, 2개의 쉬프트 연산기로 구성된 Transform_PE를 이용하여 Multitransform_PE를 구현하였고 $4{\times}4$ 블록 DCT를 1 사이클에 계산한다. 또한, 15개의 덧셈기, 15개의 쉬프트 연산기로 구성된 Intra_pred_PE를 통해 2 사이클에 하나의 화면 내 예측을 수행한다. 따라서 하나의 매크로블록을 인코딩할 때 517 사이클을 소요하며 기존의 하드웨어 구조 보다 수행 사이클 수에 있어서 17%의 성능이 향상됨을 보였다. 본 논문의 하드웨어 구조는 DCT 기반 인트라 예측 알고리즘을 사용하며 Verilog HDL을 이용하여 구현되었고, 매그나칩 공정 $0.18{\mu}m$ 셀 라이브러리로 합성 결과 최대 125MHz에서 동작함을 확인하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.172-175
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• 2011

높은 효율을 가진 비디오 압축 코덱인 H.264/AVC는 예전보다 압축 성능을 향상 시키기 위한 방법 중 하나로 율-왜곡 최적화 기법이라는 것을 사용한다. 이 기법은 압축된 결과를 가지고 손실과 압축률 두 가지를 모두 고려하여 어떤 경우가 더 최적의 압축인가 하는 것을 판별하는데, 여기서 모든 경우에 대해 압축을 수행해야 함으로 이전 보다 몇 배나 높은 복잡도를 가질 수 밖에 없다. 이러한 문제를 해결하고자 하는 노력으로 본 논문에서는 SAHTD(Sum of Absolute Hadamard Transform Difference)라는 기준을 사용하여 이를 이용해 율-왜곡 최적화 기법을 사용하지 않거나, 사용을 최소화 하면서 압축 효율을 유지하는 방법을 제시하였다. 본 논문에서는 휘도 신호 $8{\times}$8과 $4{\times}4$블록을 위한 방법을 제시하고 있다. 이 두 가지 크기의 블록에 대해서 SAHTD값을 구해 SAHTD가 낮은 순으로 모드들을 정렬하고, 이것이 가장 낮은 3개의 모드를 선택해 이것 중에 MPM이 포함되지 않았을 경우에 대해서는 MPM을 포함해 4개의 모드를 선택해 압축을 수행하도록 한다. 여기서 얻은 모드들 중에 SAHTD값이 일정 값 이상 더 낮은 모드가 존재할 경우, 그 모드들에 대해서만 율-왜곡 최적화 기법을 수행한다. 이를 통해 최적의 모드일 가능성이 낮은 모드들에 대한 부가적인 연산 수행을 방지하게 된다. 휘도신호 16x16이나 색차 신호 압축의 경우에는 SAHTD를 사용하여 가장 낮은 SAHTD값을 갖는 모드를 최적의 모드로 결정한다. JM 참조 소프트웨어를 통한 실험결과 제안된 기법은 기존 JM의 방식에 비해 화면 내 프레임의 부호화 시간의 82.2% 감소와 0.042dB의 PSNR 감소율, 0.527%의 비트 증가율을 보여주었다.

• 방송공학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.140-148
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• 2016

HEVC(High Efficiency Video Coding)는 H.264/AVC 대비하여 두 배 가까이 높은 압축률을 갖지만 부호화기의 복잡도가 크게 증가하였다. 이러한 높은 복잡도는 실시간 소프트웨어 부호화기 구현에 있어 문제가 될 수 있다. 부호화기의 계산복잡도를 줄이기 위하여 본 논문에서는 첫 번째로 화면 내 예측과정에서 입력 영상의 변환계수의 분포를 분석하여 예측블록의 크기와 모드를 빠르게 결정짓는 방법을 제안한다. 두 번째로, cbf(coded block flag)를 이용하여 예측블록의 크기를 빠르게 결정짓는 방법도 제안한다. 제안된 방법은 HM16.0 대비 0.8%의 비트율 증가하였지만 41%의 부호화 속도를 향상시켰다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.969-972
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• 2016

본 논문에서는 고성능 HEVC intra prediction을 위한 Angular 모드 결정 알고리즘을 제안한다. HEVC의 intra prediction은 공간적 중복성을 제거하기 위해 사용된다. Intra prediction은 총 35개의 모드를 가지며, $64{\times}64$에서 $4{\times}4$ 블록 크기까지 35개의 모드를 수행 후 최적의 cost를 갖는 블록 크기 및 모드를 결정한다. Intra prediction은 각 블록 크기마다 35개의 모드를 수행하기 때문에 높은 연산량과 연산시간을 가지고 있다. 제안하는 Angular 모드 결정 알고리즘은 원본영상의 간단한 픽셀차이를 가지고 Angular 모드 1개를 선택한다. 선택된 Angular 모드와 Planar 모드, DC 모드로 intra prediction을 수행하여 최적의 cost를 갖는 모드를 결정한다. 성능 평가 지표는 BD-PSNR과 BD-Bitrate를 사용하였으며, 제안하는 알고리즘과 HM-16.9를 비교한 결과 BD-PSNR은 평균 0.035 증가하였고, BD-Bitrate는 평균 0.623 감소했다. 또한, 인코딩 타임은 약 6.905% 감소하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2022년도 하계학술대회
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• pp.192-194
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• 2022

본 논문에서는 VVC(Versatile Video Coding) 화면 내 예측에서 참조 샘플 생성의 정확도를 높이기 위해 블록의 크기와 방향성 모드에 따라 더 많은 정수 위치 참조 샘플을 이용하는 보간 필터를 추가적으로 사용하는 방법을 제안한다. VVC 표준에서 4-tap 보간 필터를 사용하는 기존의 방식에 추가로 8-tap 보간 필터를 함께 사용하여 VVC 참조 소프트웨어인 VTM(VVC Test Model) 14.2[1] 대비 평균 -0.16% 의 luma BD-rate 개선을 보였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2014년도 하계학술대회
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• pp.201-202
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• 2014

고효율 비디오 부호화/복호화 표준인 HEVC(High Efficiency Video Coding)는 ITU-T(VCEG)와 ISO-IEC(MPEG)이 JCT-VC라는 팀을 이루어 공동으로 표준화를 진행 하였다. 이 표준에서는 동영상 압축의 대표적 기술인 인트라 예측 방법을 사용하며, 기존 H.264/AVC 보다 더욱 다양한 방향의 예측을 통한 부호화 및 복호화의 효율을 가져온다. 제안하는 방법은 다양한 방향의 화소 예측에 사용되는 율-왜곡 최적화 방법의 계산량을 개선하는 방법으로, 주변 화소의 변화량을 이용하여 선택적인 모드를 사용하는 고속화 알고리즘을 통해 기존 방법보다 약 20%의 부호화 속도 향상을 가져오는 방법이다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2016년도 하계학술대회
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• pp.66-67
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• 2016

본 논문에서는 정지영상에 주로 적용되어 왔던 히스토그램 등화 (histogram equalization) 기법을 실시간 동영상 화질향상에 이용할 수 있도록 확장한다. 우선, 동영상의 히스토그램 등화를 실시간으로 동작하기 위한 방안으로, 이전 프레임들의 히스토그램을 이용하여 현재 프레임의 변환 함수를 구성하는 방법을 제안한다. 또한 페이드-인 (fade-in) 등과 같이 장면 전환을 위한 특수 효과를 적용한 동영상이나 장면의 특성상 낮은 화소값이나 높은 화소값들만으로 구성된 동영상에 대해 히스토그램 등화를 적용할 경우 발생하는 문제점을 극복하기 위한 방법을 제시한다. 따라서 제안하는 알고리듬을 적용하여 동영상의 히스토그램 등화를 수행하면 실시간 동영상 처리가 가능할 뿐만 아니라, 다양한 특수 기법들을 사용한 동영상을 효과적으로 개선하여 향상된 화질의 동영상을 얻을 수 있다.