• 제목/요약/키워드: 4K UHD broadcasting

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저화질 방송미디어의 고품질 변환 기술 개발 현황

  • 조숙희;라상중
    • 방송과미디어
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    • 제27권4호
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    • pp.23-34
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    • 2022
  • 과거에 제작된 SD/HD급 미디어에 대한 수요가 증가하고 영상처리 기술 분야에서의 인공지능 적용이 확산되면서 딥러닝 기반 저화질 미디어의 고품질 변환 기술 연구가 활발히 수행되고 있다. 본고에서는 SD/HD급으로 기제작된 저화질 미디어를 FHD(Full HD)나 4K-UHD(Ultra HD) 등 고품질 시청 환경에 적합하도록 화질을 개선하여 고품질 미디어로 변환하는데 필요한 주요 요소 기술 및 이를 적용한 고품질 변환 시스템의 개발 현황에 대하여 살펴본다.

사용자 경험을 극대화한 UHD 영상 합성 기술 (UHD Video Stitching Method for Enhanced User Experience)

  • ;홍은기;김기열;최윤식
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권7호
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    • pp.1387-1394
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    • 2015
  • 네트워크 전송 기술의 발달에 따라 IPTV 시장이 급격히 성장하고 있다. 또한 더 좋은 서비스를 사용자에게 제공하는 UHD급 방송 및 UX가 주목 받고 있다. 반면에 기존 UX와 차별화 된 사용자 경험을 극대화 할 수 있는 기술에 대한 연구는 많이 진행되지 않고 있다. 따라서 본 논문에서는 사용자가 한 화면에서 여러 채널 및 비디오 콘텐츠를 동시에 시청할 수 있는 멀티뷰 서비스와 이를 수행하는 저복잡도 구문 수준 영상합성 기술을 제안한다. 실험 결과, 제안 알고리즘은 Full-HD 해상도를 가진 4개 영상, UHD급 영상을 1초에 80장 이상 합성할 수 있어, 실시간 적용이 가능함을 보여준다.

Video Quality for DTV Essential Hidden Area Utilization

  • Han, Chan-Ho
    • Journal of Multimedia Information System
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    • 제4권1호
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    • pp.19-26
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    • 2017
  • The compression of video for both full HD and UHD requires the inclusion of extra vertical lines to every video frame, named as the DTV essential hidden area (DEHA), for the effective functioning of the MPEG-2/4/H encoder, stream, and decoder. However, while the encoding/decoding process is dependent on the DEHA, the DEHA is conventionally viewed as a redundancy in terms of channel utilization or storage efficiency. This paper proposes a block mode DEHA method to more effectively utilize the DEHA. Partitioning video block images and then evenly filling the representative DEHA macroblocks with the average DC coefficient of the active video macroblock can minimize the amount of DEHA data entering the compressed video stream. Theoretically, this process results in smaller DEHA data entering the video stream. Experimental testing of the proposed block mode DEHA method revealed a slight improvement in the quality of the active video. Outside of this technological improvement to video quality, the attractiveness of the proposed DEHA method is also heightened by the ease that it can be implemented with existing video encoders.

HEVC 고속 부호화를 위한 SIMD 기반 Search Box 기법의 정수 화소 단위 움직임 추정 방법 (Novel Motion Estimation Scheme to Integer Pixel with a Search Box based on SIMD for Fast HEVC encoding)

  • 석진욱;김연희;기명석;김휘용
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.203-206
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    • 2015
  • 본 논문은 4K UHD 입력 영상에 대한 HEVC 고속 부호화를 위하여 대부분의 상용 CPU 및 AP 에서 사용되고 있는 SIMD (Single Instruction Mutiple Data) 명령어를 사용한 고속의 정수 화소 단위 움직임 추정 방법에 대한 연구이다. 특히, IT 기기에서의 고속 동영상 부호화를 위해 기존의 SIMD 명령어를 개량하여 동일한 CPU 실행시간에 다수의 움직임 추정을 수행할 수 있는 SIMD 명령어를 사용하여 보다 같은 실행시간에 보다 넓은 영역에 대한 움직임 벡터 탐색을 수행할 수 있도록 Search Box 기법을 새로이 개발하고 이를 토대로 기존 HEVC 에서 사용되고 있는 움직임 추정 방법에 대하여 연산시간을 줄이는 동시에 화질 열화를 최소화 시킬 수 있는 방법에 대하여 논한다.

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H.264|AVC를 이용한 초고해상도 부호화 실험 및 고찰 (Experiment and Analysis of Ultra High Definition Video Coding by H.264|AVC)

  • 정세윤;임형준;박현욱;최진수
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2008년도 추계학술대회
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    • pp.263-266
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    • 2008
  • 최근 MPEG에서 HD (High Definition) 해상도 이상의 초고해상도 비디오를 위한 HVC 표준화에 대해 논의가 되고 있다. 본 논문에서는 HVC 표준화를 위해 기본적으로 필요한 H.264를 HD 이상의 초고해상도 부호화 적용시 문제점을 분석하기 위해 SVT 4K UHD테스트 시퀀스와 이를 SVC Downsampling 필터를 이용하여 HD, QHD, QQHD로 변환한 시퀀스들을 이용하여 부호화 실험을 수행 하였고, 실험 결과 분석을 통해 개선 방안에 대해 논하였다.

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타일 및 프레임 수준의 HEVC 병렬 부호화 (Tile-level and Frame-level Parallel Encoding for HEVC)

  • 김연희;석진욱;정순흥;김휘용;최진수
    • 방송공학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.388-397
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    • 2015
  • 고화질 비디오에 대한 시장의 요구가 높아짐에 따라 고화질 비디오를 기존 보다 낮은 데이터 량으로 압축할 수 있는 새로운 비디오 부호화 표준 기술인 HEVC(High Efficiency Video Coding)가 최근에 개발 완료되었다. 즉 HEVC로 압축한 데이터의 양은 기존 비디오 부호화 표준인 AVC/H.264로 압축한 데이터의 양의 동일 화질 대비 약 50%로 보고되고 있다. 압축 성능이 개선된 새로운 부호화 표준에 대한 시장의 관심은 뜨겁지만 시장에 바로 활용되기 위하여서는 응용 서비스에서 요구하는 수준의 처리속도를 만족시켜야 한다. 다수의 코어가 탑재된 컴퓨터 시스템이 널리 보급된 오늘날의 개발 환경에서 부호화 처리 속도를 개선시키기 위해서 여러 각도의 병렬 부호화 적용이 필수이다. 본 논문에서는 HEVC 부호화기에 화면 분할 병렬화와 프레임 수준의 병렬화를 조합하여 적용할 때 코딩 효율 대비 병렬화로 인한 더 높은 속도 향상 결과를 가져올 수 있는 방법을 제안하였다. 즉 시스템 자원과 병렬로 처리할 프레임에 따라 화면을 적응적으로 분할하게 함으로써 코딩 효율 대비 속도 향상을 개선시킬 수 있었다. 한 화면 안에서는 다수의 타일(Tile) 단위로 병렬처리하고, 참조되지 않는 프레임(Frame)들을 병렬로 부호화하도록 본 논문을 통해 구현하였으며 Full-HD 및 4K UHD 영상을 이용하여 제안하는 방법이 코딩 효율 대비 병렬화로 인한 속도 향상이 개선되었음을 보여주었다.

UHD 4K end to end broadcast solution over DVB-T2 SFN network using HEVC real time encoding

  • Dimitrakopulos, Nik
    • 방송과미디어
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    • 제19권2호
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    • pp.36-45
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    • 2014
  • With major sports events such as FIFA World Cup and The Olympic Games coming up, UHDTV technology has been given a major push by broadcasters, test and measurement (T&M), and consumer electronics (TV and set-top box) manufacturers. The increase in picture resolution ($3840{\times}2160$) for 4K and ($7680{\times}4320$) for 8K compared to current HDTV ($1920{\times}1080$), as well as the need to deliver these services in higher frame rates (50/60 up to 100/120fps) translate to a big challenge in UHDTV content delivery to households over terrestrial transmission due to higher data rates. DVB-T2 has been favored by many countries across the world as it is proven to give the best spectral efficiency for terrestrial broadcasting. On the other hand MPEG-4 appears to be the bottleneck for UHDTV since a much higher data rate is needed to deliver such services. Therefore HEVC becomes mandatory for UHDTV delivery over DVB-T2. In this paper, we will give an overview about a complete end-to-end solution for UHDTV delivery over DVB-T2 based on a realistic SFN scenario in Seoul metropolitan area.

IP 기반 디지털 방송 시스템을 위한 전송 구조 연구 (A Study of Transmission Structure for IP-based Digital Broadcast Systems)

  • 서형윤;배병준;임형수;허준환;김종덕
    • 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.430-435
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    • 2015
  • IP 기반 차세대 디지털 방송 시스템은 DASH 세그먼트 파일을 전송한다. DASH 세그먼트 파일은 DASH 시스템에서 다양한 품질의 미디어 콘텐츠를 제공하기 위해 설계되었고, 같은 품질이라도 각 DASH 세그먼트 파일의 크기는 가변적이다. 가변적인 크기의 DASH 세그먼트 파일을 방송망에서 전송할 때 발생하는 가장 큰 문제는 지연과 자원의 효율성이다. 전통적인 방송 전송 시스템은 방송망(physical layer)의 특성에 맞게 설계되었으며, 전송하는 콘텐츠의 양이 많지 않기 때문에 지연과 자원의 효율성 문제가 크게 발생하지 않고, 관련 연구를 찾아보기 힘들다. 차세대 방송에서 전송하는 콘텐츠의 양은 커지고 있으며(e.g. FHD, UHD(4k, 8k) 등), 세그먼트 파일 크기의 가변성 역시 크다. 기술의 발전으로 차세대 방송의 자원 역시 늘어나기는 했지만, 방송 특성상 여전히 제한되고, 고정된다. 그러므로 차세대 방송 시스템은 지연과 자원의 효율성 문제가 발생할 수 있지만, 이 역시 관련 연구를 찾아보기 힘들다. 따라서 이 논문에서는 각 DASH 세그먼트 파일을 전송할 때 지연과 자원의 효율성을 분석할 수 있는 전송 구조를 제안하고, 제안한 전송구조로 시뮬레이션 결과를 보인다.

HEVC over DVB-T2 기반 지상파 4K-UHDTV 방송을 위한 양시청 기준값 실험실 테스트 결과 (Laboratory Measurement to Provide Threshold of Visibility for Terrestrial 4K-UHDTV Broadcasting based on HEVC over DVB-T2)

  • 전성호;김상훈;함상진;임중곤;서영우
    • 방송공학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.506-514
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    • 2016
  • 본 연구에서는 HEVC로 인코딩된 스트림을 6MHz 대역폭 DVB-T2 시스템을 통해서 전송하는 우리나라 지상파 4K-UHD 실험방송 환경에서, 상용 수신기 3종에 대해서 양시청 최소 신호 대 잡음비(ToV C/N)와 양시청 수신기 최소 입력 전계 레벨(Sensitivity)을 실험실 테스트를 통해서 측정하였다. 26.37Mbps 전송률을 기준으로, ToV 평균 C/N=18.8dB 정도로 측정되었고, 수신기 Sensitivity는 최소 -84.2dBm에서 최대 -80.0dBm으로 측정되었다. 이로부터, 수신기 노이즈 바닥(Floor)은 평균 -100dBm 가량으로 계산되었다.

HEVC 실시간 소프트웨어 인코더를 위한 GOP 병렬 부호화를 지원하는 R-lambda 모델 기반의 율 제어 방법 (An R-lambda Model based Rate Control Scheme to Support Parallel GOP Coding for Real-Time HEVC Software Encoders)

  • 김대은;장용준;김문철;임웅;김휘용;석진욱
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2016년도 추계학술대회
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    • pp.107-109
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    • 2016
  • 본 논문에서는 4K UHD 입력 영상을 실시간으로 부호화하기 위해 적용되는 GOP 단위 또는 IDR 주기 단위의 병렬 부호화 구조를 지원하도록 R-${\lambda}$ 모델 기반의 율 제어 방법을 개선하는 비트 분배(bit allocation) 방법을 제안한다. GOP 단위 또는 IDR 주기 단위의 병렬 부호화기 내에서 율 제어기를 작동시키는 경우, 계층적 B 구조에서 같은 계층에 있는 프레임 간에는 상호간에 얼마만큼의 비트를 소모 하였는지에 대한 정보를 공유 할 수 없기 때문에 기존의 비트 분배 방식으로는 비트 예산(bit budget) 관리가 불가능하다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는, 기존의 R-${\lambda}$ 모델 기반 율 제어 방법을 개선하여 부호화 순서에 의한 시간 순서 방향의 비트 예산 갱신 기반 비트 분배하던 방식으로부터, GOP 마다 비트를 할당한 후 계층적 B 구조에서의 계층이 깊어지는 방향으로 비트 예산을 갱신하여 비트를 분배하는 방식으로 율 배분 방식을 개선하였다. 실험 결과를 통해 R-${\lambda}$ 모델 기반 율 제어의 기존 비트 분배 방식보다 제안 방법에 의한 목표 비트 율 달성 오차가 감소함을 확인하였다.

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