• 방송공학회논문지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.716-724
• /
• 2012

본 논문에서는 HEVC(High Efficiency Video Coding) 부호화 속도 향상을 위한 최대 부호화깊이 및 참조영상 고속결정 방법을 제안한다. 본 논문에서는 계산 복잡도 감소와 속도향상을 위하여 크게 두 가지 방법을 제안한다. 첫 번째 방법에서는 LCU(Largest Coding Unit)내 각 CU(Coding Unit)의 최대 부호화 깊이를 제한하며, 이때 공간적인 상관성을 기반으로 주변 LCU에서 사용된 최대 부호화 깊이와 율-왜곡 비용을 이용한다. 두 번째 방법에서는 각 CU의 다양한 PU(Prediction Unit) 중, 화면간 예측을 수행하는 PU에 대해서 참조영상을 제한하며, 이때 상위 깊이 PU의 움직임 정보를 이용한다. 제안하는 방법은 항상 최대 깊이까지 부호화를 수행하는 것을 적응적으로 제한하고, 상당한 복잡도를 요구하는 움직임 예측을 수행하는 PU의 참조영상 수를 제한함으로써 계산 복잡도를 감소시킬 수 있으며, 기존의 HEVC 참조 소프트웨어인 HM6.1 대비 약 1.2% 정도의 비트율이 증가하면서 약 39%의 복잡도 감소 효과를 얻을 수 있었다.

• 방송공학회논문지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.484-492
• /
• 2016

High efficiency video coding (HEVC)은 H.264/AVC와 같은 이전 비디오 압축 표준 보다 더 높은 압축 효율을 갖는 최신 비디오 압축 표준이다. 화면 내 예측에서 최대 압축 단위 (LCU)들은 quadtree 구조를 통해 64x64부터 8x8까지의 크기를 갖는 더 작은 압축 단위 (CU)들로 나누어지고, 이들은 다시 예측 단위 (PU)들로 나누어진다. 가능한 크기까지 CU를 분할하면서 RDO (Rate Distortion Optimization) 과정을 통해 최적의 CU 분할 형태가 선택된다. 이 과정에서 HEVC는 많은 계산량을 필요로 한다. 본 논문에서는 HEVC의 계산량을 줄이기 위해, FAST (Features from Accelerated Segment Test) 코너 검출을 이용하여 화면 내 예측을 위한 고속 CU depth 결정 방법 (FCDD)을 제안한다. 제안하는 방법은 기존의 HEVC와 비교하여 약 0.7%의 BDBR 만큼의 적은 압축 성능 감소와 함께 부호화기에서 약 53.73%의 계산 시간을 감소시켰다.

• ETRI Journal
• /
• 제38권5호
• /
• pp.807-817
• /
• 2016

A novel fast algorithm is suggested for a coding unit (CU) mode decision using pseudo rate-distortion based on a separated encoding structure in High Efficiency Video Coding (HEVC). A conventional HEVC encoder requires a large computational time for a CU mode prediction because prediction and transformation procedures are applied to obtain a rate-distortion cost. Hence, for the practical application of HEVC encoding, it is necessary to significantly reduce the computational time of CU mode prediction. As described in this paper, under the proposed separated encoder structure, it is possible to decide the CU prediction mode without a full processing of the prediction and transformation to obtain a rate-distortion cost based on a suitable condition. Furthermore, to construct a suitable condition to improve the encoding speed, we employ a pseudo rate-distortion estimation based on a Hadamard transformation and a simple quantization. The experimental results show that the proposed method achieves a 38.68% reduction in the total encoding time with a similar coding performance to that of the HEVC reference model.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제10권3호
• /
• pp.1195-1211
• /
• 2016

The emerging video coding standard High Efficiency Video Coding (HEVC) has shown almost 40% bit-rate reduction over the state-of-the-art Advanced Video Coding (AVC) standard but at about 40% computational complexity overhead. The main reason for HEVC computational complexity is the inter prediction that accounts for 60%-70% of the whole encoding time. In this paper, we propose several fast coding unit (CU) encoding schemes based on the Merge mode and motion estimation information to reduce the computational complexity caused by the HEVC inter prediction. Firstly, an early Merge mode decision method based on motion estimation (EMD) is proposed for each CU size. Then, a Merge mode based early termination method (MET) is developed to determine the CU size at an early stage. To provide a better balance between computational complexity and coding efficiency, several fast CU encoding schemes are surveyed according to the rate-distortion-complexity characteristics of EMD and MET methods as a function of CU sizes. These fast CU encoding schemes can be seamlessly incorporated in the existing control structures of the HEVC encoder without limiting its potential parallelization and hardware acceleration. Experimental results demonstrate that the proposed schemes achieve 19%-46% computational complexity reduction over the HEVC test model reference software, HM 16.4, at a cost of 0.2%-2.4% bit-rate increases under the random access coding configuration. The respective values under the low-delay B coding configuration are 17%-43% and 0.1%-1.2%.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
• /
• 한국방송공학회 2011년도 하계학술대회
• /
• pp.173-176
• /
• 2011

현재 표준화가 진행 중인 HEVC (High-efficiency video coding) 는 기존의 동영상 표준과 마찬가지로 여러 기술들이 혼합된 하이브리드 영상 부호화 프레임 워크 구조를 따르고 있다. 특히, 다양한 크기의 부호화 단위 (Coding Unit : CU), 예측단위 (Prediction Unit : PU), 변환 단위 (Transform Unit : TU) 의 사용으로 인해 HD 이상의 영상에 대하여 기존의 H.264/AVC 보다 약 40%의 압축률 향상을 보이고 있다. 하지만 그로 인하여 부호화기 복잡도가 약 3 배 이상 증가하는 것으로 나타났으며 이는 실시간 부호화가 요구되는 분야에서 큰 문제가 될 것이다. 본 논문은 HEVC 부호화기 복잡도를 낮추기 위하여 최적의 CU 를 결정하는 과정 중 조기에 CU 를 결정하는 고속 CU 결정 방법을 소개한다. 실험 결과, 제안된 방법은 HM과 비교하여 PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) 의 손실이 거의 없이 최대 약 58%의 부호화 시간을 절약하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
• /
• 한국방송공학회 2014년도 추계학술대회
• /
• pp.194-196
• /
• 2014

HEVC(High Efficiency Video Coding)는 재귀적 쿼드트리 분할 구조의 부호화단위(CU: Coding Unit)와 각 CU에서 다양한 예측단위(PU: Prediction Unit)를 제공하고, 율-왜곡 기반으로 최적의 CU와 PU를 결정함으로써 높은 부호화 효율을 얻을 수 있는 반면 부호화 복잡도 또한 크게 증가하는 문제가 있다. 본 논문에서는 부호화기의 복잡도를 감소시키기 위해 상위깊이의 부호화 정보를 이용한 고속 부호화 기법을 제안한다. 제안기법은 상위깊이 CU의 Sub-CBF(coded block flag)를 이용하여 현재깊이 CU에서의 PU를 조기 결정하여 PU 탐색을 고속화 한다. 또한 화면내(Intra) 예측 고속화를 위하여 현재 CU의 sub-CBF를 함께 사용하여 하위깊이에서의 화면내 예측을 생략한다. 실험결과 제안기법은 HM 14.0 대비 1.2%의 BD-rate 증가에 31.4%의 부호화 시간 감소 효과를 얻을 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제13권6호
• /
• pp.3165-3181
• /
• 2019

Spherical videos, which are also called 360-degree videos, have become increasingly popular due to the rapid development of virtual reality technology. However, the large amount of data in such videos is a huge challenge for existing transmission system. To use the existing encode framework, it should be converted into a 2D image plane by using a specific projection format, e.g. the equi-rectangular projection (ERP) format. The existing high-efficiency video coding standard (HEVC) can effectively compress video content, but its enormous computational complexity makes the time spent on compressing high-frame-rate and high-resolution 360-degree videos disproportionate to the benefits of compression. Focusing on the ERP format characteristics of 360-degree videos, this work develops a fast decision algorithm for predicting the coding unit depth interval and adaptive mode decision for intra prediction mode. The algorithm makes full use of the video characteristics of the ERP format by dealing with pole and equatorial areas separately. It sets different reference blocks and determination conditions according to the degree of stretching, which can reduce the coding time while ensuring the quality. Compared with the original reference software HM-16.16, the proposed algorithm can reduce time consumption by 39.3% in the all-intra configuration, and the BD-rate increases by only 0.84%.

• 방송공학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.627-630
• /
• 2014

최신 비디오 부호화 표준인 HEVC(High Efficiency Video Coding)에서는 재귀적으로 동일한 4개의 블록으로 분할될 수 있는 쿼드 트리 기반의 부호화단위(CU: Coding Unit) 구조를 적용하여 높은 부호화 효율을 얻는다. 각 깊이(depth) 레벨에서 각 CU는 가변 크기의 예측단위(PU: Prediction Unit)로 분할된다. 하지만 각 부호화트리단위(CTU: Coding Tree Unit) 마다 최적의 CU 분할구조와 각 CU 마다 최적의 PU 모드를 결정하기 위한 상당한 계산 복잡도 증가를 야기한다. 본 논문에서는 이러한 계산 복잡도를 줄이기 위하여 PU 탐색을 조기 종료하는 고속 PU 결정 기법을 제시한다. 제한 기법은 상위 깊이 CU의 최적 모드와 부호화 율-왜곡 비용을 이용해서 현재 깊이 CU에서의 특정 모드의 율-왜곡 비용 계산을 생략함으로써 PU 탐색을 조기 종료한다. 실험결과 제안기법은 HM 12.0 대비 0.2%의 비트 증가에 18.1%의 계산시간 감소 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 방송공학회논문지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.765-780
• /
• 2012

본 논문은 차세대 압축 표준(high efficiency video coding; HEVC)을 기반으로 하는 계층 간 비디오 압축 코덱의 부호화 속도 향상을 위하여 참조 계층 CU(coding unit) 깊이정보를 참조하여 향상 계층의 CU깊이를 고속으로 결정하는 방법을 제안한다. 향상 계층의 CU깊이를 예측하기 위해 먼저, 참조 계층의 대응 CU의 깊이 정보를 참조 한다. 이때, 참조 깊이 기준으로 -1부터 +1까지의 CU깊이에 대한 RDcost만을 계산하여 향상 계층의 최종 CU깊이를 결정한다. 제안하는 방법을 이용하여 향상 계층의 모든 CU깊이에 대한 율-왜곡 최적화(rate-distortion optimization) 과정을 거치지 않고 최종 CU깊이를 결정하기 때문에 계산 복잡도 감소 효과를 얻을 수 있다. 제안하는 방법의 고속화 성능을 평가하기 위해 HM 4.0 기반의 simulcast 계층 간 부호화기를 이용한 결과 제안하는 알고리듬을 적용하지 않은 경우 대비 약 1.4% 정도 이내의 적은 비트율 증가에도 불구하고, 약 26%의 계산 복잡도 감소 효과를 얻을 수 있었다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제53권12호
• /
• pp.141-146
• /
• 2016

HEVC/H.265는 ITU-T SG 16 WP와 ISO/IEC JTC 1/SC29/WG 11에서 제안된 가장 최근의 비디오 코딩 표준안이다. H.265에서 영상은 연속된 코딩 트리 유닛(CTU)들로 나누어지고, CTU는 다양한 지역적 특성을 받아들이기 위해 다수의 코딩 유닛(CU)들로 나누어진다. H.265의 코딩 효율은 이전 표준인 H.264/AVC와 비교하면 약 2배 정도 우수하나 확장된 CU와 변환블록(Transform)의 크기가 증가함에 따라 인코더 내에서 예측 (Prediction), 모드결정 (Mode decision) 그리고 복원(Reconstruction) 블록의 하드웨어 크기가 이전 표준과 비교하여 4배 정도 증가하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 인코더 내에서 복잡도가 가장 큰 Prediction/Mode Decision/Reconstruction (PMR) 블록에 대하여 코딩효율(PSNR)을 저하시키지 않는 범위 내에서 하드웨어 복잡도를 줄이기 위한 새로운 구조를 제안한다. 복잡도가 감소된 하드웨어를 이용하면 전체 비디오 인코더의 사이즈를 줄일 수 있으며, Full-HD 영상에 대하여 300 Mhz의 클록 주파수와 60 fps의 프레임율로 동작한다. 테스트 영상에 대하여 PMR 예측 블록에서 Bjøntegaard Delta (BD) 비트율의 증가는 평균 30 % 이며, PMR 블록의 전체 게이트 수는 약 1.8 M 이다.