• 인터넷정보학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.57-63
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• 2012

최근, 초고속 인터넷망의 발전으로 실시간으로 화상회의 시스템 구축이 가능하게 되었다. 아직도 SD 급의 소프트웨어 코덱을 사용한 화상시스템이 존재하며 모바일 시스템을 이용한 양 방향 시스템이 있지만 대부분 화상시스템으로 영상만 주고받는 실정이다. 본 연구에서는 HD 웹-캠을 사용하여 양 방향 실시간 방송교육 시스템을 구축하고 모바일 시스템에서도 동시에 청취 가능한 시스템을 개발했다. 이를 위해 H.264 표준 영상 압축 기술을 이용한 고대역 압축 기술을 적용하였고, 스마트폰 방송을 위한 스트리밍 서버를 개발하여 적용했다. 영상공유, 문서, 웹-공유가 실시간으로 가능하게 되었다. 또한, WiFi 존에서 사용되는 사설 IP를 언제 어디서나 사용 가능하게 공인 IP로 변환 가능한 기술인 IP 터널링 기술을 적용했다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권5호
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• pp.114-124
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• 2014

HEVC는 JCT-VC에 의해 개발된 최신 비디오 코딩 표준이다. HEVC는 H.264/AVC에 비해 약 2배의 주관적 코딩효율을 제공한다. HEVC 개발의 주요목표 중 하나는 UHD급 비디오를 효율적으로 코딩하는 것이기 때문에, HEVC는 UHD급 비디오를 코딩하는데 널리 사용될 것으로 예측된다. 이러한 고해상도 비디오의 복호화는 많은 양의 메모리 접근을 발생시키기 때문에 복호화 시스템은 고대역폭의 메모리 시스템 및 내부 통신 아키텍처가 필요하다. 이러한 요구사항을 파악하기 위해서 본 논문은 HEVC 복호화기의 메모리 접근 복잡도를 분석한다. 우리는 먼저 임베디드 프로세서와 데스크탑에서 동작하는 소프트웨어 HEVC 복호화기의 메모리 접근량을 측정하였다. 또한 우리는 HEVC 복호화기의 데이터흐름을 분석하여 HEVC 복호화기의 메모리 대역폭 모델을 만들었다. 측정결과, 소프트웨어 복호화기는 6.9~40.5GB/s의 DRAM 접근을 하였다. 또한 분석결과에 따르면 하드웨어 복호화기는 2.4GB/s의 DRAM 대역폭을 요구하는 것으로 파악된다.

• 방송공학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.484-492
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• 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.

• 방송공학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.491-502
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• 2007

본 논문에서는 H.264/MPEG-4 AVC의 확장표준으로 제정된 SVC(Scalable Video Coding)에서 화면 내 예측 모드를 효율적으로 선택하는 방법을 제안한다. 제안 방법은 공간 향상 계층에서의 화면 내 예측 모드의 통계적 분석을 기반으로 매크로블록의 복잡도 특성에 따라 화면 내 예측 모드를 결정하고 Intra_BL 모드의 RD 값을 사용하여 Intra_BL 모드를 선 결정한다. 실험결과 제안한 방법은 화면 내 예측 모드의 부호화 시간을 54.67% 감소시키는 것에 반해 화질의 열화가 매우 작음을 보였다. 특히 낮은 QP 값에서는 미비한 PSNR의 감소와 약 0.011% 정도의 비트율 증가를 보였고, 높은 QP 값에서는 약 0.01dB 미만의 PSNR 감소와 0.249% 정도의 비트율이 증가하였다.

• 스마트미디어저널
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• 제3권4호
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• pp.16-21
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• 2014

HEVC 차세대 비디오 압축 표준은 ITU-TSG16 WP와 ISO/IEC JTC1/SC29, WG 11 두 단체 공동으로 2013년 표준화가 완료되었으며 기존 H.264 하이프로파일과 비교하여 압축효율은 두배 정도이다. HEVC에서 화면내 예측 (intra prediction) 모드는 planar와 DC 모드를 포함한 35개의 방향성 모드가 있으나 모든 모드를 적용한 부호화기를 구현하기 위해서는 하드웨어 복잡도가 증가하며 각 코딩유닛(coding unit) 사이즈에 따라 정확한 모드예측을 위한 RDO (rate distortion optimization) 계산에 필요한 DCT 사이즈도 증가하였기 때문에 본 논문에서는 하드웨어 사이즈를 줄이기 위하여 양자화를 위한 DCT와 SSE 계산을 위한 RDO 블럭내 DCT를 공유하는 화면내 예측부호기를 제안한다. 성능은 HEVC 참조소프트웨어인 HM-13.0과 비교하여 BD-rate는 평균 20% 증가하며 부호화시간은 4배 이상 단축되어 300MHz에서 FHD ($1920{\times}1080p$) 영상의 초당 60 프레임 실시간 부호화가 가능하다.

• 방송공학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.527-539
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• 2010

대부분의 비디오 부호화 시스템은 YCbCr 색 공간에서 부호화가 수행되나 초고화질 비디오가 사용되는 분야에서는 YCbCr 색 공간에서 부호화하는 것이 RGB 색 공간에서 부호화는 것에 비해 높은 압축 효율을 제공하지 않기 때문에 RGB 공간에서 부호화하는 것이 선호된다. RGB 비디오 신호의 압축 부호화 효율을 증대시키기 위하여 본 논문은 잔여신호의 적응적 주파수-선택 가중 예측 기법을 제안한다. RGB 비디오 신호의 색 평면간 상관도를 최대한 활용하기 위해, 제안 기법은 잔여신호 평면 사이의 주파수 영역에서의 부호 일치도와 상관 강도에 근거하여 적응적으로 잔여신호 평면 간 예측될 주파수 영역과 그에 상응하는 예측 가중치를 선택한다. 실험 결과는 최신의 비디오 압축 표준인 H.264/AVC에서 4:4:4 비디오 부호화의 공통 모드에 비해 약 13% 정도 압축 부호화 성능을 개선시켰음을 보여준다.

• 방송공학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.545-556
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• 2015

차세대 3차원 디스플레이 및 서비스를 지원하기 위한 HEVC 기반 3차원 비디오 코딩 표준(3D-HEVC)이 최근 완료되었다. 3D-HEVC는 소수의 텍스처 영상(Texture image)과 깊이 영상(Depth map image)으로 구성된 Multi-view plus depth (MVD) 포맷을 효율적으로 처리하기 위한 표준으로써 H.264/AVC와 HEVC에서 사용하는 단일 계층 부호화 방법과 더불어 텍스처 영상들간, 깊이 영상들간, 텍스처 영상과 깊이 영상들간의 예측을 수행하는 인터-컴포넌트 부호화 기술을 추가적으로 사용한다. 본 논문에서는 3D-HEVC 표준의 일반적인 코딩 구조, 3D-HEVC 기술의 기반이 되는 인터-컴포넌트 부호화 기술 및 인터-컴포넌트 부호화 효율에 중요한 영향을 미치는 시차 벡터(Disparity vector) 유도 기술에 대해 상세히 소개한다. 또한 본 논문에서는 3D-HEVC의 부호화 효율을 검증하기 위해 각 시점을 HEVC로 부호화한 방법과 단순 다시점 확장 표준인 MV-HEVC와의 성능평가를 수행한다.

• 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.

• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.201-208
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• 2012

본 논문에서는 실시간 동영상 부호화를 위한 효과적인 비트율 제어 방법을 제안하고 하드웨어로 구현한다. 제안하는 비트율 제어는 각 기본유닛 마다 R-D 파라미터 갱신에 의해 많은 연산 처리를 필요로 하는 이차원 R-D 모델을 사용하지 않고, 프레임의 평균 복잡도 가중치를 이용한 Qstep 결정 모델을 사용함으로써 연산량을 감소시킨다. 또한 적은 연산량과 빠른 MAD 예측을 위해 부호화된 기본유닛을 기반으로 영상의 공간적 및 시간적 상관관계를 이용하여 MAD를 예측한다. 제안하는 비트율 제어는 프레임 레벨 MAD 예측과 매크로블록 레벨 MAD 예측, GOP 비트 할당, 프레임 비트 할당, 가상버퍼, Qstep 결정 모델, 비트율 제어 파라미터 갱신, QP 결정 모듈을 포함하며 총 8개의 모듈로 구성된다. 비트율 제어 하드웨어는 Verilog-HDL을 이용하여 설계하였으며, Synopsys사의 Design Compiler를 이용하여 UMC 공정 $0.18{\mu}m$ 셀 라이브러리로 합성한 결과, 최대 동작 주파수는 108 MHz이고, 게이트 수는 19.1k이다. 실험 결과로부터 제안한 구조는 기존 구조 보다 게이트 수가 85% 감소하였고, 매크로블럭 당 QP를 결정하는데 평균 220 사이클 수가 소요되어 기존 구조보다 64% 단축됨을 확인하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.426-433
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• 2010

H.264/AVC 비디오 압축 표준은 압축 효율을 높이기 위해 다양한 크기의 블록을 사용하여 화면 사이의 움직임 예측을 수행한다. H.264/AVC는 가변적인 블록 크기의 움직임 보상을 통해 세밀한 영역의 움직임까지 예측할 수 있어 잔여 영상을 나타내는 정보량을 효과적으로 줄일 수 있다. 복호를 위해서는 각 블록의 움직임 벡터를 전송해야 하는데, 저비트율 환경에서는 움직임 벡터 정보가 전체 비트스트림의 약 40%를 차지한다. 움직임 벡터 정보량을 줄이기 위해 비디오 부호화 전문가 그룹(VCEG)에서는 다양한 움직임 벡터 예측(Motion Vector Competition) 방법을 제안하였다. 다양한 예측 움직임 벡터를 사용하여 실제 전송해야 할 움직임 벡터 차분값(Motion Vector Difference, MVD)의 크기를 줄이기 때문에 압축 효율을 높일 수 있다. 그러나 다양한 예측 움직임 벡터를 사용하기 때문에 선택된 예측 움직임 벡터의 인덱스 정보를 복호기로 전송해야 한다. 이 논문에서는 인덱스 정보를 효율적으로 전송하기 위해 Phased-in 코드를 기반으로 한 새로운 코드워드 표를 제안했다. 실험을 통해 제안한 방법을 이용하여 동일한 화질에서 평균 약 7.24%의 비트율을 절감할 수 있었고, 동일한 비트율에서는 평균 약 0.36dB의 화질을 향상시킬 수 있었다.