• 한국통신학회논문지
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• 제33권12C호
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• pp.1039-1045
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• 2008

H.264/AVC 비디오 부호화 표준은 높은 부호화 효율을 보여주지만, 그에 따른 부호기의 복잡도가 증가하는 단점이 있다. 특히 비트율-왜곡 최적화 기법을 이용하여 인트라 모드를 결정하는 방법은 부호기의 복잡도를 증가시키는 가장 큰 원인이다. 따라서 부호화 효율을 유지하면서 부호기의 복잡도를 감소시키는 여러 가지 방법이 제안되고 있다. 본 논문에서는 MPEG-2에서 H.264로의 변환 과정에서 $4{\times}4$ 정수 변환 계수를 이용하여 효율적으로 인트라 예측 모드를 결정하는 방법을 제안한다. 제안하는 알고리듬을 적용한 모의실험 결과는 영상의 부호화 성능을 유지하면서 복잡도 및 부호화 수행 시간을 감소시킬 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.158-165
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• 2014

최신 동영상 압축 표준 기술인 HEVC (High Efficiency Video Coding)는 기존의 AVC/H.264와 비교하여 동일 화질 대비 약 2배의 높은 압축률을 보여준다. 하지만 이러한 성능을 얻기 위하여 복잡한 연산이 필요한 기법들을 많이 도입한 결과, HEVC의 시간 복잡도는 AVC/H.264보다 더욱 증가하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 고속 알고리즘 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 HEVC에 구현된 RMD (Rough Mode Decision)의 결과와 MPM (Most Probable Mode)을 활용하여 고속화된 최적 예측 모드 결정 방법을 제안한다. 제안한 방법은 RMD 과정에서 계산한 예측 방향과 MPM 도출 과정에서 계산한 예측 방향을 비교하여 최적 예측 방향을 선정한다. 이 방법을 All-Intra 환경에서 실험한 결과, 평균 0.8%의 BD-rate 손실이 발생하였고 전체 부호화 실행 시간은 평균 26% 감소하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권8C호
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• pp.591-597
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• 2008

H.264/AVC는 기존 영상 압축 표준과 달리 Intra 부호화에서도 가변 크기 블록과 예측 부호화를 사용하여 압축 효율을 높이고 있다. 한 매크로 블록을 부호화 하는 경우 $I16{\times}16$ 모드에서 4가지, $I4{\times}4$ 모드에서 9가지 예측 모드 중 가장 좋은 성능을 보이는 모드를 선택하여 부호화를 행한다. 현재 H.264 참조 소프트웨어인 JM에서는 모드 결정 방법으로 RDO (Rate Distortion Optimization)를 채택하여 사용하고 있으며 이는 RD 관점에서 가장 좋은 성능을 보이는 모드를 선택하여 부호화를 행하는 것이다. 본 논문에서는 H.264/AVC Intra 부호화의 부호화 효율을 향상 시킬 수 있는 모드 결정 방법을 제안한다. RDO는 영상 부호화기에 적용되는 과정에서 복잡도를 줄이기 위하여 부호화 되는 단위 블록들의 부호화 결과는 독립이라는 가정을 하였다. 하지만 실제 H.264/AVC 인트라 부호화 구조는 인접 블록의 이미 부호화 된 픽셀 값을 사용함으로써 인접 블록의 부호화 결과에 영향을 받도록 되어있다. 때문에 제안하는 방법은 이 블록 간 부호화 결과가 종속이라는 점을 고려하여, 기존 RDO 내 $I4{\times}4$ 예측 모드 결정 과정 중 다음 블록의 예측을 위해 사용되는 현재 블록 내 화소 값의 왜곡에 중점을 두어 모드 결정을 하는 과정을 추가함으로써 압축 성능 향상을 꾀한다. 제안하는 모드 결정 방법은 다양한 시퀀스와 QP에서 같은 화질대비 $0.64{\sim}l.65%$의 비트율 감소나 같은 비트율 대비 $0.049{\sim}0.101dB$의 PSNR 향상을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권4C호
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• pp.321-329
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• 2008

H.264/AVC 비디오 부호화 표준은 MPEG-2, H.263 또는 MPEG-4와 같은 기존의 비디오 부호화 표준과 비교하여 상당한 부호화 효율의 향상을 제공한다. 부호화 효율의 향상을 수행하기 위해서 H.264/AVC는 매크로블록 단위로 최적의 움직임 벡터, 참조 화면, 매크로블록 모드를 선택하는데 있어서 율-왜곡 최적화 (Rate-distortion optimization) 기법을 이용한다. 결과적으로 높은 부호화 효율을 제공함과 동시에 복잡도 역시 상당히 증가하였다. 본 논문에서는 화면 내 부호화 모드들에서 나타나는 주파수 특성의 제약 조건들을 이용하여 고속 화면 내 모드 선택 방법을 제안한다. 먼저 영상의 주파수 해석을 통해 H.264/AVC의 화면 내 모드 별 특성을 살펴본다. 다음 제안하는 주파수 에러 비용 (Frequency Error Cost, FEC)을 계산하여 최소 비용을 가지는 모드와 그 주변 모드 2개만을 후보 모드로 선택하고 후보 모드의 율-왜곡 비용만을 계산하여 최적의 화면 내 모드를 결정하여 복잡도를 감소시킨다. 실험 결과는 제안하는 방법이 H.264/AVC와 비교하여 비슷한 율-왜곡 성능을 보이면서 복잡도를 상당히 감소시킴을 보여준다.

• 방송공학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.582-590
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• 2010

H.264/AVC 부호기에서 각 모드 결정에 사용되는 방법인 율-왜곡 최적화(RDO(Rate-distortion optimization))는 부호기의 높은 성능 향상을 보이지만 많은 계산량을 요구하는 문제점을 가진다. 이러한 계산량을 줄이기 위해 원본 영상의 각 블록에 DCT(Discrete Cosine Transform) 계수 분포를 통해 각 블록의 방향성을 예측하여 부호기의 RDO 수행에 참여하는 후보 모드 수를 줄이는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 H.264/AVC에 부호화 방법에 비해 적은 PSNR 손실 및 비트의 증가에도 불구하고 평균 68.40%의 부호기 속도 향상을 가진다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.31-40
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• 2016

In this paper, we analyse the characteristics of the edge image and propose a new entropy coding optimized to the compression of the edge image. The pixel values of the edge image have the Gaussian distribution around '0', and most of the pixel values are '0'. By using this analysis, the Zero Block technique is utilized in spatial domain. And the Intra Prediction Mode of the edge image is similar to the mode of the surrounding blocks or likely to be the Planar Mode or the Horizontal Mode. In this paper, we make use of the MPM technique that produces the Intra Prediction Mode with high probability modes. By utilizing the above properties, we design a new entropy coding method that is suitable for edge image and perform the compression. In case the existing compression techniques are applied to edge image, compression ratio is low and the algorithm is complicated as more than necessity and the running time is very long, because those techniques are based on the natural images. However, the compression ratio and the running time of the proposed technique is high and very short, respectively, because the proposed algorithm is optimized to the compression of the edge image. Experimental results indicate that the proposed algorithm provides better visual and PSNR performance up to 11 times than the JPEG.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권12호
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• pp.303-310
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• 2007

영상을 통신망에서 실시간 전송하려면 압축된 비디오 비트열이 필요하다. 비디오 압축 알고리즘은 시간적, 공간적, 확률적 중복성을 제거하기 때문에 부호화된 비트열은 전송과정 중에 발생하는 전송에러에 매우 민감한 특성을 보인다. 본 논문에서는 저 전송률 비디오 코딩에서 에러의 확산을 막기 위한 에러 복원코딩 방식을 제안한다. 이런 에러 복원 코딩 기술의 성능은 전송에러를 얼마나 정확하게 탐지해 내느냐에 달려 있는데, 전송 에러를 검출하기위해 데이터 숨김이라는 방식을 제안한다. 그리고 에러가 발생한 매크로블록을 복원하기 위해 인트라 매크로블록 갱신 기술과, 움직임 벡터 예측을 이용한 움직임 보상 기술을 적용하여 성능을 비교 및 평가한다. 이 방식은 WCDMA와 같이 에러가 발생할 확률이 있는 비디오 전송망에서 사용할 경우 매우 효과적이다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제42권4호
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• pp.133-142
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• 2005

본 논문에서는 디지털 컨텐츠 보호 기술 중 하나인 두 가지 디지털 비디오 스크램블링 방법을 제안한다. 그 중 한 가지는 움직임 벡터를 이용하여 인터 블록을 왜곡하는 스크램블링 방법이며, 다른 한 가지는 H.264 비디오 압축 기술의 인트라 예측모드를 이용하여 인트라 블록을 왜곡하는 스크램블링 방법이다. 움직임 벡터를 이용한 스크램블링 방법은 움직임 벡터의 수평값과 수직값을 교환하는 것으로 MPEG-1, 2, 4, H.264와 같은 대부분의 비디오 압축 기술에 적용 가능하다. 인트라 예측 모드를 이용한 방법은 H.264 비디오 압축 기술의 특징인 인트라 예측 부호화를 이용한 것으로, 인트라 예측 부호화시 발생하는 인트라 예측 모드를 통상적인 복호화가 가능하며 비트율의 변화가 없는 범위 내에서 랜덤하게 변경하는 것이다. 두 가지 방법 모두 스크램블링으로 인한 압축 효율의 저하가 전혀 없으며, XOR과 같은 매우 간단한 연산만으로 구현이 가능하므로 계산량의 증가가 적다. 뿐만 아니라, 인트라 블록 스크램블링의 경우 인터 블록에 대한 직접적인 왜곡 없이 에러 전파 효과로 인해 간접적으로 인터 블록을 왜곡할 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 논문에서는 이와 같은 두 가지 새로운 디지털 비디오 스크램블링 방법을 제안하고, 이에 대한 실험 결과를 통해 제안된 알고리듬의 효율성을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권9호
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• pp.734-740
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• 2012

본 논문에서는 인트라세션 네트워크 코딩을 사용하여 멀티레이트 멀티홉 무선 네트워크의 처리율을 향상하기 위한 방법을 제안한다. 멀티레이트는 다양한 전송 속도를 사용하여 전송 속도와 전송 반경에 대하여 다양한 타협점을 가질 수 있어 환경 변화에 따른 성능 변화에 대처할 수 있다. 이러한 멀티레이트 환경에서 인트라세션 네트워크 코딩을 사용할 경우 새로운 전송 속도를 결정하는 방법을 제안한다. 멀티레이트를 사용하는 각 노드에서 인트라세션 네트워크 코딩을 사용하여 유효 전송 속도를 계산하고 가장 높은 유효 전송 속도를 갖는 전송 속도를 선택한다. 선택된 전송 속도를 사용하여 동시 전송 집합을 결정하고 선형계획법을 적용하여 멀티홉 무선 네트워크의 처리율을 계산한다. MATLAB과 lp_solve IDE 프로그램을 이용하여 두 가지 토폴로지에서 성능 평가를 수행하였으며, 제안한 방식의 처리율이 향상되었다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권2호
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• pp.89-96
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• 2016

MPEG-H HEVC/ITU-T H.265는 quadtree 구조의 CU (Coding Unit)를 갖는 최신의 비디오 부호화 표준 기술이다. HEVC 부호화기는 모든 가능한 CU 구조에 대해서 Rate-distortion 최적화 과정을 통하여 최적 부호화 성능의 CU depth를 구할 수 있지만, 그 과정에 매우 많은 계산량을 필요로 한다. 본 연구에서는 컴퓨터 비젼 분야에서 잘 알려진 blob detection을 통하여 특징점을 찾는 과정이 저역 필터를 거치는 것과 같은 효과를 가진다는 것과 CU depth의 결정에는 영상의 고주파수 에너지 분포를 고려하는 것이 중요하다는 사실에 착안하여, blob detection 방법을 사용하여 추출된 특징점을 사용하여 HEVC 부호화기의 인트라 예측의 계산 복잡도를 낮추고자 한다. 실험을 통하여 all intra의 경우 0.45%의 BDBR 저하만으로 20% 정도의 부호화 시간을 절감할 수 있음을 보인다.