• 방송공학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.815-829
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• 2010

본 논문에서는 H.264/AVC의 성능향상을 위해 단방향 예측에 의한 $4{\times}4$ 인트라 부호화 방법을 제안한다. 최신의 동영상 압축 표준인 H.264/AVC에서는 $16{\times}16$과 $4{\times}4$ 인트라 예측 방법을 사용하고 있다. $4{\times}4$ 인트라 예측 방법은 예측 블록의 크기가 작기 때문에 $16{\times}16$ 예측 방법과 비교하여 상대적으로 복잡한 영역에서 보다 정밀한 예측이 가능하고, $16{\times}16$ 인트라 예측 방법은 $4{\times}4$ 예측 방법에 비해 상대적으로 큰 예측 블록을 사용하여 예측 방향정보를 적게 전송함으로써 평편한 영역에서 보다 높은 효율로 부호화할 수 있는 특징이 있다. 제안하는 방법은 매크로블록(Macroblock)을 부호화하기 위해 $4{\times}4$ 블록 단위로 예측하여 예측블록의 정밀도를 높이고, 동시에 모두 같은 방향으로 예측하여 예측 방향 정보를 줄임으로써 부호화 효율을 높이는 효과가 있다. 실험 결과, 제안하는 단방향의 $4{\times}4$ 인트라 예측 방법은 기존 H.264/AVC의 $16{\times}16$ 예측 방법과의 툴 단위 성능 비교에서 약 10.47% 정도의 비트 감소를 보인다. 또한, $16{\times}16$ 및 $4{\times}4$ 예측 방법을 모두 적용한 것과 두 가지 방법에 제안한 방법을 추가로 적용했을 때의 성능 비교에서는 평균적으로 약 1.57% 정도의 비트 감소가 있음을 확인할 수 있다.

• ETRI Journal
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• 제31권5호
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• pp.610-612
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• 2009

We present intra-mixture prediction (IMP) mode for intra prediction and an enhanced estimation method for most probable mode (MPM). IMP mode supports more flexibility in intra prediction by mixing $4{\times}4$ blocks and $8{\times}8$ blocks in one macroblock, while the enhanced MPM estimation extends the number of referenced neighboring blocks and efficiently uses their prediction modes depending on their positions. Simulation results show that the combination of both proposed methods provides a bit reduction in the Bj${\phi}$ntegaard delta bitrate by an average of 2.56% compared to H.264/AVC.

• 방송공학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.416-426
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• 2011

본 논문은 H.264/AVC의 인트라(Intra) 부호화에서 인트라 예측 모드를 병합하여 부호화 성능을 높일 수 있는 기술에 관한 것이다. 제안하는 기술은 기존의 인트라 부호화에서 예측 모드를 시그널링(Signaling) 하는 방법과 다르게 여러 블록의 예측 모드를 병합하는 방법을 사용하여 예측 모드를 시그널링 한다. 기설정한 경계값 이상의 블록이 주변 블록으로부터 예측된 모드와 같을 경우에는 제안된 방법을, 그렇지 않을 경우에는 기존의 방법을 사용하여 시그널링 하여 인트라 예측 모드 비트량을 줄임으로써 부호화 효율을 높이는 방법을 제안하였다. 실험 결과, 제안한 방법은 기존의 방법과 비교하여 약 0.05dB의 PSNR(Peak signal to-noise ratio) 증가, 약 1%의 비트율이 감소하였다. 특히 low bit-rate일 경우, 약 0.1dB의 PSNR 증가, 약 1.7%의 비트율이 감소시킴으로써 low bit-rate에서 효과적임을 알 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권1C호
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• pp.61-72
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• 2005

H.264 부호화 표준은 부호화 효율을 높이기 위해 1/4 화소 단위의 움직임 추정, 다중 참조 프레임, 인트라 예측, 루프 필터, 다양한 블록 크기의 지원 등과 같은 새로운 부호화 도구들을 사용한다. 이를 통해 이전의 비디오부호화 표준들에 비해 율-왜곡(率歪曲) 관점에서 높은 성능을 보이지만 그로 인해 부호기의 복잡도는 상당히 증가한다. 본 논문은 부호기 복잡도의 증가를 초래하는 주요 부호화 도구들 중 매크로블록 모드 선택의 복잡도 감소에 주안(主眼)점을 두며, 이에 대한 복잡도 감소 알고리듬을 제시한다. 선택가능한 모든 매크로블록 모드들 중에서 $8{\times}8$ 모드와 인트라 $4{\times}4$ 모드는 다른 모드들에 비해 상대적으로 높은 복잡도를 가진다. 제안하는 알고리듬은 낮은 복잡도를 가지는 매크로블록 모드의 비용(Cost) 정보를 이용하여 $8{\times}8$ 및 인트라 $4{\times}4$의 비용을 추정함으로써 두 모드에 대한 복잡도를 감소시키고자 한다. 제안한 알고리듬을 적용한 실험은 전체 부호화 시간을 최대 $54.6{\%}$까지 감소시키는데 반해 PSNR은 단지 평균 0.012dB 감쇠(減衰)하는 것으로 나타난다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.767-773
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• 2017

본 논문에서는 HEVC 부호기를 위한 효율적인 Intra Prediction Angular 모드 결정 하드웨어 설계를 제안한다. HEVC의 Intra Prediction은 현재 블록 주변의 재구성된 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. Intra Prediction에서는 1개의 DC 모드, 1개의 Planar 모드, 33개의 Angular 모드로 총 35개의 모드를 지원한다. HEVC의 Intra Prediction은 35개의 모드 중에서 최적의 모드를 결정한 후 예측하여 부호화 성능을 향상 시킨다. 그러나 35가지의 모드를 모두 처리하기 위해서는 많은 연산 복잡도와 처리시간이 요구된다. 그러므로 본 논문에서는 원본 영상 픽셀의 차이 값을 비교하여 Angular 모드를 효율적으로 결정하는 알고리즘을 적용한 하드웨어 설계를 제안하였다. 또한 효율적인 알고리즘의 사용을 통해 하드웨어 면적을 감소시켰다. 제안된 하드웨어 구조는 Verilog HDL로 설계하였으며, 65nm 공정으로 합성하였다. 합성 결과 14.9K개의 게이트로 구현되었고, 최대 동작 주파수는 2GHz이다.

• 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.

• 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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• 제16권2호
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• pp.190-206
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• 2011

본 논문에서는 KTA 소프트웨어의 부호화 효율을 향상시키기 위하여 인트라 예측과 인터 예측을 적응적으로 혼합하여 사용하는 방법을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 확장된 매크로 블록 내에서 인터 예측 블록들을 먼저 부호화 및 복호화한 후 그 복원값들을 인트라 예측 부호화 과정에서 이용한다. 기존의 인트라 예측 방법에서는 현재 블록의 우측과 하단에 위치한 화소들을 이용하지 못하였으나, 제안 알고리즘에서는 현재 부호화하려는 블록의 상단과 좌측뿐만 아니라 우측 또는 하단의 복호화가 완료된 화소를 이용하여 양방향 인트라 예측을 수행한다. 이를 위해서 양방향 예측 필터를 디자인하였고, 확장 매크로블록 내의 매크로블록들의 적응적인 코딩 순서 정보를 전달하기 위해서 신택스 구조를 수정하였다. 컴퓨터 실험 결과를 통하여 제안하는 방법이 기존 기술에 비해 압축효율을 향상시키는 것을 알 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.338-345
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• 2020

차세대 비디오 부호화 표준으로 진행중인 VVC(Versatile Video Coding)는 HEVC(High Efficiency Video Coding)보다 두 배 이상의 압축 성능을 달성하기 위해 다양한 기술들을 채택하고 있다. 최근 배포된 VVC 참조 SW 코덱인 VTM(VVC Test Model)은 HEVC 대비 38% 이상의 BD-rate 부호화 성능 향상을 보이는 반면 부호화와 복호화 복잡도가 각각 9배, 2배 정도 증가를 보인다. 특히, 재귀적 MTT(Multi-Type Tree) 분할 구조와 HEVC 대비 2배로 증가한 화면내 예측모드 수로 인해 상당한 부호화기의 복잡도가 증가하였으며, 이를 감소시키기 위한 다양한 기법들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 부호화기의 복잡도를 감소시키기 위하여 블록내 화소의 기울기를 이용한 고속 화면내 예측모드 결정 및 블록분할 기법을 제시한다. 실험결과 VTM6.0 대비 AI(All Intra) 부호화 구조에서 3.54%의 부호화 성능 감소와 65%의 부호화 시간 절감 효과를 얻었다.

• 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.