• 전자공학회논문지 IE
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• 제47권2호
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• pp.21-26
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• 2010

본 논문에서는 H.264/AVC SE(Scalability Extension)의 부호화 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization, RDO)이 적용된 JM(Joint Model)의 FME(Fast Motion Estimation)를 대상으로 예측된 움직임 벡터의 방향성을 고려하여 탐색영역을 결정한 후 적용적인 후보 나선형 탐색을 수행한다. 다양한 영상들을 대상으로 실험한 결과 기존의 예측 방식에 최대 80%의 연산량을 줄일 수 있음을 확인하였다. 이에 따른 화질 열화는 평균 0.05dB-0.19dB에 불과하며, 압축률은 평균 0.58%의 미미한 감소를 보임으로써, 제안한 방법이 매우 효율적임을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 Ⅳ
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• pp.1928-1931
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• 2003

본 논문은 가장 최근의 동영상 국제표준인 H.264 비디오 코덱을 사용하여 QCIF 영상을 초당 10 프레임 정도의 속도로 실시간 부호화하는 것을 목적으로, 부호화 시 필요한 연산의 약 80％-90％를 차지하는 움직임 추정을 고속으로 처리할 수 있는 알고리즘을 개발하는 것을 내용으로 하고 있다. 제안하는 고속 움직임 추정 알고리즘은 MPEG겨 등의 고속 움직임 추정에 사용되었던 기존의 알고리즘을 다중 프레임 레퍼런스 등 새로운 특징을 갖는 H.264 코덱에 적합한 형태로 개선하고, 움직임 추정의 정밀도가 1/4 화소 단위로 향상됨으로써 늘어난 부화소단위 움직임 추정의 상대적 부담을 함께 고려하면서, 모드 선택과정과 효과적으로 결합함으로써 보다 향상된 성능을 나타내고 있다. 모의실험 결과, 기존의 공식 JVT-AVC 레퍼런스 소프트웨어인 JM (Joint Model) 에 구현되어 있는 고속 움직임 추정 알고리즘에 비해서 최대 80％, 평균적으로 60％의 속도개선 효과가 있음이 입증되어, 최근 JM 의 새로운 고속 움직임 추정 알고리즘으로 채택된 JVT-F0l7 알고리즘에 본 논문에서 제안하는 레퍼런스 프레임 탐색 제한 알고리즘을 결합시킴으로써 추가적으로 약 45％의 속도 개선을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제10권4호통권29호
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• pp.528-539
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• 2005

H.264는 우수한 부호화 성능으로 말미암아 DMB 차세대 DVD 등 새로운 멀티미디어 서비스를 위한 비디오 코덱으로 채택되어 왔다. 그러나 이 표준의 표준 코덱인 Joint Model(JM)은 연산 자원이 한정된 임베디드 환경에서 사용되기에는 너무 복잡한 다수의 알고리즘을 포함하고 있다. 본 논문은 임베디드 환경에서 사용할 수 있도록 설계된 초저복잡도 H.264 부호화 알고리즘을 제시한다. 제안하는 알고리즘은 압축 성능의 급격한 악화를 가져오지 않는 범위 내에서 몇 가지 부호화 도구의 사용을 제한하고, 또 움직임 추정과 모드 결정 과정에 몇 가지의 조기 종료 조건과 우회 조건을 추가하는 방법으로 구현하였다. 제안하는 알고리즘을 사용하여 7.5fps QCIF 영상을 64kbps로 부호화하는 경우, 표준 JM에 비해서 평균적으로 0.4 dB 정도의 미약한 PSNR 열화를 나타냄에도 불구하고, 단지 $15\%$의 계산량만을 필요로 할 뿐만 아니라, 필요한 메모리의 양과 전력 사용률을 획기적으로 낮추는 것이 가능하다. 제안하는 알고리즘의 H.264 부호기를 Intel PXA255 Processor를 사용하는 PDA에 이식하는 실험을 통하여 PDA에서 H.264 기반의 MMS(Multimedia Messaging Service)의 실현 가능성을 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권11C호
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• pp.1077-1084
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• 2006

본 논문에서는 H.264/AVC에서 가장 많은 연산량을 차지하는 인터 예측(inter prediction)을 고속으로 수행할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization, RDO)이 적용된 JM(Joint Model)의 FME(Fast Motion Estimation)를 대상으로 예측된 움직임 벡터의 방향성을 고려하여 탐색영역을 결정한 후 적응적인 후보 나선형 탐색을 수행한다. 동시에 가변 블록 크기에 대하여 비용함수의 임계값(threshold)을 결정한 후 가변 구간 움직임 탐색을 수행함으로써 인터 예측의 부호화 복잡도를 감소시킨다. 다양한 영상들을 대상으로 실험한 결과 기존의 예측 방식에 최대 80%의 연산량을 줄일 수 있음을 확인하였다. 이에 따른 화질 열화는 평균 $0.05dB{\sim}0.19dB$에 불과하며, 압축률은 평균 0.58%의 미미한 감소를 보임으로써, 제안한 방법이 고속 인터 예측 알고리즘으로 매우 효율적인 방법임을 확인하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2008년도 추계학술대회
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• pp.85-88
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• 2008

예비 슬라이스(Redundant picture)는 에러가 발생하기 쉬운 환경에서 비디오가 전송될 때 에러를 보상하기 위한 H.264/AVC 부호화 표준의 도구들 중에 하나이다. 본 논문에서는 예비 슬라이스의 삽입으로 인해 발생하는 오버헤드 비트와 손실률을 고려한 LA-RDO(Loss-aware rate-distortion optimization) 모델을 제시하며 제안하는 모델에 기초해서 예비 슬라이스의 삽입 여부를 결정한다. 실험결과는 제안하는 방법이 참조 소프트웨어(JM: Joint Model)에 있는 HRP(Hierarchical redundant picture)와 비교했을 때 평균 0.5dB의 PSNR이 증가함을 보였다. 특별히 낮은 비트율에서 상대적으로 높은 성능을 보이므로 비디오 화상 회의와 같이 낮은 비트의 영상을 요구하는 무선 전송 환경에 적합할 것으로 보인다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제45권2호
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• pp.26-32
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• 2008

동영상 압축 기술은 오랜 기간 동안 연구되었으며 H.264/AVC는 최근에 사용되고 있는 동영상 압축 표준 중 가장 효율적인 동영상 압축 표준으로 알려져 있다. H.264/AVC의 베이스 프로파일에서는 무손실 압축과정으로 기존의 VLC(Variable Length Coding) 방식 대신에 압축 효율을 향상시킨 CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding)라는 압축 방식을 사용한다. CAVLC 복호기는 기존의 VLC 보다 많은 VLC 표가 필요하기 때문에 하드웨어로 구현하기에는 많은 면적을 요구하게 되며 소프트웨어로 구현 시에는 표 탐색에 의해서 성능이 저하된다. 본 논문에서는 이러한 CAVLC 복호기의 소프트웨어에서의 성능 저하를 막기 위해서 VLC 표를 계층적으로 집단화하여 코드만으로 주소를 정하고 정해진 VLC 표를 한번만 참조하여 성능을 향상시키는 방법을 제안한다. 제안된 알고리즘은 C 언어로 모델링하였으며 ARM ADS1.2에서 컴파일하고 ARM9TDMI 프로세서 시스템을 Armulator를 이용하여 시뮬레이션하였다. 실험 결과, H.264/AVC 표준 참조 프로그램인 JM(Joint Model) 10.2 보다 약 80%의 수행 시간 단축을 보였으며 최근 논문에서의 산술연산 알고리즘보다 15%의 성능 향상을 보였다.

• 방송공학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.24-30
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• 2014

이 연구는 모바일 기기를 이용한 실시간 동영상 개인 방송 서비스에서 동영상 압축 계산의 부담을 클라우드 컴퓨팅에 오프로딩하는 효과에 대한 연구이다. 모바일 기기에 비해 클라우드는 컴퓨팅 자원과 전력 자원이 매우 풍부하다. 모바일 기기에서의 계산을 줄임으로써 전력사용을 줄일 수 있으나, 압축효율이 떨어져서 전송해야할 데이터양은 늘어난다. 본 연구에서는 전력 절약과 전송 데이터 양 증가의 트레이드오프 분석을 통하여 LTE 통신환경에 따라 오프로딩되는 계산량을 제어하여 최적의 운용조건을 찾을 수 있음을 보인다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2003년도 정기총회 및 학술대회
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• pp.17-20
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• 2003

동등한 영상의 풀질을 유지하면서 기존의 비디오 압축 표준보다 30퍼센트 이상의 비트 절감효과를 내는 H.264/MPEG-4 Part 10 AVC(Advanced Video Coding) 표준이 최근 확정되었다. AVC는 국내 지상파 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 멀티미디어 서비스의 비디오 표준으로도 채택되어 많은 관심을 불러일으키고 있다. 본 논문에서는 H.264/AVC 부호기를 위한 고정 비트 율 제어 알고리듬을 구현하고 이를 실험을 통하여 검증하였다. 비디오 부호화 과정에서 각 픽처마다 발생하는 비트 량이 같지는 않지만 부호기 출력 비트 율은 일정하게 한 수 있으며 이를 고정 비트 율 제어라 한다 부호기는 입력 영상의 복잡도를 예측하고 실제 버퍼 점유도에 대한 피프백 정보를 이용하여 발생 비트 수글 조절한다. 특히 전송 대역폭 제한사항이 있는 고정 비트 율 채널 환경에서 비디오 부호기의 고정 비트 율 제어는 반드시 필요하다. JVT에서 제공하는 참조 소프트웨어인 JM(Joint Model) 소프트웨어가 아직까지 고정 비트 율 제어 기능을 지원하지 않으므로, MPEG-2 Part 2 Video 표준과 MPEG-4 Part 2 Visual 표준에서 고정 비트 율 제어에 이용되었던 TM5 고정 비트 율 제어 모델을 적용하여 H.264/AVC 부호기의 고정 비트 율 제어를 구현하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.611-623
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• 2007

H.264|AVC 영상 압축부호화 국제 표준은 영상의 효율적인 압축을 위하여 화면 내 프레임뿐만 아니라 화면 간 프레임에서도 다양한 블록 크기로 화면 내 예측을 수행할 수 있도록 설계되어 있다. 그러나 이는 영상 부호화 처리 시간의 급격한 증가를 초래하여 부호화기의 실시간 응용에 걸림돌이 될 수 있다. 본 논문에서는 먼저 화면 내 예측 부호화 수행 여부에 대한 조기 결정 방법과 화면 내 예측 부호화 수행 시 부호화하고자 하는 블록의 영상 내용 특성과 QP값의 변화에 따른 부호화 대상 주변 블록 모드 정보를 이용하여 만들어진 조건부 확률을 이용하여 화면 내 예측 부호화를 고속화하는 방법을 제안한다 제안된 방법은 기본적으로 화면 간 프레임 부호화에 있어서 화면 내 예측 수행 여부에 대한 조건을 결정하고, 화면 내 예측이 사용될 경우 부호화하고자 하는 블록의 내용 특성과 부호화된 주변 블록의 결정 모드를 고려하여 화면 내 예측을 고속화하는 것이다. 본 논문의 실험은 H.264|AVC의 참조 소프트웨어인 JM 11.0을 사용하여 검증하였으며, 제안된 방법을 사용하였을 경우 무시할 수 있을 정도의 PSNR 감소와 비트율 증가를 가져 왔으며, 전체 부호화 시간은 최대 41.63%가 단축되는 효과를 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제40권5호
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• pp.417-425
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• 2003

ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication standardization sector)와 MPEG(Moving Picture Experts Group)에 의해서 최근 표준화가 완성된 H.264는 가변 블록 크기 움직임 추정, 복수참조영상, 1/4화소 움직임 예측/보상, 4×4 정수 DCT(Integer Discrete Cosine Transform), 율-왜곡 최적화(Rate-Distortion Optimization) 등의 새로운 부호화 기술로 H.263, MPEG-4 등 기존 비디오 표준에 비해 더 좋은 부호화 효율을 제공하고 있다. 그러나 새로운 부호화 기술들은 H.264 의 전반적인 복잡도를 심화시키는 주된 요인이기도 하다. 따라서, H.254 의 실제 응용을 용이하게 하기 위해서는 이러한 기술에 대한 고속 알고리즘이 요구된다. 본 논문에서는 율-왜곡 최적화를 통한 부호화 모드 결정시 부호화기의 복잡도에서 가장 큰 비중을 차지하는 가변 블록 크기 움직임 추정 및 공간예측 부호화를 효율적으로 생략하여 부호화 모드 결정을 빠르게 수행하는 고속 모드 결정법을 제안한다. 실험결과, 제안된 방법은 부호화 효율의 손실이 거의 없으면서도 계산법을 약 4배 향상시킨다.