• 한국통신학회논문지
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• 제33권3C호
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• pp.247-254
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• 2008

ITU-T와 MPEG에 의해 최근 표준화가 완성된 H.264는 가변 블록 크기 움직임 예측, 다중 참조 영상, 1/4화소단위 움직임 예측 및 보상, $4{\times}4$ 정수 단위 DCT, 비트율-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.264의 전반적인 복잡도를 심화시키는 주된 요인이므로, H.264의 실제 응용을 용이하게 하기 위해서는 이러한 기술에 대한 고속 알고리즘이 요구된다. 제안하는 방식은 부호화기의 복잡도에서 가장 큰 비중을 차지하는 가변 블록 크기 움직임 예측 부호화에서 부호화 모드를 효율적으로 생략함으로써 모드 결정을 빠르게 수행하는 고속 모드 결정법으로, 참조 영상의 수를 줄이는 방법과 예측 모드를 생략하는 방법으로 구분될 수 있다. 참조 영상의 수를 줄이는 방법의 경우 상위 $16{\times}16$ 매크로블록에서 최소의 SAD를 갖는 참조 영상을 선택하여 $16{\times}8$과 $8{\times}16$ 모드의 움직임을 예측하고, 이 중 다시 최적의 참조 영상을 선택하여 하위 모드의 움직임을 예측한다. 예측 모드를 생략하는 방법에서는 매크로블록의 가로와 세로 세분화 방향성을 이용하여 만약 $16{\times}16$ 모드가 선택될 경우, $8{\times}8$과 $4{\times}4$ 하위 모드만 수행하고, $16{\times}8$ 모드가 선택되면 $8{\times}4$, $8{\times}16$ 모드가 선택되면 $4{\times}8$ 모드에서만 움직임 예측을 수행할 수 있다. 실험 결과 모든 참조 영상을 사용하는 방식에 비해 평균 65%가량 속도가 향상된 반면 영상의 화질은 H.264 표준 및 기존 방식과 유사함을 PSNR을 통하여 증명한다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제43권6호
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• pp.60-70
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• 2006

유비쿼터스 환경에서의 비디오 적응 변환을 위하여 현재 MPEG-4 AVC/SE SVC에서는 공간적, 시간적, 품질적 스케일러빌리티를 지원하고 있다. 이러한 스케일러빌리티의 변환은 가변적인 대역폭을 가지는 네트워크 특성에 따라 실시간으로 이루어져야 한다. 그러나 현재의 SVC에서는 품질적 스케일러빌리티에 대해서는 실시간으로 스케일러빌리티를 변환할 수 잇지만 공간적, 시간적 스케일러빌리티에 대해서는 이를 제대로 지원할 수 없다. 이에 본 논문에서는 이와 관련된 문제점들을 자세히 알아보고 이를 해결하기 위한 방법을 제안한다. 부호시에는 주기적으로 IDR NAL을 삽입하였다. 추출시에는 실시간 추출에 필요한 정보들을 미리 분석한 후 실제 추출시에 활용하여 실시간 추출을 가능하도록 하였다. 마지막으로 복호시에는 실시간 스케일러빌리티를 지원할 수 있는 프로세스를 정의하였다. 이를 JSVM4.0에 구현하였고 주어진 네트워크 대역폭에 스케일러빌리티를 통하여 적응된 비트스트림의 비트레이트, PSNR, 스케일러빌리티를 측정하여 제안된 방법의 유효성을 검증하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.498-512
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• 2010

인트라 프레임 부호화 기술은 임의 접근성과 에러 확산 방지에 용이하기 때문에 비디오 부호화 기술의 필수적인 기술로 자리 잡고 있다. 그러나 인터 부호화 기술에 비해 낮은 부호화 효율이 문제점으로 지적되고 있다. H.264/AVC 인트라 부호화 방식은 기존 표준 방법들보다 부호화 효율을 크게 향상시켰지만 부호화 과정이 복잡하여 저 비트율 기반의 양방향 서비스에는 부적합하다. 따라서 본 논문에서는 복호화기 측의 예측을 이용해 인트라 부호화 효율을 보다 향상시키며 부호화 시간을 단축시키는 V-IMBS (Voting-based Intra Mode Bit Skip)를 제안한다. 제안하는 방법은 복호화기가 부호화기에서와 동일하게 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있으면 인트라 예측 모드를 전송하지 않는다. 그러나 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수 없을 경우에는 기존의 H.264/AVC 표준과 동일한 방식으로 인트라 예측 모드를 부호화하여 복호화기로 전송한다. V-IMBS는 H.264/AVC보다 시험 시퀀스에 대해 PSNR 값이 평균 약 0.24 dB 정도 향상되었고, 비트율도 평균 약 4.44% 정도 감소되었다. 또한 전체 부호화 시간도 평균 약 42.8% 정도 감소되었다.

• 방송공학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.829-849
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• 2017

TV디스플레이 대형화, 방송과 통신의 융합화, 신호 압축 및 전송 기술의 고도화로 인해 지상파 디지털 방송은 초고품질 방송, 하이브리드 방송, 고정UHD/이동HD 동시방송을 제공할 수 있는 UHD 방송으로 진화하고 있다. 이러한 지상파 UHDTV 방송을 위한 국내 표준은 북미의 차세대 방송 표준인 ATSC3.0을 근간으로 하고 있다. ATSC3.0은 비디오 압축 표준으로 HEVC 비디오 부호화 표준을, 오디오 압축 표준으로는 MPEG-H 3D 오디오 부호화 표준을 채택하고 있다. 또한 방송망과 IP망에서의 운용을 위해 기존의 MPEG-2 TS 방식을 대신하여 IP기반의 ROUTE/DASH와 MMT를 전송 포맷으로 채택하고 있으며, 4K UHD 방송과 이동 HD 서비스를 동시에 제공하기 위한 다중화 기술을 도입하고 있다. 본 논문에서는 ATSC3.0을 기반으로 HDR/WCG 지원 고품질 비디오 서비스, 10.2채널/4객체 지원 입체음향 서비스, 고정 UHD와 이동 HD 동시방송 서비스를 제공하기 위해 필요한 오디오/비디오 부호화기, ROUTE/DASH 패키저, 다중화 시스템과 물리계층 송수신을 위한 ATSC 3.0 LDM 시스템을 구현하고, 이를 실시간 방송 송수신 환경에 적용하여 서비스 가능성을 검증하고자 하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.441-452
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• 2021

본 논문에서는 VVC의 LMCS에서 휘도 신호 매핑 방법의 부호화 효율을 향상시키기 위한 휘도 신호 매핑 함수 생성 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 기존 LMCS에서 지역적 특징을 반영하기 위하여 사용하는 지역적 공간 분산에 합성 곱 신경망의 어텐션 맵을 곱하여 인지 지각적 특징을 추가적으로 반영한다. 제안하는 방법의 성능 평가를 위하여 AI (All Intra) 조건에서 VVC 표준 실험 영상의 A1, A2, B, C, D 클래스를 이용하여 VTM-12.0과 BD-rate 성능을 비교한다. 실험 결과로서 본 논문에서 제안하는 방법이 VTM-12.0 대비 BD-rate 성능 관점에서 휘도 성분이 평균 -0.07%의 성능 향상을 보이고, 부/복호화 시간은 거의 동일하다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.163-174
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• 2008

H.264/AVC는 최신의 비디오 코딩 표준으로, MPEG-2나 MPEG-4에 비해 50% 정도의 높은 압축 효율을 가지고 있다. H.264/AVC에 포함된 여러 기술 중에서 다양한 모드를 이용한 부호화 기능은 높은 압축률이 가능한 기술이지만, 부호화 과정을 복잡하게 만드는 큰 요인이기도 하다. 이러한 단점을 개선하기 위해서 본 논문에서는 H.264/AVC에서 빠른 부호화를 위한 3단계 모드 선택 기법을 제안한다. 1단계에서는 시간적 공간적 상관성을 고려하여 SKIP 모드 또는 INTER 모드를 선택한다. 2단계에서는 1단계의 결과가 INTER일 경우 세부모드들을 2개의 그룹으로 나누어 그 중에서 하나의 그룹을 선택한다. 3단계에서는 2단계에서 선택된 그룹에 따라 오차 매크로블록의 픽셀 값 방향성 또는 주변 매크로블록의 모드를 고려하여 최종 모드를 선택한다. 제안한 기법의 성능을 실험한 결과, 기존의 JM10.2 표준과 비교했을 때, 적은 PSNR의 저하와 적은 비트율의 상승으로 평균 42%의 부호화 시간을 단축하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제12권3호
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• pp.269-275
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• 2014

Eureka 147 디지털오디오방송(DAB) 시스템은 CD 품질의 오디오 전송을 위하여 유럽에서 개발되었으나 한국에서는 이러한 DAB 시스템을 기반으로 하여 오디오뿐 만 아니라 비디오 신호도 전송할 목적으로 지상파 디지털 멀티미디어방송(T-DMB) 시스템을 개발하였다. 이러한 T-DMB 시스템의 성능 향상을 목적으로 본 논문에서는 양립성을 위해 기존 T-DMB 시스템 표준안에 정의된 펑쳐링 절차와 평처링 벡터를 이용하면서 터보 부호가 적용된 2가지 형태의 새로운 터보부호화된 T-DMB 시스템 모델을 제시한다. 첫 번째 모델 (Type 1)은 기존의 RS 코드, 콘볼류션 인터리빙, RCPC 코드를 터보코드로 대체시킨 것이며 두 번째 모델(Type 2)은 기존 RCPC 만을 터보부호로 대체시킨 모델이다. 시뮬레이션 결과 제안된 모델은 단지 2회 반복만으로도 상당한 성능 향상을 얻을 수 있음을 알 수 있었으며 또한 두 번째 모델은 첫 번째 모델에 비해 약간 우수한 성능을 보이고 있다.

• 방송공학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.596-610
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• 2007

본 논문에서는 스케일러블 비디오 부호화기의 복잡도 감소를 위해, 공간 계층간 잔차 신호 부호화를 선택적으로 수행하고 그 정보를 바탕으로 향상 계층에서 모드를 고속으로 결정하는 방법에 대해 소개한다. 계층간 잔차 신호 부호화는 스케일러블 비디오 부호화에서 공간 계층간 상관도를 이용하여 계층간의 두 잔차 신호에 대한 차 신호를 부호화하는 방법으로서 부호화 효율을 증대 할 수 있는 장점이 있으나 향상 계층의 모든 화면간 모드에 대해 율-왜곡 비용을 계산하기 때문에 부호화기의 복잡도를 크게 증가시키는 주요 요인이 된다. 제안 알고리듬은 하위 계층으로부터 업샘플된 잔차 신호와, 하위 계층의 움직임 벡터, 참조 화면 정보를 이용하여 향상 계층에서 얻은 잔차 신호의 SAD값을 통해 정수 변환 계수의 특징을 미리 판별하여 계층간 잔차 신호 부호화를 선택적으로 수행하는 방법이다. 제안 알고리듬에서는 계층간 잔차 영상의 차 신호에 대한 SAD값에 양자화 계수와 시간 계위에 따라 문턱치 값을 적응적으로 적용시키면서 SAD가 적응적으로 설정된 문턱치 보다 작을때는 잔차 블록에 대한 정수변환 계수가 매우 작다고 판단하여 그 블록에 대해서는 선택적으로 계층간 잔차 부호화를 수행하고 역시 공간적 향상 계층에서 $16{\times}16$블록에 대해서만 율-왜곡 최적화를 수행한다. 따라서 계층간 차분 신호에 대한 SAD값만으로 정수변환계수의 특성을 양자화 계수와 시간 계위에 따라 분류하여 고속의 부호화를 달성함으로써 SVC 부호화기의 복잡도 및 부호화 시간을 크게 감소 시켰다. 제안 알고리듬을 적용하면 다양한 특성을 갖는 영상에 대하여 부호화 시간을 원래의 SVC 참조 소프트웨어 대비 평균 51.5%의 부호화 속도를 향상하였음에도 이에 따른 PSNR의 감소는 평균 0.03dB, 비트율의 증가는 0.64%로 무시할 수 있을 정도로 작았다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권2C호
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• pp.181-188
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• 2007

본 논문에서는 동영상 압축 기술인 MPEG-4 Part 10 H.264/AVC의 main profile에서 사용되는 엔트로피 코더인 CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coder)을 이용하여 워터마크를 삽입하고 추출하는 방법을 제안한다. 제안한 알고리즘은 워터마크 삽입을 위한 블록과 계수는 CABAC의 주변 블록 및 주변 계수와의 관계에서 추출된 컨텍스트(context)를 기반으로 선정한다. 이렇게 선별된 계수는 그 절대값과 삽입할 워터마크에 따라 원 계수를 그대로 유지하거나 LSB(Least Significant Bit) 만을 치환하는 방법으로 워터마크를 삽입한다. 따라서 공격자가 워터마크 삽입위치를 판별하기 어렵고, DC계수에 인접 계수들에 워터마크를 삽입함으로써 그 강인성(Robustness)을 만족할 수 있다. 여러 종류 및 강도의 공격을 가한 후 워터마크를 추출했을 때 최대 에러율이 5% 정도로 높은 강인성을 보였다. 또한 제안한 알고리즘은 CABAC 엔트로피 코딩 과정에서 컨텍스트 추출과정 및 이진화과정 수행 중에 워터마크를 삽입하므로, 하드웨어 구현을 고려했을 시에 워터마크 삽입을 위한 위치선정 및 계수선정에 필요한 별도의 연산 과정이 매우 적은 것이 특징이다. 따라서 이 방법은 비디오를 획득한 후 곧바로 압축하여야 하는 응용분야에서 매우 유용하게 사용될 것이라 기대된다.

• 방송공학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.380-390
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• 2010

가장 최근에 표준화가 완료된 동영상 압축 코덱인 H.264/AVC는 율-왜곡 최적화를 사용하여 압축률이 상당히 향상되었다. 율-왜곡 최적화는 다수의 후보 모드들 중에서 최적의 모드를 결정하기 위한 수단이며, 모든 모드에 대하여 라그랑지안 비용을 계산하여 그 비용이 가장 적은 모드를 최적의 모드로 결정한다. 하지만 이 방법의 사용으로 인하여 H.264/AVC 부호기의 계산 복잡도가 상당히 증가하였다. 본 논문에서는 H.264/AVC의 화면 내 예측 부호화의 율-왜곡 최적화의 사용으로 인한 계산 복잡도를 감소시키는 고속 화면 내 예측 모드 결정 방법을 제안한다. 제안된 방법은 Intra$4{\times}4$와 Chroma Intra의 부호화 속도를 향상시키기 위하여 최고 확률 모드(MPM)가 가장 최적의 예측 모드인 경우를 미리 판단하여, 이 경우에는 율-왜곡 최적화 과정을 생략하고 최고 확률 모드를 사용하여 부호화한다. 또한 이 방법을 색차 화면 내 예측 모드에 유사하게 적용하였다. 실험 결과, 제안된 방법은 PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio) 손실이 거의 없이 평균 약 63%의 부호화 시간을 절약하였다.