• 대한전자공학회논문지SP
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• 제46권3호
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• pp.28-36
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• 2009

본 논문은 비디오의 시간적 화질 향상을 위한 새로운 프레임율 증가 방법을 제안한다. 제안하는 방법에서는 계층적 움직임 추정 시에 탐색범위를 적응적으로 변환하는 방법을 이용하며, 움직임 보상 시 보간되지 않은 부분에 한하여 양방향 움직임 추정 및 보상과 선형 보간법을 수행한다. 부정확한 움직임 벡터 추정으로 인한 오류를 방지하기 위하여 신뢰도를 기반으로 탐색범위를 적응적으로 조절하며, 움직임 추정에 대한 신뢰도를 높이기 위하여 분산이 높은 블록 순으로 움직임 추정을 수행한다. 또한, 보간되지 않은 영역에서 배경과 객체를 분리한 후 배경인 영역에서는 선형보간법을 수행하고, 객체로 추정된 영역에서는 양방향 움직임 추정 방법을 이용하여 보간한다. 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 원본 프레임과 제안한 알고리즘을 이용하여 보간한 프레임 사이의 PSNR을 측정하였다. 그 결과, 화질이 기존 알고리즘보다 약 2dB 정도 개선되었으며, 블록화 현상과 몽롱화 현상이 감소한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제23권7호
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• pp.1869-1882
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• 1998

본 논문에서는 2차원 이동 파라미터 추정을 위한 미분 이동 추정 기법의 수렴 특성을 분석한다. 미분 이동 추정 기법은 동영상 부호화에서의 이동 보상 예측을 위하여 많은 연구가 되어 오고 있으나, 그 수렴 특성에 대한 분석은 미미한 실정이다. 본 연구에서는 비분리 지수형 공분산 영상 모델에 근거하여 2-파라미터와 6-파라미터 이동 모델에 대한 파라미터의 추정치를 유도하며, 이를 이용하여, 잡음, 공간, 상관성, 공간 경사 선택 방법, 영역의 크기 등이 수렴속도에 미치는 영향을 정량적으로 분석한다. 분석에 대한 검증을 위하여 몇가지 실험 결과를 보인다.

• 방송공학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.360-372
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• 2007

본 논문에서는 MPEG-4 제10부 규격인 Advanced Video Coding의 제 3 개정 규격 (MPEG-4 Part 10 Amendment 3)으로서 현재 표준화가 진행 중인 Scalable Video Coding (SVC) 규격에 대해 기본 계층에서 예측한 움직임 벡터 정보를 이용하여 향상 계층에서 모드 결정을 고속화하는 방법에 대해 소개한다. 본 논문에서 제안된 방법은 공간 계위성을 갖는 비디오를 부호화하는데 있어서 기본 계층에서 예측한 블록모드 중에서 큰 블록인 $16{\times}16$ 블록에서 움직임 벡터가 (0, 0)일 경우 또는 하위 계층의 정보를 이용하여 얻은 움직임 보상 블록과 향상 계층의 현재 블록의 잔차 신호의 정수변환의 계수가 모두 0인 경우에 대하여 향상 계층에서는 $16{\times}16$ 블록에 대해서만 율-왜곡 최적화를 수행함으로써 향상 계층에서 움직임 모드 결정을 조기에 완료하게 하여 공간 계위성 부호화를 고속화하거나 위 두 경우가 아닌 경우에는 후보 모드의 수를 감소시켜 감소된 모드에 대해서만 율-왜곡 최적화를 수행하는 방법을 제시한다. 이 제안 방법을 이용하였을 경우 향상 계층에의 모드 결정과정을 고속화함으로써 전체 스케일러블 비디오 부호화기의 연산량 및 복잡도를 전체 부호화 소요 시간 대비 최대 72%까지 감소시켰다. 그러나 연산량 감소에 따른 비트율의 증가와 화질 열화는 각각 최대 1.73%와 최대 0.25dB로 무시할 수 있을 정도로 작음을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제40권2호
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• pp.20-28
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• 2003

최근 들어 ASIC(Application Specific IC)이나 소형 시스템에서 사용할 수 있는 더 빠르고 정확한 움직임 벡터 예측방법이 요구되고 있다. 전역탐색(Full Search: FS) 방법은 탐색영역의 모든 화소들을 탐색하여 움직임 벡터를 예측하는 방법으로 화질과 PSNR은 좋지만 반면에 많은 계산량이 요구된다. 기존의 고속 알고리즘들은 탐색 회수를 제한함으로써 계산량을 줄였기 때문에 움직임 벡터 예측의 정확도가 낮고, 움직임 보상시 SAD(Sum of Absolute Difference) 값이 높아지는 것을 감수해야한다. 본 논문에서는 영상에서의 현재 블록과 주변 블록과의 공간적인 상관도를 고려하여 예측된 움직임 벡터 (Predicted Motion Vector: PMV)를 이용하는 고속 움직임 탐색 방법을 제안한다. PMV 방법은 주변 블록의 움직임 벡터를 이용한 기존 방법들 보다 명확하고 간결하게 탐색을 수행할 수 있다. PMV 방법이 대표적인 기존 방법인 Nearest-Neighbors Search(NNS) 방법보다 속도 및 정확도 면에서 성능이 양호함을 대표적인 실험 시퀀스를 통하여 보였다.

• 전자공학회논문지S
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• 제36S권12호
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• pp.85-96
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• 1999

많은 경우의 예측 비디오 압축 표준에서는, BMA에 의해 매크로 블록당 하나의 움직임 벡터가 계산되는 방식인 BMC방식이 널리 사용되고 있다. 그러나 BMC에 의해 예측된 움직임 벡터 필드는 블록당 하나의 움직임 벡터를 사용하기 때문에 불연속적이며, 불연속적인 움직임 벡터 필드로 인해 블록화 현상을 나타낸다. 따라서 이를 제거하는 효과적인 방법은 움직임 벡터 필드를 평활화(smoothing)하는 방법일 것이다. 최적 평활화 과정은 비디오 시퀀스의 움직임 종류에 따라 다를 것이다. 본 논문에서는 움직임 벡터를 평활화하는 몇 개의 방법들을 고려할 것이다. 어떠한 방법이든 BMA로 구한 움직임 벡터는 더 이상 최적화된 움직임 벡터가 아닐 것이므로, BFD(displaced frame difference)의 놈(norm)을 최소화하는 최적 움직임 벡터를 찾아야 한다. 본 논문에서는 conjugate gradient 알고리즘을 사용하여 DFD의 놈을 최소화하는 최적움직임 벡터를 찾는 통합 알고리즘을 제안한다. 이 통합 알고리즘은 ATMC(affine transform based motion compensation), BTMC(bilinear transform based motion compensation), 그리고 본 논문에서 제안하는 FMC(filtered motion compensation)의 세가지 방식에 대하여 적용되고 BMC에 대비해서 평가되어 졌다.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권10B호
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• pp.1912-1920
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• 1999

본 논문에서는 이종 환경에서 효과적으로 사용할 수 있도록 다중 계층형 비트열을 생성할 수 있는 계층형 동영상 부호화 방식을 제안한다. 제안하는 부호화 기법에서는 시축 해상도의 확장성(scalability)을 지원하기 위해 시축 계층구조에서 새로운 움직임 추정 구조를 가지도록 하고, 웨이브릿 분할을 이용하여 공간 확장성까지도 지원하도록 한다. 움직임 추정과 보상을 사용하여 시축 중복성을 더욱 줄여 조건 갱신 방식보다 압축률을 향상시킬 뿐만 아니라‘분산 부대역 인트라 갱신’기법을 사용하여 동적 적응이나 에러에 대해서도 효과적으로 동작할 수 있다. 또한 EZW (embedded zerotree wavelet) 기법을 사용하여 임베디드 비트열을 생성함으로써 추후에 데이터율 확장성을 쉽게 얻을 수 있도록 하였다. 따라서 제안하는 부호화 기법은 인터넷이나 ATM, 무선망과 같이 상호 운용과 확장성을 필요로 하는 네트웍 상에서 매우 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권10B호
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• pp.1382-1389
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• 2001

움직임 보상-이산 코사인 변환 (motion compensation-discrete cosine transform : MC-DCT) 기반의 동영상 부호화 기법이 부호화 효율성 및 구현의 단순성으로 인해 널리 사용되고 있으나, 에러 환경에서 구조적으로 취약한 면이 있다. 본 논문에서는 다중 메모리 움직임 보상 예측 (long-term memory motion compensated prediction : LTMP) 기반의 다중 레프런스 프레임을 사용하여 에러에 강인한 동영상 부호화 기법을 제안한다. 또한 제안하는 알고리듬에 기반한 에러 은닉 기법 (error concealment : EC)을 구현한다. 즉, R-D (rate-distortion) 최적화에 프레임간 움직임 벡터 (temporal motion vectors)의 확산 인자를 추가하여 에러에 대한 강인성 및 에러 은닉 기법의 효율성을 증가시켰다. 또한, 제안하는 알고리듬은 시간축상의 에러 전파를 피드백 정보 (negative acknowledgement : NAK)를 사용하여 억제한다. 즉, NAK는 채널 에러에 의해 손실된 영역과 에러가 전파된 영역을 추정하여 움직임 보상 영역에서 제외되도록 하는데 이용된다. 따라서, 제안하는 알고리듬은 PSNR 측면에서 FIU (forced intra update)에 근사하는 성능을 보이나, FIU와는 달리 비트율의 증가를 피할 수 있어 제한된 대역폭의 네트웍을 효율적으로 사용할 수 있다. 컴퓨터 모의 실험을 통해 제안하는 알고리듬이 기존의 H.263 및 LTMP 기반의 부호기에 비해 에러 환경에서 주관적 및 객관적 화질 측면에서 성능이 우수함을 보인다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권5호
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• pp.85-91
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• 2015

기존의 프레임율 증가 변환 알고리즘의 경우 움직임 추정을 위해 정방형의 블록을 사용하며, 임의의 형태를 갖는 물체의 경계를 정확하게 구분할 수 없어 정확한 움직임 벡터를 찾는데 한계가 있었다. 이에 반해 제안하는 비정방형 블록 분할 알고리즘은 텍스처 정보를 이용하여 블록을 두 개의 비정방형 블록으로 분할하여 실제 물체의 경계를 찾는데 적합하다. 또한 주변 블록의 분할 방법에 따라 선택적으로 움직임 벡터를 참조하는 알고리즘을 제안함으로써, 아웃라이어(Outlier)를 방지하고 실제 움직임 벡터를 찾는데 탁월한 성능을 보인다. 실험 결과 제안하는 알고리즘은 기존대비 평균 20-40%의 연산량으로 최대 2.03dB 높은 PSNR 성능을 보이는 것을 확인하였으며, SSIM 비교에서는 최대 0.0214의 향상을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권2C호
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• pp.110-120
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• 2003

본 논문에서는 웨이블릿 변환 영역에서 저대역 이동법에 적합한 다해상도 움직임 추정을 제안하였다. 저대역 이동법(Low Band Shift Method)은 웨이블릿 계수들의 이동-변환 성질을 극복하기 위하여 제안된 방법으로 동영상 부호화시 참조 프레임에 적용하면 정확한 움직임 추정이 가능하여 일반적인 방법보다 압축대비 화질면에서 우수한 성능을 가지지만, 단점으로 메모리와 계산량이 일반적인 방법에 비해 많아지게 된다. 본 논문에서 제안된 방법(LBS-MRME)은 저대역 이동법에 적합한 다해상도 움직임 추정을 적용하여 3단계 웨이블릿 변환시 기존의 방법의 약 15.6%의 계산량으로 움직임 추정을 한다. 그리고 부호화시 움직임 벡터가 각 부대역마다 존재하게 되므로 움직임 벡터가 약 7배 늘어나게 되지만, 더 세밀한 움직임 추정을 할 수 있게 되므로 움직임 보상 예측 오차의 부호화량이 줄어들게 되어 부호화 효율이 기존의 방법보다 좋아지게 된다. 압축을 하지 않았을 경우 평균 MAD면에서 약 0.3∼11.6% 가량 개선되었고, 압축을 할 때 동일한 비트율에서 PSNR이 약 0.3∼3.0㏈ 정도 개선되었다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제11권2호
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• pp.519-528
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• 2016

In order to achieve fast computational speed with good visual quality of output video, we propose a frequency domain based new fractal video compression scheme. Normalized cross correlation is used to find the structural self similar domain block for the input range block. To increase the searching speed, cross correlation is implemented in the frequency domain using FFT with one computational operation for all the domain blocks instead of individual block wise calculations. The encoding time is further minimized by applying rotation and reflection DFT properties to the IFFT of zero padded range blocks. The energy of overlap small size domain blocks is pre-computed for the entire reference frame and retaining the energies of the overlapped search window portion of previous adjacent block. Quadtree decompositions are obtained by using domain block motion compensated prediction error as a threshold to control the further partitions of the block. It provides a better level of adaption to the scene contents than fixed block size approach. The result shows that, on average, the proposed method can raise the encoding speed by 48.8 % and 90 % higher than NHEXS and CPM/NCIM algorithms respectively. The compression ratio and PSNR of the proposed method is increased by 15.41 and 0.89 dB higher than that of NHEXS on average. For low bit rate videos, the proposed algorithm achieve the high compression ratio above 120 with more than 31 dB PSNR.