• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.44-53
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• 2011

H.264/SVC는 기본 계층과 하나 이상의 향상 계층으로 구성된 확장 가능한 비디오 스트림을 제공한다. 따라서 일부 계층을 제거함으로써 네트워크 상황에 따라 효율적으로 대처할 수 있는 장점이 있다. 그러나 인터넷과 같은 동적인 환경에서 네트워크 혼잡으로 인한 임의의 패킷 손실은 SVC 스트림의 화질에 치명적인 영향을 줄 수 있다. 따라서 네트워크 혼잡을 피하기 위해서는 효율적으로 스트림 계층을 선택하여 전송율을 조정하여야 한다. 본 논문에서는 제한된 대역폭을 가진 네트워크 노드에서 스트림의 비트율-왜곡(rate-distortion) 특성을 이용하여 네트워크 혼잡을 피할 수 있는 세 가지 계층 선택 알고리즘을 제시한다. 그리고 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 FS(Far-Sighted) 알고리즘이 스트림의 특성을 효율적으로 이용함으로써 전체 스트림의 PSNR 값을 최대화할 수 있음을 보인다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제1권3호
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• pp.152-160
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• 2012

This paper proposes a frame-level rate control algorithm for low delay video applications to reduce the fluctuations in the bitrate. The proposed algorithm minimizes the bitrate fluctuations in two ways with minimal coding loss. First, the proposed rate control applies R-Q model to all frames including the first frame of every group of pictures (GOP) except for the first one of a sequence. Conventional rate control algorithms do not use any R-Q models for the first frame of each GOP and do not estimate the generated-bit. An unexpected output rate result from the first frame affects the remainder of the pictures in the rate control. Second, a rate-distortion (R-D) cost is calculated regardless of the hierarchical coding structure for low bitrate fluctuations because the hierarchical coding structure controls the output bitrate in rate distortion optimization (RDO) process. The experimental results show that the average variance of per-frame bits with the proposed algorithm can reduce by approximately 33.8% with a delta peak signal-to-noise ratio (PSNR) degradation of 1.4dB for a "low-delay B" coding structure and by approximately 35.7% with a delta-PSNR degradation of 1.3dB for a "low-delay P" coding structure, compared to HM 8.0 rate control.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.27-33
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• 2009

비디오 부호화에서의 라그랑지안 계수의 선정은 Rate-Distortion Optimization의 성능을 결정하는 중요한 요소이다. H.264의 참조소프트웨어인 JM에서는 모든 매크로블록에 하나의 RDO모델을 사용한다. 그러나 각각의 매크로블록의 특성은 다르기 때문에 그에 맞는 RDO모델을 적용함으로써 성능향상을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 매크로블록의 특성에 따라서 적응적인 RDO알고리즘을 제안한다. 우리는 실험적으로 각 매크로블록의 특성에 따른 최적의 라그랑지안 계수를 얻었다. 성능평가를 위하여 제안한 알고리즘은 참조 소프트웨어 JM10.2에 적용되었고, 실험결과 약 0.2dB정도의 화질 향상을 얻을 수 있었다.

• 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.

• ETRI Journal
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• 제29권6호
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• pp.736-744
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• 2007

We propose a fast macroblock (MB) mode prediction and decision algorithm based on temporal correlation for P-slices in the H.264/AVC video standard. There are eight block types for temporal decorrelation, including SKIP mode based on rate-distortion (RD) optimization. This scheme gives rise to exhaustive computations (search) in the coding procedure. To overcome this problem, a thresholding method for fast inter mode decision using a MB tracking scheme to find the most correlated block and RD cost of the correlated block is suggested for early stop of the inter mode determination. We propose a two-step inter mode candidate selection method using statistical analysis. In the first step, a mode is selected based on the mode information of the co-located MB from the previous frame. Then, an adaptive thresholding scheme is applied using the RD cost of the most correlated MB. Secondly, additional candidate modes are considered to determine the best mode of the initial candidate modes that does not satisfy the designed thresholding rule. Comparative analysis shows that a speed-up factor of up to 70.59% is obtained when compared with the full mode search method with a negligible bit increment and a minimal loss of image quality.

• ETRI Journal
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• 제28권6호
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• pp.721-731
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• 2006

A fast intra skip detection algorithm based on the ratedistortion (RD) cost for an inter frame (P-slices) is proposed for H.264/AVC video encoding. In the H.264/AVC coding standard, a robust rate-distortion optimization technique is used to select the best coding mode and reference frame for each macroblock (MB). There are three types of intra predictions according to profiles. These are $16{\times}16$ and $4{\times}4$ intra predictions for luminance and an $8{\times}8$ intra prediction for chroma. For the high profile, an $8{\times}8$ intra prediction has been added for luminance. The $4{\times}4$ prediction mode has 9 prediction directions with 4 directions for $16{\times}16$ and $8{\times}8$ luma, and $8{\times}8$ chrominance. In addition to the inter mode search procedure, an intra mode search causes a significant increase in the complexity and computational load for an inter frame. To reduce the computational load of the intra mode search at the inter frame, the RD costs of the neighborhood MBs for the current MB are used and we propose an adaptive thresholding scheme for the intra skip extraction. We verified the performance of the proposed scheme through comparative analysis of experimental results using joint model reference software. The overall encoding time was reduced up to 32% for the IPPP sequence type and 35% for the IBBPBBP sequence type.

• 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.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.100-102
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• 2016

본 논문에서는 기존의 인지 영상 부호화에 사용되던 Just Noticeable Distortion(JND) 보다 더 압축에 적합한 모델인 Just Noticeable Quantization Distortion(JNQD) 모델을 제시하고, 이를 사용한 인지적 영상 압축 방법을 제안한다. 제안하는 인지적 영상 압축 방식은 영상 코덱 내부의 Rate-Distortion Optimization(RDO)을 수정하지 않고 입력되는 영상의 불필요한 정보들을 미리 제거하는 전처리 과정으로서, JNQD 모델을 사용하여 보다 간단하면서 압축 효율을 크게 증가 시킬 수 있다. 기존 영상 압축의 전처리 방법들은 부호화기의 양자화 값을 전처리 과정에서 고려하지 못하여 부정확한 인지 중복성 제거 결과를 초래하였으나, 제안하는 방법은 영상의 특성뿐만 아니라 양자화 크기 값을 고려하여 적응적으로 인지 왜곡이 발생하지 않는 주관적 인지 중복성 제거를 전처리 과정에서 수행할 수 있다. 거의 유사한 주관적 품질 수준을 유지하면서 HEVC 참조 소프트웨어 대비 약 15%의 압축효율 향상을 보인다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.514-521
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• 2016

HEVC 비디오 압축 표준은 기존 비디오 표준보다 더 다양한 블록 구조와 예측 모드를 사용함으로써 우수한 부호화 성능을 제공하나, 최적의 블록 크기 및 예측 모드를 결정하기 위한 RDO(Rate Distortion Optimization)과정으로 인해 연산량이 많다는 단점을 가진다. 이를 개선하기 위해 본 논문에서는 화면 내 예측 수행 전 CU영역의 모멘트 값을 계산하고 이를 CU영역의 텍스쳐 복잡도로 이용하여 CU의 분할 여부를 결정하는 모멘트 기반의 고속 CU크기 결정 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 기존의 방법을 차용하여 CU영역의 밝기 값에 대한 분산 값을 계산하여 영역의 텍스쳐 평평도를 추정하고, 추가로 CU영역의 밝기 값에 대한 비대칭도를 계산하여 CU영역을 이루는 밝기 값 분포의 비대칭성 정도를 측정한 뒤 이를 조합하여 기존 방법보다 더 정밀하게 텍스쳐 복잡도를 측정하였으며, 이를 RDO과정 중 현재 CU의 분할 여부를 결정하는데 이용하여 기존의 부정확한 CU분할 여부 결정 방법을 개선시킨 고속 CU크기 결정 방법을 제안한다. 제안 방법의 실험 결과는 기존 방법 대비 4.2%의 BD-rate 감소를 보여주며, HM-10.0과 비교하여 BD-rate는 1.1% 증가하였고, 인코딩 시간이 32% 절감되었다.

• 방송공학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.578-591
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• 2016

본 논문에서는 HEVC 부호화기의 속도를 향상시키기 위하여, 움직임 벡터의 군집화를 통한 코딩 블록의 최대 분할 깊이를 결정하는 방법을 제안한다. 현재 HEVC (High Efficiency Video Coding)의 참조 소프트웨어 HM은 최적의 코딩 블록 구조를 찾기 위해 다양한 코딩 블록의 깊이들에 대한 율-왜곡 최적화 (RDO: Rate-Distortion Optimization)를 수행한다. 하지만 이는 부호화기의 높은 복잡도를 차지하는 요소 중 하나로 보고된다. 본 논문에서는 최적의 코딩 블록 구조를 움직임 벡터의 군집화 된 결과에 따라 결정함으로써, 부호화 과정에서 코딩 블록 구조를 찾기 위한 RDO의 복잡도를 줄임으로써 부호화기의 속도를 향상시키는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 전처리 과정으로부터 원본 영상에 대한 움직임 벡터 계산, 이를 통한 계층적 군집화를 수행하여, 군집화된 경향을 기반으로 코딩 블록의 최대 깊이를 결정한다. 본 논문의 제안하는 방법은 HEVC 참조 소프트웨어 대비 평균 1.45% BD-rate 손실이 있었으며 평균 16%의 부호화 속도 향상을 보였다. 또한, 기존의 고속화 방법과 함께 적용한 경우 1.84% BD-rate 손실과 45.13%의 평균 부호화 속도 향상을 나타냈다.