• ETRI Journal
• /
• 제24권4호
• /
• pp.280-289
• /
• 2002

In this work, we present a novel approach to the bit allocation problem that aims to minimize overall distortion subject to a bit rate constraint. The optimal solution can be found by the Lagrangian method with dynamic programming. However, the optimal bit allocation for block-based interframe coding is practically unattainable because of the interframe dependency of macroblocks caused by motion compensation. To reduce the computational burden while maintaining a result close to the optimum, i.e., near optimum, we propose an alternative method. First, we present a partitioned form of the bit allocation problem: a "frame-level problem" and "one-frame macroblock-level problems." We show that the solution to this new form is also the solution to the conventional bit allocation problem. Further, we propose a bit allocation algorithm using a "two-phase optimization technique" with an interframe dependency model and a rate-distortion model.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
• /
• 한국방송공학회 2009년도 IWAIT
• /
• pp.207-210
• /
• 2009

An efficient algorithm to compress high dynamic range (HDR) videos is proposed in this work. We separate an HDR video sequence into a tone-mapped low dynamic range (LDR) sequence and a ratio sequence. Then, we encode those two sequences using the standard H.264/AVC codec. During the encoding, we allocate a limited amount of bit budget to the LDR sequence and the ratio sequence adaptively to maximize the qualities of both the LDR and HDR sequences. While a conventional LDR decoder uses only the LDR stream, an HDR decoder can reconstruct the HDR video using the LDR stream and the ratio stream. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm provides higher performance than the conventional methods.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
• /
• 한국방송공학회 2003년도 정기총회 및 학술대회
• /
• pp.27-30
• /
• 2003

본 논문에서는 하이브리드 다중 표현(hybrid multiple description) 개념을 이용하여 에러가 발생하기 쉬운 환경에서 사용될 수 있는 강인한 동영상 압축 알고리듬을 제안한다. 다중 표현 압축은 단일 표현 압축(single description coding. SDC) 보다 패킷 손실 율(packet loss rate, PLR)이 높은 환경에서 에러에 더 강인성을 갖는다. 그러나 PLR 이 낮은 환경에서는 과도한 중복량(redundancy) 때문에 성능이 저하되는 문제가 발생한다 이러한 MDC 의 문제를 해결하기 위해서 채널 환경에 따라 SD/MID 를 전환할 수 있는 방법을 제안한다. 좀더 자세히 설명하면, 낮은 PLR 에서는 압축 효율을 위하여 SDC 를 사용하고 높은 PLR 환경에서는 에러에 대한 강인성을 위해 MDC 를 사용한다. SD/MD 전환을 최적화시키기 위해 비트율-왜곡 최적화 프레임웍(rate-distortion optimization framework)을 사용한다. 부호화시에 복호기에서의 왜곡(distortion)을 정확히 예측하기 위해서 ROPE(recursive optimal per-pixel estimate) 방법을 사용한다. 모의 실험 견과 제안된 SD/MD 전환 방법이 기존의 SDC-ROPE 와 MDC-ROPE 보다 모든 에러 환경에서 더 효과적임을 알 수 있다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제29권4C호
• /
• pp.541-549
• /
• 2004

본 논문에서는 채널용량이 제한되고 에러에 민감한 무선환경을 고려하여 압축율이 기존의 방식보다 크고, 에러에 강인한 JPEG-2000 압축 표준을 기반으로 하여 새로운 EREC 기법을 적용한 에러강인 부호화를 제안하였다. JPEG-2000의 웨이브렛 변환 기반 내장형부호화기법(EBCOT)이 가지고 있는 슬롯 당 고정 비트율은, 율왜곡(R-D) 최적화에 의하여 가변 비트율로 변환하였고 여기에 EREC 기법을 적용하였다. 모의실험은 제안된 방법이 기존의 채널 코딩과 블록 경계 표시 헤드를 이용한 기존방법보다 특히 낮은 비트율에서 더욱 좋은 에러보정 능력을 보이는 것을 검증하였다.

• 정보처리학회논문지B
• /
• 제11B권6호
• /
• pp.625-632
• /
• 2004

H.264 부호화 기법은 단방향 및 양방향 예측 모드를 채택하고 있으며, 가변 길이 부호화를 사용하기 때문에 비디오 부호기에서 발생되는 데 이터량은 시간에 따라 변한다. 전송채널 용량이 제한된 고정 비트율 부호기에서는 출력 비트량을 제어하기 위해 버퍼가 사용되는데, 버퍼가 넘치거나(overflow) 고갈되는 것(underflow)을 막기 위해 발생 비트량을 적절한 영역 내에서 제한해야 한다. 기존의 비트량 제어방법 에서는 영상데이터의 왜곡 값과 양자화 계수간의 $\lambda_{MODE}$가 정규 값을 벗어나기 때문에 화질이 열화 된다. 본 논문에서는 H.264 동영상의 왜곡 값에 대한 새로운 양자화 계수론 도출하여 피드백 함으로써 버퍼의 넘침이나 고갈을 방지할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 기법을 6개의 실험데이터에 적용한 견과 PSNR 값은 기존 방법에서와 비슷하면서도 비트율은 최대 8%까지 감소하였다.

• 방송공학회논문지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.17-31
• /
• 2004

본 논문에서는 다중 표현(multiple description) 개념을 이용하여 에러에 강인한 동영상 부호화 방법을 제안한다 제안하는 방법은 DCT 계수의 최적 분할 방법과 채널 환경에 따른 단일표현/다중표현 전환 방법으로 구성되어 있다. DCT 계수 최적 분할 방법에서는 입력 신호를 주어진 중복량(redundancy)에서 최적의 과잉 비트율-왜곡(redundancy rate-distortion, RRD) 성능을 갖는 두 개의 표현으로 분할한다. 최적화 방법으로는 라그랑제 최적화 방법(Lagrange optimization method)을 사용하였고 재귀적 구조를 사용한 다이나믹 프로그래밍 기법을 사용하여 분할의 복잡도를 줄인다. 단일표현/다중표현 전환 방법에서는 재귀적 최적 화소단위 예측(recursive optimal per-pixel estimate, ROPE)를 이용하여 복원 에러를 예측한 후, 낮은 패킷 손실율에서는 압축 효율을 위하여 단일표현을 사용하고 패킷 손실율이 큰 환경에서는 에러에 대한 강인성을 위해 다중표현을 사용한다. 모의 실험 결과, 제안하는 다중표현 동영상 부호화 방법은 이상적인 다중표현 채널에서뿐만 아니라 다양한 패킷 손실율을 갖는 채널 환경에서도 기존의 단일표현 및 다중표현 에러 내성 부호화 방법보다 더 좋은 성능을 보임을 알 수 있다.

• 방송공학회논문지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.310-318
• /
• 2008

H.264/AVC는 각 매크로블록에 대해서 최적의 부호화 모드와 참조 프레임을 결정해 주는 RDO (Rate-Distortion Optimization) 기법을 사용하여 기존의 비디오 압축 표준보다 더 좋은 부호화 효율을 얻고 있다. 하지만, RDO 기법은 하나의 매크로블록 모드를 결정할 때마다, 다양한 블록 타입의 화면내 (Intra) 예측을 수행하고 화면간 (Inter) 예측에 대해서도 1/4 화소까지 고려하는 움직임 추정(Motion Estimation)을 수행한 후 발생되는 비트까지 고려하여 최적의 모드를 결정하기 때문에 부호화기의 복잡도가 매우 큰 문제점이 있다. 따라서 영상의 객관적 화질은 유지하면서 부호화기의 복잡도를 낮추기 위한 많은 고속 알고리즘들이 제안되었고 연구 중에 있다. 본 논문에서는, 역 트리 구조의 경계 방향 예측 알고리즘을 이용한 고속 화면내 모드 결정 기법을 제안한다. 제안된 방법은 $4{\times}4$ 블록의 지역 경계 정보를 이용하여 해당 블록의 DE (Dominant Edge)를 찾아내고 DE에 상응하는 화면내 모드를 이용하여 RDO를 수행한다 $8{\times}8$ 블록 (또는 $16{\times}16$ 블록)의 DE는 이전 단계 4개의 $4{\times}4$ 블록 (또는 $8{\times}8$ 블록) DE들로부터 계산되고, 이 단계에서의 RDO 또한 DE에 상응하는 화면내 모드를 이용한다. 실험결과 제안 방법은 화면내 부호화에 사용되는 후보 모드의 수를 줄임으로써 JM12.2와 비교하여 화면내 부호화 시간을 평균 64% 단축시킬 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제24권9A호
• /
• pp.1383-1391
• /
• 1999

본 논문은 동영상 통신을 함에 있어 목표 전송률이 주어졌을 때 왜곡이 최소가 되도록 양자화하는 방법을 제안한다. 이 방법을 이용하게 되면 같은 발생 비트량이라 할지라도 기존의 R-D 모델기반 비트율 제어 방법에 비해 재구성된 영상의 화질을 향상시킬 수 있다. 문제는 하나의 양자화 집합이 주어졌을 때 전체 왜곡이 최소가 되고 버퍼 오버플로우가 발생하지 않은범위 내에서 매크로 블록 당 양자화 집합에 존재하는 최적의 양자화 계수를 선택하려는 것인데, 이러한 문제를 해결하기 위해 동작 왜곡 비트율 이론을 이용한 라그랑즈 승수 기법을 도입하였으며, 양자화 방법은 H.263의 권고를 따랐다.

• 전기학회논문지
• /
• 제60권4호
• /
• pp.823-828
• /
• 2011

We have systematically designed and experimentally demonstrated the opto-electrical predistortion optical transmitter using microwave circuit modelling for reducing the nonlinearity of the distributed-feedback laser diode (DFD-LD). The DFB-LD is analyzed using microwave circuits model based on rate equations. Through the system-level simulation for predistortion method, the optimized characteristics of the RF components in the system are confirmed. The simulated and experimental results show the reduced distortion products. These results are analyzed as the evaluation parameters for the miniaturization and optimization of the opto-electrical predistortion method in radio-over-fiber systems.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• 제18권4E호
• /
• pp.43-50
• /
• 1999

A fast converging coding algorithm that adaptively selects the modes of macroblocks is introduced. For a given frame, the optimal modes are selected based on the decision curves that minimize the overall distortion at a given bit rate. The method proposed in this paper is different from the conventional ones in that it does not manipulate the quantizer to meet the target bit rate but it satisfies the target bit rate by finding optimal modes of macroblocks which result consistent visual quality. Lagrange multiplier of the unconstrained cost function is controlled to trigger decision curves to generate appropriate modes to meet bit rate and the curve is obtained by utilizing simulated annealing optimization technique. The algorithm is implemented within H.261 video codec and simulation results demonstrate superior visual quality.