In this paper, we propose a scalable audio coder, which has a variable bandwidth from the narrowband speech bandwidth to the audio bandwidth and also has a bit-rate from 8 to 320 kbits/s, in order to cope with the quality of service(QoS) according to the network load. First of all, the proposed scalable coder splits bandwidth of the input audio into narrowband up to around 4 kHz and above. Next, the narrowband signals are compressed by a speech coding method compatible to an existing standard speech coder such as G.729, and the other signals whose bandwidth is above the narrowband are compressed on the basis of a psychoacoustic model. It is shown from the objective quality tests using the signal-to-noise ratio(SNR) and the perceptual evaluation of audio quality(PEAQ) that the proposed scalable audio coder provides a comparable quality to the MPEG-1 Layer III (MP3) audio coder.
지금까지 알려진 오디오 부호화 방식중 실제로 스케일러블 부호화 방식은 없었다. MPEG-4에서는 스케일러블 부호화라는 새로운 기능을 중요한 요구사항으로 받아들여 개발하였다. 스케일러블 부호화(scalable coding) 기능이란 주어진 자원의 일부분을 가지고 의미 있는 정보를 재생할 수 있게 하는 부호화방식이다. 본 논문에서는 ISO MPEG-4에서 추진하고 있는 스케일러블 부호화방식인 large step scalable coding방식과 fine grain scalable coding방식에 대해 알아보고 그 응용분야에 대해 살펴본다.
The scalable extension of H.264, known as scalable video coding (SVC) has been the main focus of the Joint Video Team's work and was finalized at the end of 2007. Synchronization between media is an important aspect in the design of a scalable video streaming system. This paper proposes an efficient media synchronization mechanism for SVC video transport over IP networks. To support synchronization between video and audio bitstreams transported over IP networks, a real-time transport protocol/RTP control protocol (RTP/RTCP) suite is usually employed. To provide an efficient mechanism for media synchronization between SVC video and audio, we suggest an efficient RTP packetization mode for inter-layer synchronization within SVC video and propose a computationally efficient RTCP packet processing method for inter-media synchronization. By adopting the computationally simple RTCP packet processing, we do not need to process every RTCP sender report packet for inter-media synchronization. We demonstrate the effectiveness of the proposed mechanism by comparing its performance with that of the conventional method.
오디오 신호를 무손실 압축하여 휴대용 멀티미디어 기기에서 최고의 오디오 품질을 제공하는 기기들이 등장하고 있으며, 무손실 오디오 압축을 위한 기술에서는 2006년 MPEG-4 audio lessless coding(ALS)와 MPEG-4 scalable lossless coding(SLS)가 국제 표준으로 채택 되었다. 2009년에는 MPEG에서 최대 스테레오 음원까지만 지원하는 MPEG-4 ALS simple profile을 정의하였다. 표준화된 무손실 오디오 코덱이 휴대용 멀티미디어 기기에서 널리 이용되기 위해서는 휴대용 멀티미디어 기기에서 가장 널리 쓰이는 스테레오 조건에서 낮은 복잡도를 보여야 한다. 하지만 기존 연구에서는 MPEG-4 ALS의 압축률을 향상시키거나, 혹은 다채널 환경에서의 복잡도를 개선하기 위한 연구들이 주로 이루어졌다. 본 논문에서는 MPEG-4 ALS 인코더의 복잡도와 압축률을 분석하고, 이를 바탕으로 MPEG-4 ALS simple profile 조건에서 MPEG-4 ALS 인코더의 복잡도를 개선하기 위한 방법을 제안한다. 분석 결과 MPEG-4 ALS 인코더의 analysis 블록에서 전체 복잡도의 75% 발생하므로, 기존의 연구에서 개발된 저 복잡도 필터를 인코더에 적용하여 복잡도를 감소시키며, joint coding의 압축 효율과 여기 신호의 상호상관계수의 관계를 기반으로 joint coding 결정 방법을 제안한다. 제안된 방법과 저 복잡도 필터가 포함된 MPEG-4 ALS 인코더의 성능은 MPEG-4 conformance test 파일과 일반 음악 파일을 이용하여 복잡도 및 압축률로써 평가된다. 실험 결과 제안된 방법이 적용되었을 경우 압축률은 유사하면서 인코더 복잡도가 24% 감소한다. 이를 통해 본 논문에서 제안된 방법이 MPEG-4 ALS 인코더의 복잡도 감소에 탁월한 성능을 가짐을 보였다.
디지털 멀티미디어 방송(DMB: Digital Multimedia Broadcasting)은 음성, 영상, 데이터와 같은 다양한 멀티미디어 신호를 디지털 방식으로 변조하여 이동 중에 방송을 청취 할 수 있는 차세대 디지털방송 서비스이다. 하지만 한정된 대역폭으로 인한 비디오 전송율의 한계에 따라 최대 CIF(Common Interleaved Frame)급 화면해상도까지 서비스가 가능하다. 지상파 DMB 전송 고도화 망에서는 계층 변조(Hierarchical Modulation) 전송 기법을 통하여 추가의 전송대역폭을 확보할 수 있으며, 스케일러블 비디오 코딩(Scalable Video Coding) 부호화 방식을 이용하여 고전송효율/고품질의 이동 멀티미디어 방송서비스를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 기존의 지상파 DMB가 제공할 수 있는 품질 및 기능을 뛰어넘어, 고품질의 이동 멀티미디어 방송서비스가 가능한 지상파 DMB 전송고도화 망에서의 스케일러블 비디오 적용 방법을 제안한다.
Kim, Kwang-Yong;Lee, Gwang-Soon;Lim, Jong-Soo;Lee, Soo-In;Kim, Duk-Gyoo
ETRI Journal
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제31권1호
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pp.65-67
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2009
We introduce an advanced terrestrial digital multimedia broadcasting (AT-DMB) system that overcomes the limitation of data transmission rates of T-DMB by doubling it with the same frequency bandwidth. In this letter, we propose an efficient algorithm which generates a scalable transport stream in AT-DMB by multiplexing certain types of elementary streams encoded using scalable video coding and an MPEG-surround audio coder for high-quality multimedia services.
이 논문은 국내 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting, DAB)의 표준으로 채택된 Eureka 147 DAB 시스템에 결합 소스/채널 부호화 기법(Joint Source/Channel Coding, JSC)을 적용한 데이터 전송시스템의 기본틀을 제안한다. 제안전송시스템의 소스부호화기는 기존의 SNR-계층적 부호화(SNR-Scalability) 기법의 발전된 형태인 MPEG-4 FGS(Fine Granular Scalability) 비디오부호화기, 채널부호화기로는 상이오류보호(Unequal Error Protection, UEP)에 효율적인 RCPC 부호화기 그리고 변조방식은 QPSK를 적용하였다. 채널환경은 랜덤잡음환경과 이동수신환경을 고려하였다. 이 논문에서는 여러 가지 채널 상태(Es/No)에 따른 율-왜곡특성에 대해 분석하여 소스비트율과 채널부호율 간에 최적의 상충점(Trade-off point)을 결정하였고, DAB의 계층적 비디오 전송을 위한 FGS-JSC 기법이 적용되었을 때와 단일계층의 고정부호율 전송의 경우를 비교하여 FGS-JSC 기법의 우수함을 보였다.
계층화 비디오 코딩은 확장성을 갖기 위해 다중 비디오 스트림 안에 비디오 정보가 전송되도록 한다. 계층화 코딩 구조는 두 가지 면에서 이론상의 장점을 갖는다. 첫째, 클라이언트 프로세싱 능력과 네트워크 대역폭 면에서 네트워크와 수신자의 이질성을 허락한다. 둘째. 여러단계의 비디오 화질이 요구될 때 이용가능한 대역폭에 맞출수 있다. 본 논문에서 우리는 움직임 보상을 이용한 확장가능한 비디오 코덱 구조를 제시한다. 이것은 패킷 네트워크 상에서 실시간 오디오, 비디오 통신에 적합하다. 코딩 알고리즘은 ITU-T 추천 H.263+에 맞추면서 복잡도를 감소시키기 위한 기법들을 제시한다 빠른 움직임 검출은 H.263 베이스 레이어에서 이루어지고 상위계층에서 이용된다. 시각적 성질에 따른 매크로 블록 배제는 움직임 검출에 앞서서 모든 계층에서 이루어진다. 패킷 손실로 인한 에러확산은 주기적으로 각 계층에서 프레임 안에 인트라 블록단위의 행렬을 도입함으로써 차단되어질 수 있다.
광대역 신호는 16 kHz로 표본화되어 50-7000 Hz로 밴드 제한된 신호를 말하며, 전화대역 음성 신호에 비해서 높은 자연성(naturalness)과 명료성(intelligibility)을 가진다. 이런 특징으로 광대역 부호화기는 화상회의, 디지털 AM 방송 및 고음질 음성통신 등에 사용될 수 있다. 본 논문에서는 가변대역 특징을 갖는 광대역 음성 오디오 부호화기를 제안하였다. 제안된 부호화기는 대역분한 구조를 가진다. 저주파 대역은 전화대역 음성 부호화기로 많이 사용되고 있는 8 kbit/s ITU-T G.729나 보다 높은 전송률로 오디오 신호까지 처리할 수 있는 11.8 kbit/s ITU-T G.729 Annex E로 부호화한다. 고주파 대역은 청각 모델을 기반으로 한 파라미터 부호화 방법으로 부호화한다. 제안된 고주파 대역 부호화는 감마톤 필터뱅크(gammatone filterbank)를 이용하여 입력신호를 임계대역으로 분할한 후, 각각의 임계대역 신호를 양자화한다. 저주파 대역 부호화기와 고주파 대역 부호화기는 서로 독립되어 있으므로, 복호화기에서는 채널 조건에 따라 전화대역 합성신호와 광대역 합성신호를 선택할 수 있는 특징이 있다. 성능 평가 결과, 제안된 부호화기는 낮은 전송률과 짧은 지연 시간으로 음성과 오디오 신호 모두에 대해 ITU-T G.722.1 24 kbit/s와 동등한 음질을 제공한다는 것을 확인하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권8호
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pp.4077-4091
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2017
This paper presents the design of a broadcasting scenario and system for an 8K-resolution content. Due to an 8K content is four times larger than the 4K content in terms of size, many technologies such as content acquisition, video coding, and transmission are required to deal with it. Therefore, high-quality video and audio for 8K (ultra-high definition television) service is not possible to be transmitted only using the current terrestrial broadcasting system. The proposed broadcasting system divides the 8K content into four 4K contents by area, and each area is hierarchically encoded by Scalable High-efficiency Video Coding (SHVC) into three layers: L0, L1, and L2. Every part of the 8K video content divided into areas and hierarchy is independently treated. These parts are transmitted over heterogeneous networks such as digital broadcasting and broadband networks after going through several processes of generating signal messages, encapsulation, and packetization based on MPEG media transport. We propose three methods of generating streams at the sending entity to merge the divided streams into the original content at the receiving entity. First, we design the composition information, which defines the presentation structure for displays. Second, a descriptor for content synchronization is included in the signal message. Finally, we define the rules for generating "packet_id" among the packet header fields and design the transmission scheduler to acquire the divided streams quickly. We implement the 8K broadcasting system by adapting the proposed methods and show that the 8K-resolution contents are stably received and serviced with a low delay.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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