Abstract
A conventional CBR channel is now capable of delivering several digitally compressed video programs due to recent advances in video compression, such as MPEG-2, and digital transmission technology. This paper presents a joint video coding scheme that is to maintain a constant sum of bit rates for all the programs but to allow the variable bit rate for individual program in the transimission environment mentioned above. Thus advantages of VBR video compression can be obtained. This paper contributes in two aspects. First, a rate-distortion estimation method for MPEG-2 video is proposed, which enavle us predict the amount of bits and the distortion generated from an encoded picture at a given quantization step size and vice versa. The most attractive features of the proposed rate-distortion estimation method are its accuracy and a computational complexity low enough to be applied to real-time video coding applications. Second, this paper presents an efficient and accurate joint rate control scheme using the rate-distortion estimation results and verifies its performance with experiments. The experimental results show that our coding scheme gives a significant gain even though a small number of video programs are coded jointly. For example, a stable picture quality is maintained among the video programs as well as within a program, and additional extra programs can be transmitted over the same channel bandwidth if the proposed joint video coding scheme is used.
최근 MPEG-2와 갇은 비디오 압축기술과 디지털 전송기술의 발전으로 기존의 일정 비트율 (constant bit rate: CBR) 채널을 통하여 디지털 압축된 다수의 비디오 프로그램들이 전송 가능하다. 본 논문은 이러한 환경에서 전송되는 모든 비디오 프로그램들의 전송률의 합은 일정하지만 각 비디오 프로그램에 대해서는 가변 비트율 (variable bit rate: VBR)을 허용함으로써 VBR 압축의 장점을 얻을 수 있는 결합 비디오 부호화 방식을 제시한다. 본 논문은 다음 두 가지 관점에서 기여한다. 첫째, MPEG-2 비디오에 대한 비트율-왜곡 추정 방식을 제안하는데, 이로 인하여 부호화에 사용되는 양자화 스텝 크기에 따른 한 영상에서 발생하는 비트량과 왜곡을 예측하거나 역으로 발생하는 비트량이나 왜곡에 대한 양자화 스텝 크기를 예측할 수 있다. 제안된 추정 방식의 장점은 실제의 비디오 부호화 응용에 적용할 수 있을 만큼 계산량이 적고 정확하다는 것이다. 둘째, 제안된 비트율-왜곡 추정 결과를 이용한 효율적이고도 정확한 결합 부호화 방식을 제시하고, 실험을 통하여 성능을 검증한다. 실험 결과 제안된 부호화 방식은 소수의 비디오 프로그램이 결합 부호화되어도 한 프로그램뿐만 아니라 프로그램들간에도 일관된 화질이 유지되고, 동일한 채널대역에 추가적인 프로그램의 전송과 같은 두드러진 이득을 얻을 수 있음을 확인하였다.
