Abstract
In video coding, the first frame of a GOP is encoded in intra mode which generates a larger number of bits. In addition, the first frame is used for the inter mode encoding of the following frames. Thus the intial QP for the first frame encoding affects the first frame as well as the following frames. To determine the initial QP that maximizes the PSNR of a GOP, several algorithms which uses the ratio of the PSNR of the I frame and the PSNR of P frames of a GOP have been proposed. In this paper, we propose a new traffic model that can be used to determine the optimal initial QP simply and exactly in algorithms that use the PSNR ratio. We first analyze the characteristics of the PSNR ratio of I and P frames and the PSNR of a GOP, and then propose a new traffic model which can represent the characteristics and determine the optimal intial QP. It is shown by experimental results that the initial QP determination method with the proposed model can predict an optimal initial QP whose difference from the optimal value is less than 2. The proposed scheme can also generate the PSNR performance better than that of the existing JVT algorithm.
영상 압축에서 GOP의 첫 번째 프레임은 많은 비트를 발생시키는 인트라 모드로 압축되며, 다음 프레임의 인터 모드 압축에도 사용되기 때문에 첫 번째 프레임 압축에 사용되는 초기 QP 값은 첫 프레임뿐만 아니라 이후 프레임에도 영향을 주게 된다. 영상의 특성을 반영하여 전체 GOP의 품질을 최대로 하는 초기 QP 값을 결정하기 위하여 I 프레임과 P 프레임의 PSNR 비율을 이용하는 방법이 제안되었다. 본 논문에서는 PSNR 비율을 이용하는 방법에서 초기 QP를 쉽고 정확하게 결정하기 위한 트래픽 모델을 제안한다. 먼저 I 프레임과 P 프레임의 PSNR 비율과 GOP의 PSNR 사이의 관계에 대한 특성을 분석하여, 이 특성을 반영하는 모델을 제시하고 이를 이용한 초기 QP값을 결정한다. 실험 결과는 제안하는 방법을 이용한 초기 QP 결정 방법이 기존의 JVT 알고리즘에 비해 정확하게 최적의 초기 QP 값의 ${\pm}2$ 범위 내에서 초기 QP값을 예측하고 PSNR 성능도 더 우수함을 보여준다.
