• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 춘계학술발표대회
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• pp.493-495
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• 2008

캐시 에너지의 소비 전력을 줄이기 위해 필터 캐시가 제안되었다. 필터 캐시의 사용으로 인해 많은 전력 사용 감소 효과를 가져왔으나, 상대적으로 시스템 성능도 더불어 감소하게 되었다. 필터 캐시의 사용으로 인한 성능 감소를 최소화하기 위해서, 본 논문에서는 기존에 제안된 주요 필터 캐시 예측 모델들을 소개하며, 각각의 방식에 있어서의 핵심 특징 및 해당 방식의 문제점을 분석한다. 이를 바탕으로 본 논문에서는 모드 선택 비트를 활용하는 개선된 형태의 새로운 필터 캐시 예측기 모델을 제안한다. 제안된 방식은 MSB라 불리는 참조 비트를 고안하여, 이를 기존의 필터캐시와 BTB에 새롭게 활용한다. 실험 결과, 제안된 방식은 기존 방식 대비, 전력 소모량 시간 지연면에서 평균 5%의 성능 향상을 가져 왔다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제41권4호
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• pp.23-30
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• 2004

MPEG-4 비디오에서 움직임 적응 인트라 리프레쉬 (MAIR)는 움직임 영역을 인트라로 부호화하는 방식으로 에러의 전파를 방지한다. 움직임 영역은 이전 매크로블록과 현재 매크로블록의 영상 차이를 이용하여 결정하게 된다. AIR의 효과적인 설계는 최대 리프레쉬 시간을 줄이고 에러에 취약한 매크로블록을 예측하는 것이다. 그러나 MAIR은 인트라로 코딩할 필요성이 낮은 매크로블록도 인트라로 코딩한다. 제안한 비트율 기반의 AIR은 한 VOP에서 매크로블록 단위로 비트량을 비교하여 AIR을 수행한다. 이 방법을 사용하면 최대 리프레쉬 시간을 줄임과 동시에 에러에 취약한 매크로블록을 효율적으로 예측하여 기존의 MAIR보다 향상된 성능을 발휘한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 제14회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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• pp.363-366
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• 2001

본 논문에서는 보다 효율적이고 정확한 움직임 벡터를 추정하기 위하여 계층적 평활화 방법(hierachical regularization technique)을 이용한 움직임 추정 알고리듬을 제안한다. 계층적 평활화 기법을 이용하여 움직임 벡터들의 신뢰도를 증가시켰고, 주위 벡터와의 평활화를 통해 움직임 벡터들의 비트량을 감소시켰다. 또한 적은 후보 벡터를 이용하여 움직임 벡터를 예측하는 고속 움직임 추정 알고리듬을 적용하여 평활화 과정의 추가로 인해 생기는 많은 연산량을 감소시켰다.

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

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제44권1호
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• pp.26-39
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• 2007

H.264/AVC 표준은 기존의 부호화 기법보다 뛰어난 압축 성능 때문에 비디오 데이터의 압축과 전송에 널리 응용될 것으로 전망된다. 그러나 H.264/AVC 표준도 기존의 비디오 압축표준과 마찬가지로 가변길이부호화 방식을 따르기 때문에, 동영상을 부호화할 때 발생하는 데이터량은 시간의 흐름에 따라 큰 폭으로 변한다. 이 때문에 PSTN이나 ISDN 망과 같이 대역폭이 고정된 네트워크를 통해 비디오 비트 스트림을 전송하고자 할 경우에는 부호기로부터 출력되는 비트량을 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 전송율이 고정된 비디오 전송채널 환경에서 H.264/AVC 부호화 기법으로 압축된 영상 데이터를 전송할 때 장면전환에 효율적인 비트율 제어 방식을 제안한다. 즉, 제안하는 비트율 제어 방식은 장면 전환과 같이 움직임이 많은 부분에서는 이전 프레임과 현재 프레임간의 움직임 변화량을 예측하여 움직임의 양에 따라 2차원 RD 모델 식을 수정하여 프레임 단위로 비트량을 효율적으로 제어하는 방법이다. 또한 장면전환이 많은 영상일 경우에 버퍼의 넘침을 방지하기 위해서 효율적인 프레임 스킵 방법을 제안한다. 실험 결과는 화면간 움직임이 많은 영상의 경우, 기존의 비트량 제어 방법이 채널 전송에 부적합할 정도로 비트량을 초과하지만, 제안한 방법은 채널 전송에 적합하게 효율적으로 부호화한다. 또한 기존 비트율 방법보다 제안한 방법의 프레임 스킵 개수가 적어 화면간의 끊김 현상이 줄었다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.201-208
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• 2012

본 논문에서는 실시간 동영상 부호화를 위한 효과적인 비트율 제어 방법을 제안하고 하드웨어로 구현한다. 제안하는 비트율 제어는 각 기본유닛 마다 R-D 파라미터 갱신에 의해 많은 연산 처리를 필요로 하는 이차원 R-D 모델을 사용하지 않고, 프레임의 평균 복잡도 가중치를 이용한 Qstep 결정 모델을 사용함으로써 연산량을 감소시킨다. 또한 적은 연산량과 빠른 MAD 예측을 위해 부호화된 기본유닛을 기반으로 영상의 공간적 및 시간적 상관관계를 이용하여 MAD를 예측한다. 제안하는 비트율 제어는 프레임 레벨 MAD 예측과 매크로블록 레벨 MAD 예측, GOP 비트 할당, 프레임 비트 할당, 가상버퍼, Qstep 결정 모델, 비트율 제어 파라미터 갱신, QP 결정 모듈을 포함하며 총 8개의 모듈로 구성된다. 비트율 제어 하드웨어는 Verilog-HDL을 이용하여 설계하였으며, Synopsys사의 Design Compiler를 이용하여 UMC 공정 $0.18{\mu}m$ 셀 라이브러리로 합성한 결과, 최대 동작 주파수는 108 MHz이고, 게이트 수는 19.1k이다. 실험 결과로부터 제안한 구조는 기존 구조 보다 게이트 수가 85% 감소하였고, 매크로블럭 당 QP를 결정하는데 평균 220 사이클 수가 소요되어 기존 구조보다 64% 단축됨을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권9B호
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• pp.1742-1754
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• 1999

본 논문에서는 히스토그램 기반의 비트율-왜곡 (R-D) 추정 결과를 이용하여 이웃한 영상들간에 일관된 화질을 제공하는 비트율 제어방식을 제안한다. 히스토그램 기반의 R-D 추정 방식은 부호화에 사용되는 양자화 파라미터(QP)에 따라 한 영상에서 발생하는 비트량과 왜곡을 예측하거나, 역으로 발생하는 비트량이나 왜곡에 대한 QP 값을 예측할 수 있는 수학적 모델을 제공한다. 이 추정 방식의 가장 큰 장점은 추정을 위한 주 연산이 양자화기에 입력되는 DCT 계수에 대한 히스토그램 또는 가중 히스토그램을 구하는 것이므로 계산량이 적은 것이다. 또 실제 비디오 부호화에 적용할 수 있을 만큼 정확하다. 따라서 이 추정 모델을 이용하는 제안된 비트율 제어 방식은 저 지연과 저 복잡도를 요구하는 응용 분야에 적합하고, 정확한 제어를 수행한다. 제안된 비트율 제어방식은 비디오 버퍼 제한 조건을 만족시킴으로써 버퍼의 넘침이나 고갈이 발생하지 않도록 하고, 추가적으로 왜곡 제한에 의하여 이웃한 영상들간에 화질차이가 일정 범위를 벗어나지 않도록 한다. 그리고 하나의 영상에 대하여 하나의 QP를 사용하여 영상 내에서도 일관된 화질을 유지하며, 誰?영상과 비 기준 영상에 대한 버퍼 제한 조건을 차별화함으로써 기준 영상의 화질 열화에 의한 오류 전파를 감소시킨다. 제안된 방식과 MPEG-2의 TM5 (Test Model 5)에서 제안한 비트율 제어 방식의 성능을 비교한 실험으로부터 제안된 방식이 평균 PSNR을 0.521.84 dB 정도 향상시키고, 영상간 그리고 영상 내에서도 일관된 화질을 유지함을 확인하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2003년도 정기총회 및 학술대회
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• pp.17-20
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• 2003

동등한 영상의 풀질을 유지하면서 기존의 비디오 압축 표준보다 30퍼센트 이상의 비트 절감효과를 내는 H.264/MPEG-4 Part 10 AVC(Advanced Video Coding) 표준이 최근 확정되었다. AVC는 국내 지상파 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 멀티미디어 서비스의 비디오 표준으로도 채택되어 많은 관심을 불러일으키고 있다. 본 논문에서는 H.264/AVC 부호기를 위한 고정 비트 율 제어 알고리듬을 구현하고 이를 실험을 통하여 검증하였다. 비디오 부호화 과정에서 각 픽처마다 발생하는 비트 량이 같지는 않지만 부호기 출력 비트 율은 일정하게 한 수 있으며 이를 고정 비트 율 제어라 한다 부호기는 입력 영상의 복잡도를 예측하고 실제 버퍼 점유도에 대한 피프백 정보를 이용하여 발생 비트 수글 조절한다. 특히 전송 대역폭 제한사항이 있는 고정 비트 율 채널 환경에서 비디오 부호기의 고정 비트 율 제어는 반드시 필요하다. JVT에서 제공하는 참조 소프트웨어인 JM(Joint Model) 소프트웨어가 아직까지 고정 비트 율 제어 기능을 지원하지 않으므로, MPEG-2 Part 2 Video 표준과 MPEG-4 Part 2 Visual 표준에서 고정 비트 율 제어에 이용되었던 TM5 고정 비트 율 제어 모델을 적용하여 H.264/AVC 부호기의 고정 비트 율 제어를 구현하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.221-231
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• 1990

본 논문에서는 예측오차의 분포와 비트할당표를 이용하여 계산량을 줄이는 방법으로 직접 2차원 WHT를 계산한 다음 상수행렬을 곱함으로써 2차원 DCT 를 계산하는 방법을 제안하였다. 이 2차원 고속 DCT 알고리즘은 곱셈이 마지막 단계에 집중되어 있으며, 따라서 변환계수 중에서 양자화 과정에서 제외되는 변환계수의 수에 비례하여 계산량을 줄일 수 있는 특징이 있다. 계산량 비교를 위하여, 예측오차에 대한 비교할당표에 할당된 DCT계수만을 구하고자 할 때의 계산량을 산출한 결과, 제안한 방식은 변환부호화에 할당된 화소당 평균 비트율이 0.6비트 이하일 때, 기존의 알고리즘 중에서 가장 계산량이 적은 고속 DCT 알고리즘 보다 계산량이 적게 되어, 변환부호화의 계산량 감축에 기여할 수 있음을 확인하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.416-426
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• 2011

본 논문은 H.264/AVC의 인트라(Intra) 부호화에서 인트라 예측 모드를 병합하여 부호화 성능을 높일 수 있는 기술에 관한 것이다. 제안하는 기술은 기존의 인트라 부호화에서 예측 모드를 시그널링(Signaling) 하는 방법과 다르게 여러 블록의 예측 모드를 병합하는 방법을 사용하여 예측 모드를 시그널링 한다. 기설정한 경계값 이상의 블록이 주변 블록으로부터 예측된 모드와 같을 경우에는 제안된 방법을, 그렇지 않을 경우에는 기존의 방법을 사용하여 시그널링 하여 인트라 예측 모드 비트량을 줄임으로써 부호화 효율을 높이는 방법을 제안하였다. 실험 결과, 제안한 방법은 기존의 방법과 비교하여 약 0.05dB의 PSNR(Peak signal to-noise ratio) 증가, 약 1%의 비트율이 감소하였다. 특히 low bit-rate일 경우, 약 0.1dB의 PSNR 증가, 약 1.7%의 비트율이 감소시킴으로써 low bit-rate에서 효과적임을 알 수 있다.