• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.40-47
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• 2003

본 논문에서는 저해상도 대역에서의 움직임 벡터를 고려한 고해상도 대역의 영역에서 움직임 탐색을 행함으로써 밀-소 다중해상도 움직임 추정의 과도한 계산량을 줄일 수 있는 새로운 방법을 제안하였다. 또한 정확한 움직임을 찾아서 복원 영상의 화질을 높이기 위해 반화소 단위 움직임 추정을 사용하는데, 많은 계산량이 필요하게 된다. 따라서 본 논문에서는 인접 화소들간의 상관관계를 이용해 오차가 최소가 되는 방향을 예측하여 선택적 보간을 이용하여 계산량을 줄일 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제41권6호
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• pp.209-220
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• 2004

기존 비디오 표준과 비교해 볼 때, H.264 비디오 표준이 갖는 중요한 두 가지 특징으로는 높은 부호화 효율과 네트워크 친화성을 들 수 있다. 그러나 이러한 중요한 특성에도 불구하고 H.264 표준은 구현시 요구되는 메모리 대역폭과 연산량의 복잡도가 높기 때문에 실시간 응용에 적용하는데 어려움이 있다. H.264 부호화 기술 가운데 특히 복수 참조 영상을 이용한 다양한 블록 단위 움직임 탐색은 높은 부호화 효율을 갖도록 하는 핵심 요소지만 최적의 움직임 벡터를 찾기 위해 다양한 블록 단위 조합의 모든 경우에 대하여 SAD (Sum of Absolute Difference)를 구해야 하므로 상당한 계산량을 요구한다. 그러므로 본 논문에서는 움직임 탐색의 연산량을 줄이기 위해 정수화소 움직임 탐색 및 부화소 움직임 탐색을 위한 고속 알고리즘을 제안한다. 정수화소 단위 움직임 탐색의 경우, 기존의 고속 움직임 탐색 기법은 H.264의 다양한 블록 단위 움직임 탐색 구조에 그대로 적용할 경우 효과적이지 못하기 때문에 본 논문에서는 종래 다이아몬드 탐색 기반 방법을 계층적 블록 구조에 맞게 개선한 적응적 움직임 탐색 기법을 제안하도록 한다. 또한 부화소 단위 움직임 탐색을 위해서는 움직임 벡터의 통계적 특성을 이용하여 예측벡터를 중심으로 한 다이아몬드 탐색 기반 고속 알고리즘을 제안한다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제8권4호
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• pp.441-449
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• 2007

동영상 부호화에서 움직임 추정은 참조 프레임으로부터 현재 프레임의 화소를 추정하는 처리로서 예측 화질과 부호화 시간에 직접적인 영향을 미친다. 본 논문은 고속 움직임 추정을 위해 시공간 움직임 활동도를 이용한 적응형 계층 육각 탐색에 관한 것이다. 제안된 방법은 현재의 매크로블록에 시공간적으로 인접한 매크로블록들의 움직임 벡터를 이용하여 시공간 움직임 활동도를 정의한다. 이렇게 정의한 시공간 움직임 활동도가 낮을 경우 기존의 적응형 육각 탐색을 수행하고, 그렇지 않을 경우, 웨이블렛 변환의 다단계 저주파 부영상들로 구성된 다단계 계층 공간상에서 계층 육각 탐색을 수행한다. 본 논문에서는 서로 다른 움직임 특성을 갖는 복수의 동영상 시퀀스들에 대한 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 토대로 예측 화질과 연산 시간 측면에서 제안된 방법의 성능을 분석.평가하였다. 실험 결과는 제안된 방법이 작은 움직임 탐색과 큰 움직임 탐색에 모두 적합함을 보여주고 있다. 제안된 방법은 고속 움직임 탐색이 가능한 적응형 육각 탐색의 장점을 유지하면서도 시공간 움직임 활동도가 높은 비디오 시퀀스에서 야기되는 국부 최소 문제를 적응적으로 경감할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권9C호
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• pp.868-875
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• 2003

본 논문에서는 웨이블릿 변환 영역에서 기존의 다중해상도 움직임 예측 방법에 비해 보다 향상된 단화소 이동 감쇠를 이용한 다중해상도 움직임 예측 방법을 제안하였다. 웨이블릿 변환 영역에서 웨이블릿 계수들의 계층적 상관관계를 이용한 기존의 다중해상도 움직임 예측 방법(MRME)은 웨이블릿 변환시 수행되는 다운 샘플링 과정에서 발생되는 웨이블릿 계수들의 이동-변환 성질(shift-variant property)에 의해 정확한 움직임 예측을 수행할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 이러한 문제점을 극복하기 위해 제안된 방법은 입력 영상에 대해서 2레벨 웨이블릿 변환을 수행한 후 저대역 신호인 S$_4$대역에 대해 3레벨 웨이블릿 변환을 수행하기 앞서 S$_4$대역에서의 단화소 이동된 신호를 제거하기 위한 방법으로 보간을 적용한다. 보간된 저 대역 신호 S$_4$대역에 대해서 1레벨 웨이블릿 변환을 수행한 후 최종적으로 3레벨 웨이블릿 변환된 저 대역 신호 S$_{8}$대역에 대해서 초기 움직임 벡터를 구한 다음 나머지 하위 레벨에 위치한 대역에 대해서 기존 다중해상도 움직임 예측 방법과 동일한 방법으로 움직임 예측을 수행함으로써 향상된 부호화 성능을 얻을 수 있었다. 실험 결과 제안한 방법은 기존 다중해상도 움직임 예측 방법과 웨이블릿 변환 영역에서 전역 탐색 방법과 비교해 PSNR면에서 약 1∼2dB정도 향상된 부호화 효율을 나타낼 뿐 아니라, 주관적 화질에서도 개선된 결과를 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권12호
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• pp.48-54
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• 2010

본 논문은 H.264 비디오 코덱에 적용할 수 있는 고성능 정수화소 움직임 예측 회로 구조에 대해 설명한다. 전역 탐색 알고리즘은 모든 가능한 블록에 대해 확인하기 때문에 가장 좋은 결과를 보장한다. 그러나 전역 탐색 알고리즘은 많은 양의 연산과 데이터를 요구한다. 연산 노력을 줄이기 위해 많은 고속 탐색 알고리즘들이 제안되었다. 고속 탐색 알고리즘들의 단점은 데이터 접근이 불규칙하고 데이터 재사용이 어려운 것이다. 본 논문에서는 고성능 움직임 예측을 위하여 효율적인 정수화소 움직임 예측 알고리즘을 제안하고 있으며, 이를 구현하기 위한 처리 속도가 높고 외부 메모리 사용을 줄일 수 있는 회로 구조를 제안한다. 제안한 회로는 7가지 종류의 가변 블록 크기를 지원하면 41개 움직임 벡터를 생성한다. 구현된 고성능 움직임 예측 회로는 RTL로 구현하였고 FPGA가 탑재된 보드에서 동작을 검증하였다. 130nm CMOS 표준 셀 라이브러리로 합성된 회로는 1초에 139.8장의 1080HD ($1,920{\times}1,088$) 영상을 처리할 수 있고 H.264 5.1 레벨까지 지원 가능하다.

• 방송공학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.434-445
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• 2004

대부분의 비디오 부호화기에서 움직임 예측은 부호화된 영상의 화질을 결정하는 중요한 기술이다. 그러나 일반적으로 많이 사용되는 전역 탐색 방법은 많은 연산량이 필요하다는 단점이 있다. 이를 개선하기 위한 기존의 고속 움직임 예측 방법들은 연산량을 줄이기 위한 복잡한 프로그램 구조를 가지고 있어서 DSP와 같은 전용 프로세서에 구현하기가 부적합하다. 본 논문에서는 미디어 프로세서에 적합한 효율적인 움직임 탐색 방법을 제안한다. 주위 블록 간의 공간적 상관도를 이용해 예측 움직임 벡터를 구할 수 있으며, 또한 탐색 영역을 축소시킴으로써 전체 연산량을 줄일 수 있다. 제안된 방법의 효율을 확인하기 위하여 MPEG-4 SP@L3(Simple Profile at Level 3) 부호화기를 TM1300에서 구현하였다. 제안한 방법은 TM1300 프로세서 상에서 전역 탐색 방법에 근접한 화질을 유지하며 기존 고속 움직임 예측 방법보다 향상된 성능을 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권2호
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• pp.78-84
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• 2009

본 논문에서는 H.264/AVC 표준 중에서 움직임 추정기의 고속 움직임 예측을 위한 알고리즘을 제안하였다. 움직임 추정은 H.264의 비디오 코딩 과정에서 가장 많은 연산량을 차지하는 중요한 처리과정이다. 정화소 단위에서의 탐색에 비해서 부화소단위까지의 움직임 추정은 영상의 압축률은 높일 수 있지만 계산의 복잡도가 늘어나는 문제점이 있다. 제안하는 알고리즘은 정화소 움직임 벡터가 최종 움직임 벡터인 경우에 부화소 탐색을 생략하게 되며 그렇지 않은 경우 CBCDS (Center Biased Cross-Diamond Search)를 적용하여 부화소 움직임 탐색을 하여 기존의 전역 탐색 알고리즘에 비해 비교적 화질에 변화가 없고 탐색 지점이 81.4% 감소하는 결과를 보였다

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제46권4호
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• pp.108-115
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• 2009

본 논문에서는 에러에 강인한 동영상 압축을 위해서 효과적인 에러 은닉을 제공하는 새로운 움직임 예측기법을 제안한다. 일반적으로 전송 에러에 의해 손실된 프레임을 효율적으로 복원하기 위해서는 영상 내에서 객체의 실제 움직임을 정확하게 아는 것이 중요하다. 하지만 현재 블록과 움직임 보상된 블록에 있는 화소의 차의 절대값의 합 (sum of absolute different, SAD)을 기준으로 이용하는 기존의 움직임 예측 (motion estimation, ME)기법이 객체의 실제 움직임을 항상 정확하게 반영하는 것은 아니다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 논문에서 현재 블록과 움직임 보상된 블록의 움직임 벡터들의 차이의 절대값 (absolute different of motion vectors, ADMV)을 새로운 부가적인 기준으로 소개한다. 본 논문에서 제안하는 ME 기법은 SAD와 ADMV의 가중 합을 최소화시킴으로써 실제 움직임과 거리가 먼 움직임 벡터들을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 제안하는 ADMV을 이용하면 영상의 전송 과정에서 손실된 프레임의 정보를 전혀 사용하지 않고도 손실된 움직임 정보를 효과적으로 복원할 수 있으므로 복호기에서의 에러 은닉 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 실험을 통하여 본 논문에서 제안하는 기법이 기존의 ME기법과 유사한 압축 효율을 갖으면서 기존의 에러 내성 기법보다 성능이 더 우수하다는 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제39권3호
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• pp.78-87
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• 2002

본 논문은 MPEG 비디오에서 나타나는 여러 예측 형태의 움직임 벡터를 프레임 타입에 관계없이 단일 예측방향만을 갖도록 새롭게 추정하여 비디오 영상물의 분석에 직접적으로 활용하는 방안에 대해 제시하고 있다. 또한 재추정된 각 프레임에서의 움직임 벡터를 이용한 비디오 시퀀스 내에서의 객체 추출 및 추적 기법 등에 대해서도 새롭게 제안하였다. 제안된 알고리즘은 압축 영상에 대한 전체적인 복원과정을 거치지 않고, 압축 비디오 영역으로부터 쉽게 추출될 수 있는 매크로 블록 영역 상에서 수행되었으며, 실험 결과는 제안된 방법의 높은 성능을 잘 나타내어 주고 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권11C호
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• pp.1049-1058
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• 2009

성능이 우수한 H.264동영상압축표준이 발표된 이후, 기존 동영상압축표준인 MPEG-2에서 H.264표준으로 대체되었고, 이로 인하여 기존에 MPEG-2표준으로 압축된 콘텐츠들은 H.264표준을 따르는 디바이스에 적합한 트랜스 코딩 방법들이 연구되어왔다. 또한 H.264표준으로 압축된 동영상은 현재 IPTV 및 DMB 등 서비스를 제공하고 있으나 MPEG-2 표준 디바이스를 사용하고 있는 사용자들은 시청할 수 없게 되었다. 따라서 본 논문에서는 MPEG-2 표준 디바이스를 사용하고 있는 사용자들은 H.264표준을 이용할 수 있는 H.264 to MPEG-2 트랜스코딩을 제안한다. 제안한 알고리즘은 H.264인코더의 특징인 가변블록의 움직임벡터를 MPEG-2의 매크로블록에 적합한 한 개의 움직임벡터를 예측하여 MPEG-2인코더의 계산량을 향상시키는 방법이다. 이때 물체의 경계와 배경의 특성을 파악하여 수정된 경계정합알고리즘을 사용하여 최적의 움직임벡터를 예측한다. 실험 결과, 제안한 방법은 MPEG-2 인코더의 "전역탐색"보다 PSNR은 거의 비슷하면서 부호화 계산 속도는 평균적으로 약 65% 감소하였다.