• 방송공학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.495-502
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• 2018

HEVC(High Efficiency Video Coding) 보다 뛰어난 압축 성능을 갖는 차세대 비디오 부호화 표준 후보 기술에 대한 탐색과 검증을 진행한 JVET(Joint Video Exploration Team)은 기술 검증을 위한 참조 SW 코덱인 JEM(Joint Exploration Model)을 공개하였다. JEM은 HEVC의 35개 보다 증가한 67개의 화면내 예측 모드를 사용하고 있으며, 이에 따른 예측 모드 부호화에 대한 부담으로 부호화 성능 개선에 제한이 따른다. 본 논문에서는 화면내 예측 모드의 선택 확률을 분석하고, 이를 바탕으로 보다 효율적인 화면내 예측 모드 부호화 기법과 그 기법의 효율적인 엔트로피 부호화를 위한 문맥 모델링 기법을 제안한다. 실험결과 제안 기법은 AI(All Intra) 부호화 구조에서 JEM 7.0 대비 0.02%의 BD-rate 이득을 보였으며, 향후 추가적인 성능 향상을 위한 문맥 모델링 최적화에 대한 연구가 필요하다.

• 방송공학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.491-502
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• 2007

본 논문에서는 H.264/MPEG-4 AVC의 확장표준으로 제정된 SVC(Scalable Video Coding)에서 화면 내 예측 모드를 효율적으로 선택하는 방법을 제안한다. 제안 방법은 공간 향상 계층에서의 화면 내 예측 모드의 통계적 분석을 기반으로 매크로블록의 복잡도 특성에 따라 화면 내 예측 모드를 결정하고 Intra_BL 모드의 RD 값을 사용하여 Intra_BL 모드를 선 결정한다. 실험결과 제안한 방법은 화면 내 예측 모드의 부호화 시간을 54.67% 감소시키는 것에 반해 화질의 열화가 매우 작음을 보였다. 특히 낮은 QP 값에서는 미비한 PSNR의 감소와 약 0.011% 정도의 비트율 증가를 보였고, 높은 QP 값에서는 약 0.01dB 미만의 PSNR 감소와 0.249% 정도의 비트율이 증가하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.310-318
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• 2008

H.264/AVC는 각 매크로블록에 대해서 최적의 부호화 모드와 참조 프레임을 결정해 주는 RDO (Rate-Distortion Optimization) 기법을 사용하여 기존의 비디오 압축 표준보다 더 좋은 부호화 효율을 얻고 있다. 하지만, RDO 기법은 하나의 매크로블록 모드를 결정할 때마다, 다양한 블록 타입의 화면내 (Intra) 예측을 수행하고 화면간 (Inter) 예측에 대해서도 1/4 화소까지 고려하는 움직임 추정(Motion Estimation)을 수행한 후 발생되는 비트까지 고려하여 최적의 모드를 결정하기 때문에 부호화기의 복잡도가 매우 큰 문제점이 있다. 따라서 영상의 객관적 화질은 유지하면서 부호화기의 복잡도를 낮추기 위한 많은 고속 알고리즘들이 제안되었고 연구 중에 있다. 본 논문에서는, 역 트리 구조의 경계 방향 예측 알고리즘을 이용한 고속 화면내 모드 결정 기법을 제안한다. 제안된 방법은 $4{\times}4$ 블록의 지역 경계 정보를 이용하여 해당 블록의 DE (Dominant Edge)를 찾아내고 DE에 상응하는 화면내 모드를 이용하여 RDO를 수행한다 $8{\times}8$ 블록 (또는 $16{\times}16$ 블록)의 DE는 이전 단계 4개의 $4{\times}4$ 블록 (또는 $8{\times}8$ 블록) DE들로부터 계산되고, 이 단계에서의 RDO 또한 DE에 상응하는 화면내 모드를 이용한다. 실험결과 제안 방법은 화면내 부호화에 사용되는 후보 모드의 수를 줄임으로써 JM12.2와 비교하여 화면내 부호화 시간을 평균 64% 단축시킬 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권3A호
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• pp.157-162
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• 2012

본 논문에서는 후보 모드표를 이용한 새로운 화면내 모드 부호화 방법을 제안한다. 기존의 HEVC는 예측한 최고확률모드(most probable mode, MPM)가 현재 블록의 실제 모드와 동일하지 않을 경우 고정길이 부호(fixed length code, FLC)를 이용해 실제 모드 정보를 이진화한다. 하지만 HEVC는 화면내 블록은 많은 수의 모드를 사용하기 때문에 FLC를 이용해 이진화를 하면 코드워드의 길이가 길어진다. 본 논문에서는 예측한 MPM이 실제 모드와 동일하지 않은 경우 인접한 블록을 통해 생성한 후보 모드표를 이용해 부호화할 인덱스를 얻고, 이를 FLC 대신 통계적 특성을 고려한 Golomb-Rice 코드를 이용해 이진화하는 방법을 제안한다. 실험을 통해 제안한 방법이 기존의 HEVC 화면내 모드 부호화 방법에 비해 평균 약 0.5%의 비트 수를 감소시키는 것을 확인했다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2010년도 하계학술대회
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• pp.337-340
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• 2010

본 논문은 H.264/AVC를 이용한 근접 무손실 화면내 부호화에서 기존의 라인 기반 예측 방법에서 발생할 수 있는 오류 전파 문제를 해결하기 위한 방법을 제안한다. H.264/AVC의 화면내 예측 부호화는 주변 블록의 복원 화소들을 현재 부호화하려는 블록의 예측값으로 사용하여 공간적 상관성을 제거하고 부호화 효율을 향상시킨다. 기존의 라인 기반 예측 방법에서는 일반적으로 화소 간 거리가 멀어질수록 화소 간 상관성이 떨어지므로 라인 단위로 예측을 수행하여 예측의 정확도를 높였다. 하지만, 이 경우 오류 전파 문제에 취약하다는 단점이 있다. 본 논문에서는 화면내 $16{\times}16$ 수직 및 수평 예측 모드에 대해 매크로블록을 라인 단위로 예측하면서 정해진 서브 블록마다 참조 화소를 업데이트하는 방법을 제안한다. 따라서, 라인 기반 예측 방법의 예측 정확도는 유지하면서 오류 전파 문제를 예방할 수 있다. 실험을 통해, 제안하는 방법이 High 프로파일에서 H.264/AVC 표준 소프트웨어 JM 12.2에 비해 평균 약 5.8%의 비트율을 감소시킬 수 있음을 보였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2020년도 하계학술대회
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• pp.689-690
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• 2020

HEVC(High Efficiency Video Coding)의 색차신호 화면내 예측(Intra Prediction)은 복호화된 주변 화소로부터의 예측과 동일한 위치의 휘도신호의 예측 모드를 이용한 예측을 수행한다. 본 논문에서는 색차신호 화면내 예측의 성능 향상을 위하여 합성 곱 신경망(CNN: Convolutional Neural Network) 기반의 색차신호 예측 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 복원된 주변 블록의 휘도 및 색차신호로부터 CNN 을 이용하여 현재블록의 색차신호를 예측한다. 실험결과 제안한 CNN 기반의 색차신호 예측 기법이 HEVC 의 색차신호 화면내 예측보다 향상된 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.17-19
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• 2019

ISO/IEC JTC1 WG11 Moving Picture Expers Group 과 ITU-T SC16 은 Joint Video Experts Team 을 구성하여 차세대 비디오 부호화 표준으로서 Versatile Video Coding(VVC)를 표준화 중이다. VVC 는 현재 블록의 화면내 예측 모드일 가능성이 높은 모드의 집합인 Most Probable Mode(MPM) 리스트를 유도하고, MPM 을 이용하여 효율적으로 화면내 예측 모드를 부호화한다. VVC 는 주변 블록의 화면내 예측 모드에 따라 7가지 종류의 MPM 리스트 유도 방식을 가지고 있으나 이 중 두 가지는 동일한 MPM 들로 유도되는 중복성이 있다. 따라서 본 논문은 이 중복성 문제를 해결하기 위한 MPM 유도 방법을 제안한다. 제안 방법은 MPM 유도조건을 수정하여 중복적인 유도 방식이 제거된 6 가지 MPM 리스트 유도 방식을 갖는다. 실험을 통해 제안방법이 부호화 효율에 전혀 영향을 주기 않고 MPM 유도 과정을 단순화시켰음을 보인다.

• 방송공학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.611-623
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• 2007

H.264|AVC 영상 압축부호화 국제 표준은 영상의 효율적인 압축을 위하여 화면 내 프레임뿐만 아니라 화면 간 프레임에서도 다양한 블록 크기로 화면 내 예측을 수행할 수 있도록 설계되어 있다. 그러나 이는 영상 부호화 처리 시간의 급격한 증가를 초래하여 부호화기의 실시간 응용에 걸림돌이 될 수 있다. 본 논문에서는 먼저 화면 내 예측 부호화 수행 여부에 대한 조기 결정 방법과 화면 내 예측 부호화 수행 시 부호화하고자 하는 블록의 영상 내용 특성과 QP값의 변화에 따른 부호화 대상 주변 블록 모드 정보를 이용하여 만들어진 조건부 확률을 이용하여 화면 내 예측 부호화를 고속화하는 방법을 제안한다 제안된 방법은 기본적으로 화면 간 프레임 부호화에 있어서 화면 내 예측 수행 여부에 대한 조건을 결정하고, 화면 내 예측이 사용될 경우 부호화하고자 하는 블록의 내용 특성과 부호화된 주변 블록의 결정 모드를 고려하여 화면 내 예측을 고속화하는 것이다. 본 논문의 실험은 H.264|AVC의 참조 소프트웨어인 JM 11.0을 사용하여 검증하였으며, 제안된 방법을 사용하였을 경우 무시할 수 있을 정도의 PSNR 감소와 비트율 증가를 가져 왔으며, 전체 부호화 시간은 최대 41.63%가 단축되는 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(C)
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• pp.430-432
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• 2012

본 논문은 깊이영상의 화면 내 예측 부호화 과정에서 속도를 개선하는 기법을 제안한다. 부호화 과정 중 최적 모드 결정에 중요한 역할을 하는 율-왜곡 비용은 부호화 모드와 밀접한 관련이 있다. 영상을 분석한 결과, 컬러 영상의 최적 모드의 블록 크기에 따라 울-왜곡 비용이 차이나는 특징이 있다. 따라서 깊이 영상의 화면 내 예측 시 먼저 부호화 된 컬러 영상의 율-왜곡 비용에 따라 $16{\times}16$ 블록 크기를 결정한다. 제안한 기법을 참조 소프트웨어에 적용하여 실험한 결과 PSNR 차이는 거의 없었고, 부호화 시간은 평균 60% 이상의 속도를 개선하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.200-213
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• 2008

H.264|MPEG-4 AVC는 ITU-T와 ISO/IEC 공동으로 결성된 JVT (Joint Video Team)에 의해서 정의된 가장 최신의 영상 압축 표준이다. H.264|MPE6-4 AVC는 효율적 부호화를 위하여 여러 방법이 제안되었는데, 화면 간 프레임(P-frame)에서의 화면 내 예측(Intra Prediction)의 경우 매크로블록마다 후보 모드 결정 및 율-왜곡 비용 계산에 따른 부호화 시간의 급격한 증가를 초래하여 고속화 방법의 필요성이 대두되고 있다 본 논문에서는 $16{\times}16$과 $4{\times}4$ 화면 내 예측 부호화 결과를 바탕으로, 두 예측 결과의 통계적 상관관계를 규정한 후, 이를 활용한 $4{\times}4$ 화면 내 예측의 후보 모드 수를 감소시키는 방법을 제안한다. 구체적으로는 화면 간 예측(Inter Prediction) 단계에서 결정된 움직임 벡터 정보를 이용하여 현재 매크로블록의 화면 내 예측이 필요한지를 미리 판정한 후, 매 화면 내 프레임(I-frame)의 $16{\times}16$ 화면 내 예측의 최종 후보 모드에 따른 $4{\times}4$ 화면 내 예측의 최종 결정 모드들의 발생분포를 누적 확률 순으로 배열하여 특정 누적 확률에 도달하기까지 만의 후보 모드들만을 예측에 포함하는 참조 테이블을 부호화 과정 중에 생성한 후 동일 GOP 내에 위치하는 모든 화면 간 프레임의 화면 내 예측 시 활용하게 된다. 제안하는 방법은 H.264|MPEG-4 AVC의 참조 소프트웨어인 JM11.0을 사용하여 실험하였으며, 총 부호화 시간을 최대 51.24% 감소시킬 수 있었으며 PSNR 감소와 비트율 증가는 무시할 정도의 작은 변화만 있었다.