• ETRI Journal
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• 제38권5호
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• pp.807-817
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• 2016

A novel fast algorithm is suggested for a coding unit (CU) mode decision using pseudo rate-distortion based on a separated encoding structure in High Efficiency Video Coding (HEVC). A conventional HEVC encoder requires a large computational time for a CU mode prediction because prediction and transformation procedures are applied to obtain a rate-distortion cost. Hence, for the practical application of HEVC encoding, it is necessary to significantly reduce the computational time of CU mode prediction. As described in this paper, under the proposed separated encoder structure, it is possible to decide the CU prediction mode without a full processing of the prediction and transformation to obtain a rate-distortion cost based on a suitable condition. Furthermore, to construct a suitable condition to improve the encoding speed, we employ a pseudo rate-distortion estimation based on a Hadamard transformation and a simple quantization. The experimental results show that the proposed method achieves a 38.68% reduction in the total encoding time with a similar coding performance to that of the HEVC reference model.

• ETRI Journal
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• 제36권3호
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• pp.407-417
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• 2014

A new-generation video coding standard, named High Efficiency Video Coding (HEVC), has recently been developed by JCT-VC. This new standard provides a significant improvement in picture quality, especially for high-resolution videos. However, one the most important challenges in HEVC is time complexity. A quadtree-based structure is created for the encoding and decoding processes and the rate-distortion (RD) cost is calculated for all possible dimensions of coding units in the quadtree. This provides a high encoding quality, but also causes computational complexity. We focus on a reduction scheme of the computational complexity and propose a new approach that can terminate the quadtree-based structure early, based on the RD costs of the parent and current levels. Our proposed algorithm is compared with HEVC Test Model version 10.0 software and a previously proposed algorithm. Experimental results show that our algorithm provides a significant time reduction for encoding, with only a small loss in video quality.

• 방송공학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.422-425
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• 2012

본 논문에서는 기존 PU기반 움직임 병합 후보 리스트 생성 방법과 비교하여 계산 복잡도를 감소시키고 개선된 병렬성을 제공하기 위하여 CU 기반의 움직임 병합 후보 리스트 생성 방법을 제안한다. 제안하는 방법에서 하나의 CU는 오직 하나의 움직임 병합 후보 리스트를 생성한다. 그래서 CU내의 모든 PU 블록은 PU형태에 관계없이 오직 하나의 공통 움직임 병합 후보 리스트를 사용한다. 제안방법의 실험 결과, 기존 방법보다 인코더의 복잡도는 3% ~ 6% 감소하였으며, 디코더의 복잡도는 거의 변화가 없었다. 반면 제안 방법이 기존 방법보다 부호화 효율이 0.2% - 0.5% 감소된다는 단점이 존재한다. 하지만 제안방법은 하드웨어 구현이 간단하며, 계산 복잡도를 감소시키고 향상된 병렬성을 제공한다는 장점을 갖는다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권7호
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• pp.3018-3038
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• 2020

In the stereoscopic or multiview display, the depth video illustrates visual distances between objects and camera. To promote the computational efficiency of depth video encoder, we exploit the intra prediction of depth videos under Versatile Video Coding (VVC) and observe a diverse distribution of intra prediction modes with different coding unit sizes. We propose a hybrid scheme to further boost fast depth video coding. In the first stage, we adaptively predict the HADamard (HAD) costs of intra prediction modes and initialize a candidate list according to the HAD costs. Then, the candidate list is further improved by considering the probability distribution of candidate modes with different CU sizes. Finally, early termination of CU splitting is performed at each CU depth level based on the Bayesian theorem. Our proposed method is incorporated into VVC intra prediction for fast coding of depth videos. Experiments with 7 standard sequences and 4 Quantization parameters (Qps) validate the efficiency of our method.

• Journal of Multimedia Information System
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• 제8권3호
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• pp.147-158
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• 2021

Versatile Video Coding (VVC) is the latest video coding standard developed by Joint Video Exploration Team (JVET). In VVC, the quadtree plus multi-type tree (QT+MTT) structure of coding unit (CU) partition is adopted, and its computational complexity is considerably high due to the brute-force search for recursive rate-distortion (RD) optimization. In this paper, we aim to reduce the time complexity of inter-picture prediction mode since the inter prediction accounts for a large portion of the total encoding time. The problem can be defined as classifying the split mode of each CU. To classify the split mode effectively, a novel convolutional neural network (CNN) called multi-level tree (MLT-CNN) architecture is introduced. For boosting classification performance, we utilize additional information including inter-picture information while training the CNN. The overall algorithm including the MLT-CNN inference process is implemented on VVC Test Model (VTM) 11.0. The CUs of size 128×128 can be the inputs of the CNN. The sequences are encoded at the random access (RA) configuration with five QP values {22, 27, 32, 37, 42}. The experimental results show that the proposed algorithm can reduce the computational complexity by 11.53% on average, and 26.14% for the maximum with an average 1.01% of the increase in Bjøntegaard delta bit rate (BDBR). Especially, the proposed method shows higher performance on the sequences of the A and B classes, reducing 9.81%~26.14% of encoding time with 0.95%~3.28% of the BDBR increase.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2018년도 하계학술대회
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• pp.180-181
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• 2018

본 논문에서는 JEM(Joint Exploration Model)의 부호화기 계산 복잡도 감소를 위한 CU 조기 결정 방법을 제시한다. 기존의 JEM 의 경우 현재 CU(Coding Unit)의 RDO(Rate Distortion Optimization)를 통한 최적의 예측 모드가 Merge SKIP 모드이고 BT(Binary Tree)의 깊이가 2 또는 3 이상일 때 CU 결정을 조기 종료한다. 제안하는 방법에서는 현재 CU 의 최적의 예측모드가 Merge SKIP 이고 BT 일 경우 통계적 분석을 통한 왜곡 값, CU 샘플 수, 시간적 계층 순서, 양자화 파라미터를 고려한 문턱 값을 이용하여 CU 를 조기 결정한다. 실험결과로써 제안하는 방법이 JEM 7.1 대비 Y, U, V 각각 평균 0.86%, 0.08%, 0.18%의 BD-rate 손실이 발생하고 평균 16% 부호화 속도를 개선시킨다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2012년도 하계학술대회
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• pp.462-465
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• 2012

본 논문에서는 HEVC 기술로 부호화된 비디오 비트스트림(HEVC 비트스트림)을 분석하고, 그 결과를 보여주는 방법에 대해서 제안한다.[1] HEVC 기술은 Coding Unit(CU), Prediction Unit(PU), Transform Unit(TU)을 기반으로 부호화가 이루어지므로 부호화 정보를 효과적으로 사용자에게 보여주기 위해서는 CU, PU, TU 를 기반으로 GUI(Graphic User Interface)가 디자인되어야 한다. 제안된 HEVC 비트스트림 분석기에서는 이러한 부호화 구조를 반영하여 사용자 친화적으로 HEVC 비트스트림의 부호화 정보를 편리하게 확인할 수 있도록 하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.405-414
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• 2014

HEVC는 재귀적 쿼드 트리 구조를 갖는 CU를 부호화에 적용함으로써 높은 부호화 효율을 얻었다. 그러나 이러한 재귀적 쿼드 트리 구조는 HEVC의 부호화 복잡도를 매우 증가시키는 결과를 가져왔다. 본 논문에서는 이러한 재귀적 쿼드 트리 구조 안에서 빠른 CU 결정이 가능한 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 CTU 부호화가 이루어지기 전에 미리 초기 CU 크기를 예측하고, CU 부호화 과정에서 CBF와 PU 모드 예측 비용을 이용한 조건을 확인하여 고속 CU 결정이 이루어지도록 한다. 또한 인터 PU 모드 예측과정에서 얻은 CBF값들을 이용하여 인트라 모드 예측 생략이 가능하다. 실험결과, 제안한 알고리즘의 조건에 포함된 가중치값에 따라 최대 평균 49.91%, 37.97%의 부호화 시간 감소 효과를 얻을 수 있었다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권12호
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• pp.141-146
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• 2016

HEVC/H.265는 ITU-T SG 16 WP와 ISO/IEC JTC 1/SC29/WG 11에서 제안된 가장 최근의 비디오 코딩 표준안이다. H.265에서 영상은 연속된 코딩 트리 유닛(CTU)들로 나누어지고, CTU는 다양한 지역적 특성을 받아들이기 위해 다수의 코딩 유닛(CU)들로 나누어진다. H.265의 코딩 효율은 이전 표준인 H.264/AVC와 비교하면 약 2배 정도 우수하나 확장된 CU와 변환블록(Transform)의 크기가 증가함에 따라 인코더 내에서 예측 (Prediction), 모드결정 (Mode decision) 그리고 복원(Reconstruction) 블록의 하드웨어 크기가 이전 표준과 비교하여 4배 정도 증가하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 인코더 내에서 복잡도가 가장 큰 Prediction/Mode Decision/Reconstruction (PMR) 블록에 대하여 코딩효율(PSNR)을 저하시키지 않는 범위 내에서 하드웨어 복잡도를 줄이기 위한 새로운 구조를 제안한다. 복잡도가 감소된 하드웨어를 이용하면 전체 비디오 인코더의 사이즈를 줄일 수 있으며, Full-HD 영상에 대하여 300 Mhz의 클록 주파수와 60 fps의 프레임율로 동작한다. 테스트 영상에 대하여 PMR 예측 블록에서 Bjøntegaard Delta (BD) 비트율의 증가는 평균 30 % 이며, PMR 블록의 전체 게이트 수는 약 1.8 M 이다.

• 방송공학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.742-755
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• 2012

본 논문에서는 high efficiency video coding (HEVC) 복호화기의 디블록킹 필터를 병렬화할 때 발생하는 작업량 불균형 문제를 해결하는 병렬화 방법을 제안한다. HEVC의 디블록킹 필터는 인-루프 필터로써 먼저 수직 에지에서 필터링을 수행한 후, 수평 에지에서 필터링을 수행한다. 수직 및 수평 에지에 대해 필터링을 수행하는 경우 주변 에지와 의존성이 없기 때문에 데이터 레벨의 병렬화를 통하여 복호화를 고속화 할 수 있다. 그러나 데이터 레벨 병렬화 방법을 통해 데이터가 균등하게 분할된 경우에도 영역 간의 작업량은 불균등 할 수 있으며, 이는 복호화기의 병렬화 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 coding tree block (CTB)에서 coding unit (CU)의 깊이 정보를 사용하여, 현재 프레임에 대한 디블록킹 필터링 과정의 연산량을 예측하고, 이를 통해 각 코어에 동등한 작업량이 분배되게 함으로써 작업량 불균형 문제를 해결하였다. 실험 결과, 제안하는 작업량 예측 기반의 데이터 레벨 병렬화 방법은 단일 코어를 사용하여 디블록킹 필터를 수행하는 것에 비하여 64.3%의 평균 시간 감소 (average time saving; ATS)를 얻었고, 기존의 균등 분할 데이터 레벨 병렬화 방법보다 평균 6.7%, 최대 13.5% 감소를 얻었다.