• 방송공학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.631-642
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• 2013

본 논문에서는 HEVC (High Efficiency Video Coding)의 복잡도 감소를 위한 고속 변환 크기 결정방법을 제안한다. HEVC는 변환 과정을 결정하는 TU(transform unit)를 정의하며, TU는 재귀적인 트리구조를 사용하여 여러 개의 하위블록으로 분할할 수 있다. 이와같은 트리구조의 사용으로 TU는 $4{\times}4{\sim}32{\times}32$의 다양한 블록크기를 지원할 수 있고, 이것은 높은 부호화 효율을 얻을 수 있는 핵심기술이다. 하지만 필연적으로 부호화 복잡도가 증가하게 되고 이러한 부호화 복잡도의 증가는 HEVC의 단점 중 하나이다. 제안 방법은 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치를 기준으로 변환블록의 에너지 집중도를 판단하고, 에너지 집중도가 충분한 블록이면 하위 블록으로 분할하지 않을 확률이 높다는 실험결과에 근거하여 TU의 분할 여부를 빠르게 결정한다. 실험결과에서 제안방법은 Random_access_Main 모드에 대해 0.7%의 BD-rate 증가로 18%의 부호화 시간을 감소시킬 수 있음을 보인다.

• 방송공학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.381-396
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• 2017

본 논문에서는 주관적 화질 기반의 비트 분배를 수행하는 율 제어 알고리즘을 수행하는 HEVC (High Efficiency Video Coding) 부호화 방법을 위한 연구를 진행하였다. 본 논문은 이러한 단점을 해소하고자 율 왜곡 최적화 시의 화질 측정에서 주관적 화질을 고려할 수 있는 율 제어 알고리즘을 통한 HEVC 부호화 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 영상을 하나의 CTU 마다 인지 시각적 중요도를 측정하여, 이를 이용하여 픽쳐 단위, CTU 단위에의 비트 분배 시 적응적인 분배를 수행한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 HEVC 참조 소프트웨어 16.9 버전 대비 CTC (Common Test Condition) Class B 영상에서 평균적으로 BD-rate 3.12%의 성능향상과 BD-PSNR의 0.08dB 향상 및 목표 비트율에의 비트 정확도 0.07% 증가를 보였다. 또한 주관적 화질 측정 결과도 기존 HEVC의 참조 소프트웨어에 적용된 율 제어 알고리즘 대비 DSCQS 스케일에서 평균 0.16 향상된 것을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권10호
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• pp.154-163
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• 2014

본 논문에서는 HEVC를 위한 고속 화면내 부호화 모드 결정 방법을 제안한다. 제안방법은 화면내 부호화의 RMD(Rough Mode Decision) 및 RDO(Rate-Distortion Optimization) 과정에서 고려하는 각 후보 수를 줄여 화면내 부호화 과정에서의 복잡도를 감소시킨다. RMD가 고려하는 후보 수를 줄이기 위하여 영상의 에지 방향성 및 강도를 활용하며, RDO가 고려하는 후보수를 줄이기 위하여 상대적 RMD cost 차이를 이용한다. 실험결과에서는 제안방법이 약 0.79% BD-rate의 부호화 손실만으로 26.81%의 부호화 복잡도를 감소시켰음을 보인다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2012년도 하계학술대회
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• pp.290-293
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• 2012

본 논문에서는 기존 AVC 보다 50% 압축성능 향상을 목표로 표준화가 진행되고 있는 차세대표준인 HEVC 부호화기의 속도를 높이기 위한 방안으로, HEVC 의 기술 중 화면 분할 기술인 타일(Tile)을 기반으로 효율적으로 부호화기를 병렬화하는 구조를 제안한다. 부호화기에서 복잡도가 높은 율왜곡 기반 모드 결정 과정을 멀티코어 병렬프로그래밍으로 구현하고, 병렬처리에 의한 속도 개선 결과를 제시한다. 타일은 병렬처리를 지원하기 위해 HEVC 가 채택한 구조로, 화면을 여러 개로 분할하여 부/복호화 할 수 있어 병렬처리 단위로 적합하며, 표준화의 기고서를 통해 화면분할로 인한 압축성능 변화량은 여러 차례 보고되고 있다. 본 논문의 결과에 의하면 타일의 수만큼 쓰레드를 생성하여 각 타일 단위로 율왜곡 기반 부호화 모드 결정을 하도록 병렬화 하였을 때 기존 참조 소프트웨어 대비 12 개의 쓰레드 생성 시 6 배의 속도 개선을 보인다. 향후 병렬로 처리할 수 있는 모듈을 확장하면 쓰레드 수 증가에 따른 속도개선 효과가 증대되어 부호화기 실용화를 위한 실시간 부호화기 개발에 한 걸음 다가갈 수 있을 것이라 기대한다.

• ETRI Journal
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• 제38권1호
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• pp.185-194
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• 2016

In this paper, a novel rate control scheme for low delay video coding of High Efficiency Video Coding (HEVC) is proposed. The proposed scheme is developed by considering a new temporal prediction structure of HEVC. In the proposed scheme, the relationship between bit rate and quantization step is exploited firstly to formulate an accurate quadratic rate-quantization (R-Q) model. Secondly, a method of determining the quantization parameters (QPs) for the first frames within a group of pictures is proposed. Thirdly, an accurate frame-level bit allocation method is proposed for HEVC. Finally, based on the proposed R-Q model and the target bit allocated for the frame, the QPs are predicted for coding tree units by using rate-distortion (R-D) optimization. We compare our scheme against that of three other state-of-the-art rate control schemes. Experimental results show that the proposed rate control scheme can increase the Bjøntegaard delta peak signal-to-noise ratio by 0.65 dB and 0.09 dB on average compared with the JCTVC-I0094 and JCTVC-M0036 schemes, respectively, both of which have been implemented in an HEVC test model encoder; furthermore, the proposed scheme achieves a similar R-D performance to Wang's scheme, as well as obtaining the smallest bit rate mismatch error of all the schemes.

• 방송공학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.178-184
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• 2013

본 논문에서는 차세대 비디오 표준인 High Efficiency Video Coding(HEVC)의 영상 부호화 과정의 시간복잡도 감소를 위한 효율적인 Prediction Unit(PU)레벨 움직임예측(Motion Estimation, ME) 병렬화의 구현 기법을 제시하고자 한다. 움직임예측 과정은 부호화기에서 80%의 복잡도를 차지하는 과정으로 고속 부호화의 걸림돌이 되고 있다. 이를 해결하기 위한 많은 기술들이 제안되었는데, 그 방법 중의 하나가 움직임예측 알고리즘의 병렬화이다. 이러한 병렬 ME 설계의 일환으로 ME의 일부인 Merge Estimation의 병렬화를 위한 Merge Estimation Region(MER)기반의 설계방법이 제안되었다. 하지만 HEVC Test Model reference software(HM)에 반영된 MER을 이용하여 실제로 병렬화 된 ME를 구현하는 과정에서는 알고리즘 측면에서 아직 고려되지 않은 문제들이 존재한다. 이에 본 논문에서는 HM을 바탕으로 MER을 사용한 안정적인 병렬 ME를 구현하기 위한 전략으로 각 PU의 정보를 독립적으로 사용하기 위한 부분 순차화 방법과 메모리 접근제한을 이용한 병렬화 방법을 제시한다. 실험을 통해 본 연구의 우수성이 확인되었는데, 제안된 방법에 기반을 둔 구현의 전체 부호화 시간이 순차적인 ME를 이용한 HM의 것보다 평균 25.64% 감소하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.180-181
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• 2019

This paper proposes a rate control algorithm for intra coding frame in HEVC encoder using a deep learning approach. The proposed algorithm is designed for CTU level bit allocation in intra frame by considering visual features spatially and temporally. Our features are generated using visual geometry group (VGG-16) with deep convolutional layers, then it is used for bit allocation per each CTU within an intra frame. According to our experiments, the proposed algorithm can achieve -2.04% Luma component BD-rate gain with minimal bit accuracy loss against the HM-16.20 rate control model.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2013년도 하계학술대회
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• pp.335-337
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• 2013

본 논문은 HEVC(high efficiency video coding)의 다양한 화면내 부호화 모드에 대한 성능을 분석하고, 그 분석에 바탕하여 RMD(rough mode decision)가 고려하는 화면내 예측 모드의 개수를 PU 의 크기별로 감소시키는 것과 함께, MPM(most probable mode)의 추가를 최소화해 RDO 가 고려하는 후보의 개수를 줄이고, 상위 CU 와의 Cost 차이값을 이용하여 CU 의 분할을 줄이는 것으로 부호화 복잡도를 감소시키기 위한 방법을 제안한다. 실험 결과에서는 2.02% BD-rate 증가만으로 부호화 시간을 10.87% 감소시킬 수 있음을 보인다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2015년도 하계학술대회
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• pp.549-551
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• 2015

HEVC의 화면 내 예측에서는 35가지의 화면 내 예측 모드 중 최적의 모드를 결정하기 위한 다양한 과정이 있다. 이러한 과정 속에서 특히나 많은 비중을 차지하는 부분이 바로 RQT 과정이다. RQT 과정을 거치기 전에 35가지의 모드 중, RMD 과정을 거쳐 RQT 과정을 거칠 RD 후보 모드 군을 결정한다. RQT 과정은 각 모드 별로 RD-cost를 구하여 최적 모드가 결정되기 때문에, 많은 복잡성이 요구 된다. 본 논문에서는 최소한의 화질 열화와 함께 인코더의 빠른 부호화를 위하여 RQT 과정을 거치게 될 RD 후보들의 수를 PU 주변의 화면 내 예측 모드 정보를 이용하여 현재 PU의 방향성을 어느 정도 예측 하여 보다 빠르고 효율적인 화면 내 예측 방법을 제안한다. 실험 결과에서 ${\Delta}BD$-PSNR은 최대 0.059dB 정도의 손실만을 유지하면서, 인코더 복잡성은 최대 7.63%까지 빨라짐을 확인 하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2020년도 추계학술대회
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• pp.140-142
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• 2020

본 논문에서는 심층적 강화학습 기반 GOP (Group of Picture) 크기를 선택하여 HEVC/H.265의 인코더를 제어하는 방법을 제안한다. 기존 방법에서는 현재 비디오 신호를 부호화 하는 과정에서 이미 부호화한 정보를 사용해야하는 부호화 의존성에 관한 문제가 있었다. 제안 방법은 강화학습 방식을 도입하여 이러한 문제를 극복하고 입력 비디오의 시간적 상관도에 따라 GOP의 크기를 적응적으로 선택하여 부호화 한다. 본 논문에서는 GOP 선택을 위한 강화학습 환경을 새롭게 정의하고 부호화 성능에 따른 보상을 부여하는 방식으로 학습을 수행한다. 제안된 적응적 GOP 선택에 따라 인코더 제어 시, 부호화 방법의 부호화 효율이 -6.07% BD-rate 향상된 실험 결과를 보이며 본 방법의 우수성을 입증한다.