• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권8호
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• pp.4092-4104
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• 2017

In this paper, an efficient 4K and 8K UHD(Ultra High Definition) transmission scheme is proposed on the convergence networks with broadcasting and LTE(Long Term Evolution) by using CoMP(Coordinated Multi-Point). A video data is compressed and divided into BL(Base Layer), E(Enhanced layer)1, E2 and E3 by scalable HEVC(High Efficiency Video Coding). The divided layers can be combined by the scalable HEVC such as mobile HD, full HD, 4K and 8K UHD(Ultra High Definition). The divided layers are transmitted through the convergence networks with DVB-T2(Digital Video Broadcasting-$2^{nd}$ Generation Terrestrial) broadcasting system and LTE CoMP. This scheme transmits mobile HD and full HD layers through DVB-T2 broadcasting system by using M-PLP(Multiple-physical Layer Pipes), and adaptively transmits 4K or 8K UHD layer through LTE CoMP with MMT(MPEG Media Transport) server. An adaptive transmitting and receiving scheme in the LTE CoMP system provides 4K or 8K UHD layer to a user according to the user status. The proposed scheme is verified by showing the system-level simulation results which is better BER(bit-error-rate) performance than the conventional scheme. The results show that the proposed scheme provides the stable video contents to the user especially at the cell edge.

• 방송공학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.132-141
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• 2019

매우 제한된 전송 대역을 이용하여 비디오 데이터를 전송해야 하는 필요성은, 광대역을 통한 비디오 서비스가 활성화되어 있는 현 시점에서도 꾸준히 존재한다. 본 논문에서는 초협대역 네트워크를 통한 저해상도 비디오 전송을 위해, 공간 확장형 스케일러블 비디오 코딩 프레임워크에서 기본 계층의 부호화된 프레임을 심층 신경망 기반 초해상화 기법을 이용하여 업스케일링 하여 향상 계층 부호화 시에 예측 영상으로 활용하여 부호화 효율을 높이는 방법을 제안한다. 기존의 스케일러블 HEVC (High efficiency video coding) 표준에서는 고정된 필터로 업스케일링을 하는데 비해, 본 논문에서는 초해상화 수행을 위해 학습된 심층신경망을 기존의 고정 업스케일링 필터를 대체하여 적용하는 스케일러블 비디오 코딩 프레임워크를 제안한다. 이를 위해 스킵 연결과 잔차 학습 기법 등이 적용된 심층 콘볼루션 신경망 구조를 제안하고, 비디오 코딩 프레임워크의 실제 응용 상황에 맞추어 학습시켰다. 입력 해상도가 $352{\times}288$이고 프레임율이 8fps인 영상을 110kbps로 부호화 하는 응용 상황에서, 기존의 스케일러블 HEVC 프레임워크에 비해 제안하는 스케일러블 비디오 코딩 프레임워크의 화질이 더 높고 부호화 효율이 우수함을 확인할 수 있었다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.178-181
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• 2013

본 논문에서는 SVC와 MVC의 부호화 구조를 결합하여 구현된 스케일러블 다시점 비디오 부호화의 움직임 추정 기법과 DPB를 위한 GPB 기반의 RPL (reference picture list) 설계를 제안한다. 제안된 움직임 추정 기법에서는 부호화 과정에서 필요한 예측 부호화의 성능 향상을 위해서 서로 다른 시점 (view)의 픽처 정보를 참조픽처의 후보로서 사용한다. 또한, B픽처 예측의 경우 HEVC에서 사용하는 HEVC GPB 기술을 통해 참조화면에서 두 개의 움직임 벡터를 활용한다. 제안된 움직임 예측 구조에 의해서 압축된 비디오 데이터의 크기를 감소시켜 압축 효율을 증대시킬 수 있다. 다양한 실험을 통해서 제안된 예측 구조를 적용함으로써 스케일러블 다시점 비디오 부호화에서의 압축 효율의 향상을 얻어낼 수 있음을 확인하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권3호
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• pp.446-457
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• 2017

In order to reduce the size of frame memory or bus bandwidth, frame memory compression (FMC) recompresses reconstructed or reference frames of video codecs. This paper proposes a novel FMC design based on discrete wavelet transform (DWT) - set partitioning in hierarchical trees (SPIHT), which supports fine-scalable throughput and is area-efficient. In the proposed design, multi-cores with small block sizes are used in parallel instead of a single core with a large block size. In addition, an appropriate pipelining schedule is proposed. Compared to the previous design, the proposed design achieves the processing speed which is closer to the target system speed, and therefore it is more efficient in hardware utilization. In addition, a scheme in which two passes of SPIHT are merged into one pass called merged refinement pass (MRP) is proposed. As the number of shifters decreases and the bit-width of remained shifters is reduced, the size of SPIHT hardware significantly decreases. The proposed FMC encoder and decoder designs achieve the throughputs of 4,448 and 4,000 Mpixels/s, respectively, and their gate counts are 76.5K and 107.8K. When the proposed design is applied to high efficiency video codec (HEVC), it achieves 1.96% lower average BDBR and 0.05 dB higher average BDPSNR than the previous FMC design.

• 방송공학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.756-769
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• 2015

본 논문에서는 SHVC (Scalable High Efficiency Video Coding)의 계층적 부호화 구조를 기반으로 HDR (High Dynamic Range) 영상과 SDR (Standard Dynamic Range) 영상의 부호화 방법을 제안한다. 본 논문의 제안하는 방법은 SHVC 계층적 부호화 구조 중 기본 계층에서 SDR 영상을 부호화 및 복호화하여, 기존의 디스플레이 장치에 대한 하위 호환성을 제공하고, 향상 계층에서 HDR 영상에 대한 부호화 및 복호화를 수행한다. 또한, 기본 계층의 복원 영상에 전역 역 톤 맵핑 (Global inverse tone mapping)을 수행하여 향상 계층의 참조 영상으로 사용함으로써 HDR 영상의 부호화 효율을 향상시켰다. 본 논문에서 제안하는 방법을 통해 기존의 SHVC 레퍼런스 소프트웨어인 SHM7.0 대비 약 향상 계층에서 평균 43%, 최대 76.3%의 BD-Bitrate 감소를 얻을 수 있었으며, 기본 계층과 향상 계층 전체에서 평균 15.7%, 최대 31%의 BD-Bitrate 감소를 보였다.

• 방송공학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.306-314
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• 2019

영상의 해상도가 빠른 속도로 증가하기 때문에 계속된 전송 대역폭의 증가에도 불구하고 여전히 효과적인 영상 압축 방법에 대한 연구의 요구가 계속 되고 있다. 이와 같은 요구를 충족하기 위해서 영상의 해상도를 줄인 뒤 압축하여 전송한 뒤에 복원 시에 초해상화 기법을 사용하여 원 해상도로 복원하는 방법에 대한 연구가 제안되었다. 이 방법은 입력 영상의 해상도를 낮추기 때문에 동일한 크기로 압축한다고 할 때, 픽셀 당 비트의 수가 증가되어 영상 압축에서 발생되는 손실을 줄여 복원 영상을 화질을 높일 수 있다. 하지만, 이러한 초해상화를 이용한 비디오 압축 방법의 경우 모든 목표 전송 대역에서 효과적인 것이 아니다. 영상 해상도를 줄이면서 발생되는 손실의 크기와 압축에서 발생되는 손실의 크기를 비교해서 영상 압축에서 발생되는 왜곡이 더 큰 경우에만 기존 압축 성능보다 향상된 결과를 얻을 수 있다. 특히, HEVC의 경우 이전의 표준 압축에 비해 상당히 높은 압축 성능을 가지고 있기 때문에 압축 왜곡이 더 커지는 경우가 상당히 저 대역폭 전송 에서만 생기는 것을 실험적으로 확인할 수 있었다. 본 논문에서는 다양한 영상에서 HEVC 기반 초해상화를 이용한 비디오 코딩을 적용해보고 효과적으로 적용될 수 있는 목표 대역폭을 측정해보았다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제2권6호
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• pp.345-349
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• 2013

This paper proposes a simplified generalized residual prediction (GRP) that reduces the computational complexity of spatial scalability in scalable high efficiency video coding (SHVC). GRP is a coding tool to improve the inter prediction by adding a residual signal to the inter predictor. The residual signal was created by carrying out motion compensation (MC) of both the enhancement layer (EL) and up-sampled reference layer (RL) with the motion vector (MV) of the EL. In the MC process, interpolation of the EL and the up-sampled RL are required when the MV of the EL has sub-pel accuracy. Because the up-sampled RL has few high frequency components, interpolation of the up-sampled RL does not give significantly new information. Therefore, the proposed method reduces the computational complexity of the GRP by skipping the interpolation of the up-sampled RL. The experiment on SHVC software (SHM-2.0) showed that the proposed method reduces the decoding time by 10 % compared to conventional GRP. The BD-rate loss of the proposed method was as low as 1.0% on the top of SHM-2.0.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.114-116
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• 2010

고해상도의 고품질 비디오 서비스가 보편화됨에 따라 최근 초고해상도(UHD: Ultra HD) 비디오 부호화 연구가 진행되고 있으며, 향후 융합환경에서의 HD 및 UHD 비디오를 동시에 제공하기 위하여 초고해상도에 적합한 스케일러블 비디오 부호화도 진행될 것으로 예상된다. 본 논문에서는 UHD/HD 비디오를 제공하기 위한 H.264/SVC의 확장 부호화 기법으로, 현재 표준화가 진행 중인 HEVC(High Efficiency Video Coding)의 대표적인 부호화 툴인 Large Block 개념을 적용한 SVC 부호화 기법을 제시하고 그 성능을 분석한다. 실험결과 Large Block을 적용한 SVC가 기존의 SVC에 비하여 17% 정도의 부호화 이득이 있음을 확인하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2016년도 하계학술대회
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• pp.33-34
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• 2016

본 논문에서는 HVS(human visual system)의 특성을 고려한 새로운 스케일러블 코딩방법을 제안한다. 제안된 방법은 먼저 영상 내에서 관심영역(saliency map)을 찾고 관심영역을 제외한 부분에 에지 보존 필터를 적용한다. 그 영상은 정해진 양자 파라미터 값으로 인코딩 되어 제안된 코딩 시스템의 베이스 층(base layer)이 된다. 기존 스케일러블 코딩 표준에서의 베이스 층과 다르게 본 논문의 베이스 층은 관심 있는 중요영역(foreground)을 보존하고 또한 배경(background)의 에지 성분도 보존한다. 기본 층이 전송되면 개선층(enhancement layer)은 원 영상과 복원된 베이스 층 영상간의 차분 영상에서 관심영역 순으로 보내진다. 실험은 HEVC 를 바탕으로 수행되었고 스케일러블 코딩 표준인 SHVC 와 관심영역에서 비교를 했을 때 제안된 알고리즘이 더 높은 PSNR 을 가지는 것을 확인하였다. 또한 전체적으로 지각적인 품질(perceptual quality) 또한 향상되었음을 확인하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.267-269
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• 2011

본 논문에서는 기존에 제시된 LB 기법을 이용할 경우 발생하는 증가한 복잡도를 감소 시키는 기법을 다룬다. LB(Large Block)는 HEVC(High Efficiency Video Coding)의 대표적인 부호화 툴로 H.264/SVC(Scalable Video Coding)에 적용한 경우에도 상당한 부호화 효율의 개선을 보인다. 그러나, LB 를 적용하면 매크로블록 레벨에서 추가적인 부호화 과정이 요구되므로, 부호화기의 복잡도가 증가하는 문제점이 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 LB 를 적용한 SVC 의 부호화기 복잡도를 감소시키는 기법을 제시하고 모의실험을 통해 제안된 부호화 기법의 RD 성능과 부호화기 복잡도를 확인한다. 실험결과 제안된 기법을 사용한 부호화 기법이 기존의 부호화 방법에 비해, RD 측면에서 평균 1.8%의 미미한 손실이 있으나, 복잡도 측면에서 평균 12%의 이득이 있음을 확인 하였다.