• 제목/요약/키워드: Transform Coding

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H.264/AVC 인코더용 파이프라인 방식의 변환 코딩 및 양자화 코어 연구 (A Study on Pipelined Transform Coding and Quantization Core for H.264/AVC Encoder)

  • 손승일
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.119-126
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    • 2012
  • H.264/AVC는 부호화되는 잉여 데이터의 유형에 따라 3개의 변환을 사용할 수 있다. $4{\times}4$ DCT 변환은 항상 수행되며, $16{\times}16$ 인트라 모드인 경우에는 추가적으로 휘도 DC 계수에는 $4{\times}4$ 하다마드 변환을 수행하고, 색체 DC 계수에는 $2{\times}2$ 하다마드 변환을 수행한다. 변환 코딩을 완료한 이후에 한층 더한 데이터 압축을 위해 양자화가 수행된다. 본 논문에서는 H.264/AVC에 중요한 역할을 하는 DCT 변환, 하다마드 변환 및 양자화에 대한 하드웨어적인 구현에 대해 연구하였다. 특히 파이프라인 기법을 적용하여 33클럭의 대기지연시간 이후에는 매 클럭 당 1개의 양자화된 결과를 출력할 수 있는 아키텍쳐를 제안하였다. 제안한 아키텍쳐는 Verilog HDL로 코딩되고, Xilinx 7.1i ISE툴을 사용하여 합성하고 검증하였다. 합성 결과 SPARTAN3S-1000 디바이스에서 동작 주파수는 106MHz이다. $1920{\times}1080$ HD 영상 프레임의 경우 최대 33프레임을 처리할 수 있다.

양자화된 트랜스폼 계수를 이용한 고속 Prediction Unit 결정방법 (Fast Prediction Unit Decision Using Quantized Transform Coefficient)

  • 권령희;이영렬
    • 방송공학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.725-733
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    • 2012
  • ITU-T VCEG과 ISO/IEC MPEG은 공동으로 JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding) 를 구성하여 차세대 비디오 코덱 HEVC(High Efficiency Video Coding)에 대한 표준화를 진행하고 있다. 차세대 비디오 코덱 HEVC는 H.264/AVC 표준보다 높은 압축률을 보이나, 매우 높은 인코더 계산 복잡도를 가지고 있다. HEVC 인코더의 계산 복잡도를 줄이기 위해서 이 논문에서는 고속 예측단위 결정방법을 제안한다. 제안된 고속 예측단위 결정방법은 현재 prediction unit의 양자화 된 0이 아닌 변환계수가 없으면 남은 prediction unit의 부호화를 생략하여 부호화 시간을 줄이는 방법이다. 제안된 방법은 인코더 계산 복잡도를 HM6.0대비 약 50.3%정도 향상시키나 동일한 수준의 코딩 효율을 유지한다.

Macroblock-Level Deblocking Method to Improve Coding Efficiency for H.264/AVC

  • Le, Thanh Ha;Jung, Seung-Won;Park, Chun-Su;Ko, Sung-Jea
    • ETRI Journal
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    • 제32권2호
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    • pp.336-338
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    • 2010
  • A macroblock-level deblocking method is proposed for H.264/AVC, in which blocking artifacts are effectively eliminated in the discrete cosine transform domain at the macroblock encoding stage. Experimental results show that the proposed algorithm outperforms conventional H.264 in terms of coding efficiency, and the bitrate saving is up to 5.7% without reconstruction quality loss.

색 공간 내 중복 정보 감소를 위한 HEVC 스크린 콘텐츠 부호화 기법 성능 분석 (Performance Analysis of Screen Contents Coding Tools to Reduce Inter-Color Component Correlation)

  • 강제원
    • 방송공학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.687-696
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    • 2015
  • 최근 동영상 압축에 관한 국제 표준화 기구인 JCT-VC (Joint Collaborative Team on Video Coding) 에서는 High Efficiency Video Coding (HEVC)의 확장 표준으로 HEVC/Range Extension (HEVC/RExt)의 개발을 완료하고 스크린 콘텐츠 동영상의 부호화기술을 위한 표준인 HEVC/Screen Content Coding (HEVC/SCC)을 제정 중이다. 기존 동영상 압축 과정에서는 이미지 센서로부터 취득한 RGB 영상을 변환하여 부호화를 수행하는 반면에 애니매이션, 그래픽스 등 컴퓨터로 합성한 영상을 일컫는 스크린 콘텐츠의 경우는 색 공간의 변환이 주관적 화질을 심각하게 열화 시킬 수 있으므로 기존 RGB 색 공간을 유지하며 효율적으로 색 공간 내 정보의 중복성을 줄이기 위한 부호화 기법이 필요하다. 본 논문에서는 HEVC/RExt.와 HEVC/SCC에서 개발한 스크린 콘텐츠 동영상 압축을 위한 색 요소 예측 기법과 루프 내 색 공간 변환 기술의 성능을 분석한다. 실험 결과에 의하면 색 요소 예측 기법은 평균 약 11.7% BD-rate 감소, 색 공간 예측 기법은 평균 약 16.4% BD-rate 감소를 보인다. 그러나 두 기법이 동시에 적용되는 경우 약 18.2%의 BD-rate 감소를 보여 두 기법의 부호화 효율이 약 9.9% 중첩된다. 본 결과를 응용하여 두 기법이 배타적으로 선택이 되게끔 부호기 고속화를 수행하는 경우 약 0.3%의 부호화 손실로 93%의 부호화 측정 시간을 제공한다.

단순한 엘레멘트 인버스 재킷 변환 부호화 (A Simple Element Inverse Jacket Transform Coding)

  • 이광재;박주용;이문호
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권1호
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    • pp.132-137
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    • 2007
  • 재킷 변환은 단순한 계산과 용이한 역변환, 그리고 크기 유연성을 갖는 변환의 일종이다. 재킷 변환은 잘 알려진 월쉬-아다마르 변환(WHT)과 중앙 하중 아다마르 변환(CWHT)의 일반화로서 이전 연구에서 보고한 바 있다. 본 논문에서는 WHT 또는 CWHT에서 유도되지 않는 새로운 부류의 재킷 변환을 제시한다. 이러한 부류의 변환은 임의의 우수 길이를 갖는 벡터에 대해 적용할 수 있고, 유한체에 대해 응용할 수 있으며, 오류 정정 부호의 구성에서도 유용하다.

스케일러블 비디오 부호화에서 선택적 계층간 차분 신호 부호화 및 공간적 향상 계층에서의 모드 결정 (Selective Inter-layer Residual Prediction Coding and Fast Mode Decision for Spatial Enhancement Layers in Scalable Video Coding)

  • 이범식;함상진;박창섭;박근수;김문철
    • 방송공학회논문지
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    • 제12권6호
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    • pp.596-610
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    • 2007
  • 본 논문에서는 스케일러블 비디오 부호화기의 복잡도 감소를 위해, 공간 계층간 잔차 신호 부호화를 선택적으로 수행하고 그 정보를 바탕으로 향상 계층에서 모드를 고속으로 결정하는 방법에 대해 소개한다. 계층간 잔차 신호 부호화는 스케일러블 비디오 부호화에서 공간 계층간 상관도를 이용하여 계층간의 두 잔차 신호에 대한 차 신호를 부호화하는 방법으로서 부호화 효율을 증대 할 수 있는 장점이 있으나 향상 계층의 모든 화면간 모드에 대해 율-왜곡 비용을 계산하기 때문에 부호화기의 복잡도를 크게 증가시키는 주요 요인이 된다. 제안 알고리듬은 하위 계층으로부터 업샘플된 잔차 신호와, 하위 계층의 움직임 벡터, 참조 화면 정보를 이용하여 향상 계층에서 얻은 잔차 신호의 SAD값을 통해 정수 변환 계수의 특징을 미리 판별하여 계층간 잔차 신호 부호화를 선택적으로 수행하는 방법이다. 제안 알고리듬에서는 계층간 잔차 영상의 차 신호에 대한 SAD값에 양자화 계수와 시간 계위에 따라 문턱치 값을 적응적으로 적용시키면서 SAD가 적응적으로 설정된 문턱치 보다 작을때는 잔차 블록에 대한 정수변환 계수가 매우 작다고 판단하여 그 블록에 대해서는 선택적으로 계층간 잔차 부호화를 수행하고 역시 공간적 향상 계층에서 $16{\times}16$블록에 대해서만 율-왜곡 최적화를 수행한다. 따라서 계층간 차분 신호에 대한 SAD값만으로 정수변환계수의 특성을 양자화 계수와 시간 계위에 따라 분류하여 고속의 부호화를 달성함으로써 SVC 부호화기의 복잡도 및 부호화 시간을 크게 감소 시켰다. 제안 알고리듬을 적용하면 다양한 특성을 갖는 영상에 대하여 부호화 시간을 원래의 SVC 참조 소프트웨어 대비 평균 51.5%의 부호화 속도를 향상하였음에도 이에 따른 PSNR의 감소는 평균 0.03dB, 비트율의 증가는 0.64%로 무시할 수 있을 정도로 작았다.

웨이블렛 변환 계수의 비트 플레인을 이용한 영상부호화 (Image Coding Using Bit-Planes of Wavelet Coefficients)

  • 김영로;홍원기;고성제
    • 한국통신학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.714-725
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    • 1997
  • 본 논문에서는 웨이블렛 변환된 영상을 비트 플레인으로 분해하여 효과적으로 영상을 부호화하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 원영상을 웨이블렛 변환하여 저대역 부분은 그대로 무손실 전송하고 고대역 부분은 비트 플레인(bit-plane)으로 분해한 다음, 각 비트 플레인에 나타나는 이진 영상들을 각각의 특성에 따라 부호화한다. 부호화 방법은 먼저 원영상을 웨이블렛 변환한 후, 부동소수점 값을 가지는 웨이블렛 변환 계수를 정수화하고 이 값을 N비트 데이터와 부호 비트로나눈다. 이러한 이진값으로 표현된 그레이 원영상을 비트 플레인으로 분할하여 N개의 이진 영상과 부호 비트에 대응하는 1개의 부호 비트 플레인을 생성시킨다. N개의 비트 플레인에 존재하는 이진 영상은 상대적으로 화질에 미치는 중요도가 적은 하위 비트 플레인의 고대역 부분을 제거한 후, 2차원 이진 블록 부호화 방법을 사용하여 부호화한다. 부호 비트 플레인은 N비트로 데이터의 값이 0이 아닐 경우 그에 해당하는 부호값 만을 부호화하여 압축효과를 높일 수 있었다. 본 논문에서 제안한 방법은 웨이블렛 변환 계수로부터 추출된 비트 플레인 중에서 화질에 크게 영향을 주는 중상위 비트 플레인의 이진영상들이 원영상의 에지(edge) 정보와 함께 지역적으로 모여 있는 특성을 보임에 따라 효과적인 부호화가 가능하다. 또한 비트 플레인 부호화 방식은 상대적으로 영상의 화질에 중요도가 적은 하위 비트 플레인을 쉽게 분리하여 제거함으로서 적정한 영상화질을 유지하면서 비트율(bit rate)을 조정할 수 있는 장점이있다. 제안한 방법은 실험을 통하여 기존의 벡터 양자화 기법에 의한 부호화 방법보다 압축율이나 PSNR 측면에서 성능이 좋음을 입증하였다.

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Zerotree Entropy Based Coding of Stereo Video Sequences

  • Thanapirom, S.;Fernando, W.A.C.;Edirisinghe, E.A.
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -2
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    • pp.908-911
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    • 2002
  • Over the past 30 years, many efficient 2D video coding techniques have been presented and developed from many research centers for commercialization. However, direct application of these monocular compression schemes is not optimal for stereo video coding. In this paper, we present a new technique for coding stereo video sequences based on Discrete Wavelet Transform (DWT). The proposed technique exploits Zerotree Entropy Coding (ZTE) that makes use of the wavelet block concept to achieve low bit rate stereo video coding. The one of two image streams, called main stream, is independently coded by modified MPEG-4 encoder and the other stream, called auxiliary stream, is coded by predicting from its corresponding image, its previous image or its follow image.

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Reduced-Resolution Intra Block Coding Mode

  • Park, Sung-Jae;Nam, Jung-Hak;Sim, Dong-Gyu;Oh, Seoung-Jun;Hong, Jin-Woo
    • ETRI Journal
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    • 제31권1호
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    • pp.80-82
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    • 2009
  • In this letter, a new intra-block coding mode is presented to improve the coding efficiency for band-limited signals. A band-limited block is sub-sampled, and the sub-sampled signal is coded on the basis of the conventional prediction/transform coding. The rest of the samples are reconstructed by interpolation at the decoder side without any side information. Experimental results show that the proposed algorithm achieves coding gains of 2.7% for common intermediate format (CIF), 4.29% for quarter CIF, and 6.39% for 720p60 sequences against the H.264/AVC JM10.2 reference software.

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에지 선명화에 의한 고압축 Synthetic High 부호화 (High Compression synthetic High Coding Using Edge Sharpening)

  • 정성환;김남철
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제26권9호
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    • pp.1410-1419
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    • 1989
  • In this paper, we present a new synthetic high coding method which gives high image compression ratio. Given an image, only its low-pass component is transmitted by DCT coding` the high-pass component is not transmitted but synthesized using edge sharpening on the reconstructed low-pass image at the receiver. For the DCT coding which is used to encode the low-pass image, we used an improved version of Cox's variance estimator. Also, introduced are new image quality measures called GSNR and EPR which emphasize perceptual aspects of image quality. Experimental results show that the performance of the proposed synthetic high coding is better in various quality measures than that of Cox's adaptive transform coding. Also, it yields acceptable image quality with neither apparent block effect nor visible granular noise even at high compression ratio of about 30:1.

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