Due to the continued demand for high-definition video, video compression technology is steadily developing and the High Efficiency Video Coding standard was established in 2013. However, despite the development of this compression technology, it is very difficult to smoothly transmit VGA-level videos in Ultra-narrowband environments. In this paper, the target information preprocessing algorithm is presented for smooth transmission of target images moving in forest or open-terrain in Ultra-narrowband environment. In addition, for algorithm verification, the target information preprocessing algorithm was simulated and the simulated results were compared with the video compression result without the algorithm being applied.
High Efficiency Video Coding (HEVC) is the most recent video codec standard of the ITU-T Video Coding Experts Group and the ISO/IEC Moving Picture Experts Group. The main goal of this newly introduced standard is for catering to high-resolution video in low bandwidth environments with a higher compression ratio. This paper provides a performance comparison between HEVC and H.264/AVC video compression standards in terms of objective quality, delay, and complexity in the broadcasting environment. The experimental investigation was carried out using six test sequences in the random access configuration of the HEVC test model (HM), the HEVC reference software. This was also carried out in similar configuration settings of the Joint Scalable Video Module (JSVM), the official scalable H.264/AVC reference implementation, running on a single layer mode. According to the results obtained, the HM achieves more than double the compression ratio compared to that of JSVM and delivers the same video quality at half the bitrate. Yet, the HM encodes two times slower (at most) than JSVM. Hence, it can be concluded that the application scenarios of HM and JSVM should be judiciously selected considering the availability of system resources. For instance, HM is not suitable for low delay applications, but it can be used effectively in low bandwidth environments.
움직임 보상을 적용한 시간 영역 필터링(MCTF)을 이용한 화질 보장형의 새로운 동영상 압축 방식을 제안한다. SPECK은 그 자체의 단순한 알고리즘으로 인하여 빠른 동작 속도를 가지면서도 동시에 고주파 성분이 많은 영상의 압축에 탁월한 성능을 보여주는 우수한 웨이블릿 변환 기반의 영상 압축기법이다. 또한 제안한 계층적 구조의 다중 크기 블록 움직임 예측은 비교적 낮은 연산량에도 불구하고 기존의 고정 블록 크기의 움직임 예측기보다 우수한 성능을 보인다. 본 논문에서는 이러한 낮은 복잡도의 기술을 MCTF 기반 동영상 압축에 적용하여, 다중 재생률까지 지원이 가능한 동영상 압축 방식을 구현하였으며 H.263 압축방식에 비해 우수한 압축 성능을 보임을 확인하였다.
비디오 객체 분할(Video Object Segmentation)은 MPEG-4 부호화의 핵심기술로 실시간 요구사항을 위해 빠르고 정확하여야 한다. 그러나 대부분의 존재하는 알고리즘은 계산량이 많으며 실시간 응용을 위해 적합하지 않다. 또한 이전 MPEG-4 VM(Verification Model) 기본 모델은 MPEG-4 부호화 처리를 위한 기본 알고리즘을 제공하였으나 실시간 요구사항을 위한 카메라 입력 시스템, 실용적인 소프트웨어 개발, 비디오 객체 분할 그리고 압축효율에 많은 제한이 있다. 이에 본 논문은 기본 MPEG-4 VM모델에 내용 기반 비디오 코딩의 핵심인 VOP 추출알고리즘, 실시간 카메라 입력 시스템, 압축율을 높일 수 있는 움직임 감지 알고리즘을 추가하여 최대 180:1의 압축율을 보여주는 실시간 고압축 MPEG-4 전처리 시스템을 개발하였다.
A new digital media ear started a couple of months ago when 10 major cities in USA first boradcasted the all digital HDTV on the air. Digital video compression has been studied for decades but only recently, it becomes practical and is used in our daily life. We give an overview of the progress of video compression in recent years, particularly, the ones related to international standards. Through examples, we like to introduce this fantastic subject to the readers who were not familiar with it before.
본 논문은 실용화 레벨에서의 디지털 영상기록 (Digital Video Recording: DVR) 구현을 기술한다. 또한 입력 영상을 배경과 목표물 영역의 두 가지 영역으로 분리 처리하여 분리된 영역별로 중요도를 고려하여 서로 다른 압축 기법을 적용함으로써 효율적인 압축부호화를 수행할 수 있는 방안을 제안한다. 본 알고리즘은 영상 압축 부호화 기법으로서 영역분할을 통해 Macro block 단위로 물체 영역과 배경 영역을 재구성해서 부호화에 이용하는 방식이다. 제안된 알고리즘은 매우 효율적인 압축 성능을 보여주며, 저 전송률 상황에서도 높은 질의 영상을 복원할 수 있다.
포인트 클라우드는 수많은 점의 집합으로 이루어진 데이터로 2차원 평면에서 벗어나 3차원 공간에서 3D 객체를 표현하는 것이 가능하다. 각 점은 기본적으로 3차원 공간의 좌표 정보가 필요하고 추가적으로 색 (Color), 반사율 (Reflectance) 같은 속성을 가질 수 있도록 구성되어 있다. 이처럼 3D 포인트 클라우드 표현에는 2D 영상보다 많은 데이터를 사용하고 있기에, 이를 사용자에게 효율적으로 제공하기 위해서는 고효율의 압축 기술 연구가 필요하며, 현재 국제 표준 기구인 MPEG에서는 포인트 클라우드 콘텐츠 압축 방법으로 2D 비디오 압축 기술을 사용한 Video-based Point Cloud Compression (V-PCC) 기술이 연구되고 있다. 이러한 고효율의 포인트 클라우드 압축방식에도 불구하고 단말의 성능이나 네트워크 환경 등의 문제로 인해 서비스가 제한되는 상황이 발생할 수 있다. 2D 영상의 경우 Scalable High efficiency Video Coding (SHVC) 혹은 Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) 등의 다양한 기술을 사용하여 이러한 문제를 해결하고 있다. 이에 본 논문에서는 V-PCC 구조에 SHVC를 적용하여, 밀도 스케일러빌리티 기능을 가진 포인트 클라우드 압축 방안을 제안하는 것으로 이러한 문제를 해결하고자 한다.
본 논문에서는 디지털 홀로그램의 효과적인 코팅 방법으로써 비디오 영상에서 사용되는 표준 압축 방식을 사용하였다. 먼저, 컴퓨터 형성 홀로그램(CGH)으로부터 생성된 격자패턴을 비디오 데이터로 변환한 다음 이를 부호화 하였다. 또한, 변환을 위한 전처리, 물체 영상의 전체적인 정보에 대한 국부적인 영역분할, 부호화를 위한 주파수 변환, 격자패턴의 비디오 스트림을 위한 스캐닝, 계수 값의 분류, 복합적인 비디오 부호화 등을 제안하였다. 제안된 복합 압축 알고리듬은 기존의 방법에 비해 뛰어난 압축율과 재생력을 얻을 수 있었다.
The compression of video for both full HD and UHD requires the inclusion of extra vertical lines to every video frame, named as the DTV essential hidden area (DEHA), for the effective functioning of the MPEG-2/4/H encoder, stream, and decoder. However, while the encoding/decoding process is dependent on the DEHA, the DEHA is conventionally viewed as a redundancy in terms of channel utilization or storage efficiency. This paper proposes a block mode DEHA method to more effectively utilize the DEHA. Partitioning video block images and then evenly filling the representative DEHA macroblocks with the average DC coefficient of the active video macroblock can minimize the amount of DEHA data entering the compressed video stream. Theoretically, this process results in smaller DEHA data entering the video stream. Experimental testing of the proposed block mode DEHA method revealed a slight improvement in the quality of the active video. Outside of this technological improvement to video quality, the attractiveness of the proposed DEHA method is also heightened by the ease that it can be implemented with existing video encoders.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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