• Title/Summary/Keyword: versatile video coding

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VVC 화면내 예측 및 부호화 주요 기술

  • Han, Hui-Ji;Choe, Jae-Ryun;Gwon, Dae-Hyeok;Choe, Hae-Cheol
    • Broadcasting and Media Magazine
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    • v.24 no.4
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    • pp.39-54
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    • 2019
  • VVC(Versatile Video Coding)는 국제 표준화 단체인 JVET(Joint Video Exports Team)에서 표준화가 진행되고 있는 새로운 국제 비디오 부호화 표준이다. 이 표준화에서는 기존 최신 비디오 부호화 표준인 HEVC(High Efficiency Video Coding)/H.265 대비 2배 이상의 부호화 성능을 목표로 다양한 부호화 방법들이 논의되고 있다. 본 고에서는 VVC의 새로운 부호화 모드 중 화면내 예측(intra prediction) 부호화 방법에 대해 소개한다. 화면내 예측은 현재 부호화를 진행하려는 블록의 주변에 이미 재구성된 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. 이 화면내 부호화 방법은 화면간 예측(inter prediction) 부호화 방법과 함께 부호화 효율 향상에 기여할 뿐만 아니라, 임의 접근(random access)을 가능하게 하고 부호화된 비트스트림의 에러 내성을 높인다. VVC는 화면내 부호화 예측 모드 종류를 최대 87개까지 확장하고 다양한 화면내 부호화 방법을 채택함으로써 기존 비디오 부호화 표준에 비해 높은 부호화 효율을 갖는다. 본 고에서는 VVC에 채택된 주요 화면내 부호화 방법들을 소개한다.

VVC의 In-Loop Filter 기술

  • Park, Do-Hyeon;Yun, Yong-Uk;Kim, Jae-Gon
    • Broadcasting and Media Magazine
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    • v.24 no.4
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    • pp.87-101
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    • 2019
  • JVET(Joint Video Experts Team)에서 새로운 비디오 압축 표준으로 진행 중인 VVC(Versatile Video Coding)에서는 HEVC(High Efficiency Video Coding)의 기술을 근간으로 부호화 효율을 높일 수 있는 다양한 새로운 기술들을 채택하고 있다. 인루프 필터(In-Loop Filter)는 복원영상의 화질을 향상시키기 위한 기술로 주관적 화질 개선뿐만 아니라 부호화 효율을 향상시키는 기술로 기존 HEVC의 확장 기술 및 새로운 인루프 필터 기술을 채택하고 있다. 본 고에서는 VVC의 CD에 채택되어 있는 인루프 필터 기술들을 소개한다. 인루프 필터 기술은 HEVC에 채택되어 있는 디블록킹 필터(Deblocking Filter: DF)와 SAO(Sample Adaptive Offset), 새로이 추가된 ALF(Adaptive Loop Filter)의 3가지의 필터와 LMCS(Luma Mapping with Chroma Scaling) 기술을 포함하고 있다. 이들 인루프 필터 기술은 주관적 화질 개선과 부호화 효율을 크게 개선하고 있으며, 2020년 7월 FDIS(Final Draft International Standard) 완료를 앞두고 인루프 필터링의 다양화로 인한 성능과 복잡도를 고려한 간소화 및 병렬처리 등의 고속화에 대한 표준화가 지속적으로 이루어질 전망이다.

Performance Analysis of Hybrid Equiangular Cubemap (HEC) for 360 Video Coding (360 비디오 부호화를 위한 HEC 투영 성능분석)

  • Kim, Nam-Cheol;Kim, Hyun-Ho;Yoon, Yong-Uk;Kim, Jae-Gon
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2018.11a
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    • pp.141-142
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    • 2018
  • 360 비디오는 VR 미디어의 확산과 함께 몰입형 미디어로 주목 받고 있으며, JVET(Joint Video Experts Team)에서는 post-HEVC 로 진행중인 VVC(Versatile Video Coding) 표준화에 360 비디오 부호화도 함께 포함하고 있다. 현재 JVET 에서는 360 비디오를 부호화 하기 위한 다양한 구(sphere) 영상의 2D 투영기법이 고려되고 있다. 이러한 2D 투영에서는 구 영상의 화소 샘플이 2D 영상에 비 균일하게 매핑되는 변환 왜곡이 발생하며, 이는 360 비디오의 부호화 효율을 저하시키는 원인이 된다. 본 논문에서는 CMP 의 개선된 투영기법인 기존의 EAC(Equi-Angular Cubemap)와 HEC(Hybrid Equiangular Cubemap)를 소개하고, 이를 바탕으로 HEC 의 확장 변환 기법을 제시하여 객관적/주관적 부호화 성능을 확인한다.

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Compression Performance Analysis for Phase-Only Hologram Video (위상 홀로그램 동영상 압축 성능 분석)

  • Ban, Hyunmin;Ko, HyunSuk;Oh, Kwan-Jung;Kim, Hui Yong
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2020.11a
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    • pp.43-45
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    • 2020
  • 궁극의 3D 디스플레이 기술이라고 할 수 있는 홀로그램 기술로 실물을 보는 것과 같은 3차원 영상이 가능해 지고 있다. 그러나 디지털 홀로그램 영상의 데이터양은 HD나 UHD 영상의 수십에서 수천 배에 달해 원본 화질의 열화를 최소화 하면서 데이터양을 줄이기 위한 압축 부호화 기술이 매우 중요하다. 본 논문에서는 위상 홀로그램 동영상에 대해 최신 영상 압축 표준인 HEVC(High Efficiency Video Coding)와 VVC(Versatile Video Coding)로 압축한 후 홀로그램 영역과 수치 복원 영역에서 압축 성능을 비교하며, 다양한 실험영상에 대한 HEVC 압축 결과에 대해 객관적 압축성능 분석 및 주관적 성능 분석을 진행한다.

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CNN-Based Transformed Coefficient-Adaptive Enhancement for VVC (VVC 를 위한 CNN 기반의 변환계수 적응적 화질개선 기법)

  • Kim, Ji-Hun;Lim, Sung-Gyun;Park, Dohyeon;Kim, Jae-Gon
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.311-312
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    • 2021
  • 최근 VVC(Versatile Video Coding) 표준 완료 이후 JVET(Joint Video Experts Team)은 NNVC(Neural Network-based Video Coding) AhG(Ad-hoc Group)을 구성하고 인공지능을 이용한 비디오 압축 기술들을 탐색하고 있다. 본 논문에서는 VVC 복원 영상의 DCT 계수를 기반으로 복원 영상을 분류하고, 분류된 각 클래스에 따라 적응적으로 CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 화질 개선을 수행하는 VVC 후처리 기법을 제안한다. 실험결과, 제안기법은 AI(All Intra) 부호화 모드에서 1.23% BD-rate 이득을 보였다.

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JVET 신경망 기반 비디오 코딩 기술 연구 동향

  • 최기호
    • Broadcasting and Media Magazine
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    • v.28 no.1
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    • pp.29-37
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    • 2023
  • 국제표준화 단체 MPEG과 VCEG이 연합하여 만든 기구인 Joint Video Explorer Team (JVET)은 Versatile Video Coding (VVC)/H.266 완성 이후, 새로운 표준을 준비하기 위한 차세대 코딩 기술을 연구하기 시작하였다. 두 가지 큰 연구 방향이 설정되어 스터디가 진행 중인데, 하나의 방향은 기존 코덱에서 많이 활용되었던 신호 처리 기반 기술 연구이고, 다른 방향은 신경망을 활용하여 새로운 코딩 기술을 연구하는 것이다. 신경망 기반 비디오 코딩은 표준화에서 공식적으로 연구된 적이 없으며, 해당 시도는 차세대 표준을 준비하기 위해서 처음으로 하는 시도이다. 본 기고에서는 비디오 코딩 표준의 새로운 방향에 대한 통찰력을 제공하기 위해 JVET에서 새롭게 시작되고 있는 신경망 기반 비디오 코딩 연구에 대한 동향을 리뷰하고자 한다.

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Fast Decision Method of Geometric Partitioning Mode and Block Partitioning Mode using Hough Transform in VVC (허프 변환을 이용한 VVC의 기하학 분할 모드 및 블록 분할 고속 결정 방법)

  • Lee, Minhun;Park, Juntaek;Bang, Gun;Lim, Woong;Sim, Donggyu;Oh, Seoung-Jun
    • Journal of Broadcast Engineering
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    • v.25 no.5
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    • pp.698-708
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    • 2020
  • VVC (Versatile Video Coding), which has been developing as a next generation video coding standard. Compared to HEVC (High Efficiency Video Coding), VVC is improved by about 34% in RA (Random Access) configuration and about 30% in LDB (Low-Delay B) configuration by adopting various techniques such as recursive block partitioning structure and GPM (Geometric Partitioning Mode). But the encoding complexity is increased by about 10x and 7x, respectively. In this paper, we propose a fast decision method of GPM mode and block partitioning using directionality of block to reduce encoding complexity of VVC. The proposed method is to apply the Hough transform to the current block to identify the directionality of the block, thereby determining the GPM mode and the specific block partitioning method to be skipped in the rate-distortion cost search process. As a result, compared to VTM8.0, the proposed method reduces about 31.01% and 29.84% encoding complexity for RA and LDB configuration with 2.48% and 2.69% BD-rate loss, respectively.

Implementing VVC Tile Extractor for 360-degree Video Streaming Using Motion-Constrained Tile Set

  • Jeong, Jong-Beom;Lee, Soonbin;Kim, Inae;Lee, Sangsoon;Ryu, Eun-Seok
    • Journal of Broadcast Engineering
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    • v.25 no.7
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    • pp.1073-1080
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    • 2020
  • 360-degree video streaming technologies have been widely developed to provide immersive virtual reality (VR) experiences. However, high computational power and bandwidth are required to transmit and render high-quality 360-degree video through a head-mounted display (HMD). One way to overcome this problem is by transmitting high-quality viewport areas. This paper therefore proposes a motion-constrained tile set (MCTS)-based tile extractor for versatile video coding (VVC). The proposed extractor extracts high-quality viewport tiles, which are simulcasted with low-quality whole video to respond to unexpected movements by the user. The experimental results demonstrate a savings of 24.81% in the bjøntegaard delta rate (BD-rate) saving for the luma peak signal-to-noise ratio (PSNR) compared to the rate obtained using a VVC anchor without tiled streaming.

A DST-3 BASED TRANSFORM KERNEL DERIVATION METHOD FOR DST-4 and DCT-4 IN VIDEO CODING (DST-4 와 DCT-4 를 위한 DST-3 기반 비디오 압축 변환 커널 유도 방법)

  • Shrestha, Sandeep;lee, Bumshik
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2019.11a
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    • pp.249-251
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    • 2019
  • In the ongoing standardization of Versatile Video Coding (VVC), DCT-2, DST-7 and DCT-8 are designated as the vital primary transform kernels. Due to the effectiveness of DST-4 and DCT-4 in smaller resolution sequences, DST-4 and DCT-4 transform kernel can also be used as the replacement of the DST-7 and DCT-8 transform kernel respectively. While storing all of those transform kernels, ROM memory storage is considered as the major issue. So, to deal with this scenario, a unified DST-3 based transform kernel derivation method is proposed in this paper. The transform kernels used in this paper is DCT-2, DST-4 and DCT-4 transform kernels. The proposed ROM memory required to store the matrix elements is 1368 bytes each of 8-bit precision.

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하드웨어 복호화기 구현을 고려한 VVC 부호화 도구 및 제약 분석

  • Lee, Sang-Heon
    • Broadcasting and Media Magazine
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    • v.24 no.4
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    • pp.120-131
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    • 2019
  • 고해상도 영상 서비스 증가와 Youtube, Netflix와 같은 OTT 중심의 동영상 시청 환경 변화에 따라, 기존 대비 높은 압축률을 목표로 하는 새로운 비디오 코덱 표준들이 활발히 개발되고 있다. 그 중 가장 대표적인 것은 MPEG에서 개발 중인 VVC(Versatile Video Coding)로 기존 HEVC(High Efficiency Video Coding) 대비 2배의 압축률 달성을 목표로 하고 있다. 하지만 압축률 향상을 위한 새로운 부호화 도구들의 복잡도가 점점 증가함에 따라, 하드웨어 복호화기 구현시 많은 어려움이 있을 것으로 예상된다. VVC 표준화에서는 이런 어려움을 극복하기 위하여, 하드웨어 구현 관점에서 부호화 도구들을 최적화하고 이를 사용함에 있어 몇가지 제약들을 정의하고 있다. 본 논문에서는 현재 VVCCD 및 VTM 6.0 소프트웨어 기준으로 하드웨어 복호화기 구현을 고려하여 채택된 부호화 도구 및 제약에 대하여 분석한다.