• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.527-533
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• 2008

움직임 보상은 고화질의 실시간 비디오 응용에 있어서 언제나 주된 병목을 초래한다. 따라서 실시간 비디오 응용에서는 움직임 보상을 수행하는 고속의 전용 하드웨어를 필요로 한다. 여러 동영상 부호화 방식에서 영상프레임은 픽셀의 블록으로 분할된다. 일반적으로 움직임 보상은 이전 프레임으로부터 움직임을 추정하여 현재의 블록을 예측하게 된다. 움직임 보상에 사용되는 화소 정밀도가 높을수록 보다. 좋은 성능을 갖지만 연산량은 증가하게 된다. 본 논문에서는 1/4 화소 정밀도를 지원하는 H.264/AVC 부호화기에 적합한 움직임 보상기의 아키텍처를 연구하였다. 설계된 움직임 보상기는 전치 배열과 휘도 6-tap 필터 3개를 사용하여 높은 하드웨어 이용률을 갖게 하였으며 내부 메모리의 크기를 감소시켰다. VHDL을 사용하여 기술하였으며, Xilinx ISE툴을 사용하여 합성하고, Modelsim_6.1i를 사용하여 검증하였다. 설계된 움직임 보상기는 단지 3개의 6-tap 필터만을 사용하면서 매크로블록 당 640 클럭 사이클에 수행하였다. 본 논문에서 제안하는 움직임 보상기는 실시간 비디오 처리를 요구하는 분야에 응용 가능할 것으로 사료된다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권12호
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• pp.141-146
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• 2016

HEVC/H.265는 ITU-T SG 16 WP와 ISO/IEC JTC 1/SC29/WG 11에서 제안된 가장 최근의 비디오 코딩 표준안이다. H.265에서 영상은 연속된 코딩 트리 유닛(CTU)들로 나누어지고, CTU는 다양한 지역적 특성을 받아들이기 위해 다수의 코딩 유닛(CU)들로 나누어진다. H.265의 코딩 효율은 이전 표준인 H.264/AVC와 비교하면 약 2배 정도 우수하나 확장된 CU와 변환블록(Transform)의 크기가 증가함에 따라 인코더 내에서 예측 (Prediction), 모드결정 (Mode decision) 그리고 복원(Reconstruction) 블록의 하드웨어 크기가 이전 표준과 비교하여 4배 정도 증가하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 인코더 내에서 복잡도가 가장 큰 Prediction/Mode Decision/Reconstruction (PMR) 블록에 대하여 코딩효율(PSNR)을 저하시키지 않는 범위 내에서 하드웨어 복잡도를 줄이기 위한 새로운 구조를 제안한다. 복잡도가 감소된 하드웨어를 이용하면 전체 비디오 인코더의 사이즈를 줄일 수 있으며, Full-HD 영상에 대하여 300 Mhz의 클록 주파수와 60 fps의 프레임율로 동작한다. 테스트 영상에 대하여 PMR 예측 블록에서 Bjøntegaard Delta (BD) 비트율의 증가는 평균 30 % 이며, PMR 블록의 전체 게이트 수는 약 1.8 M 이다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제41권1호
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• pp.13-20
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• 2004

본 논문에서는 현재 MPEG-4 비디오의 인코더를 분석하고 인코더의 복잡함을 줄일 수 있는 효율적인 압축기술을 제안하였다. 지금까지의 객체기반 비디오에서는 유/무선 저 전송률 부호화환경에 맞추기 위하여 형상부호화(Shape coding)를 제외한 인코더 최적화가 주를 이루었다. 최근에 본 연구팀이 수행한 형상부호화의 복잡도를 줄이기 위한 실험을 통하여 객체기반 부호화에서 형상부호화가 차지하는 계산비중이 상대적으로 높다는 것을 밝혀냈다 본 논문에서는 최근까지의 영상부호화 분야와 형상부호화 분야의 최적화 기술이 성공적으로 결합되어 최적의 객체기반 부호화 기술을 유도할 수 있는지 실험하였다 먼저 영상부호화 부분에서는 기존의 MEMC(Motion Estimation Motion Compensation)에서 사용된 검색 방법인 나선형 검색 대신에 MVFAST(Motion Vector Field Adaptive Search Technique) 기술을 채택하였고, 형상부호화 부분에서는 복잡함을 줄이기 위해 기존의 MEMC에서 사용된 나선형 검색을 생략하고 IVOPF(Intelligent VOP Formation) 대신 TRB(Tightest Rectangular Boundary)을 채택하여 최적화에 적용해 보았다. 실험결과, 객체기반 부호화를 위한 제안된 최적화 방식이 기존의 reference software 보다 $57.3\%$ 향상되었음을 알 수 있었다. 아울러, 본 논문에서 제안된 기술은 형상부호화 부분에만 적용된 최적화 기술보다 $50.8\%$ 향상된 실험결과를 보여주었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권6C호
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• pp.842-847
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• 2004

본 논문에서는 낮은 전송률에서 공간적 시간적 해상도를 tradeoff하는 새로운 비디오 코딩 알고리듬을 제안한다. 먼저 영상의 움직임을 측정하여 최적의 frame rate를 선택한다. DCT quantization parameter (QP)는 앞에서 결정된 frame rate와 주어진 bit rate에 따라 결정한다. 마지막으로, 본 논문은 skip된 비디오 영상에 대해 단순하고 효과적인 distortion 측정방법을 제안한다. 실험결과, 제안한 알고리듬이 H.263 TMN5 보다 영상 품질이 2 ㏈ 정도 개선되었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권4호
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• pp.1877-1891
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• 2016

In video coding, the goal of rate control (RC) is not only to avoid the undesirable fluctuation in bit allocation, but also to provide a good visual perception. In this paper, a novel frame-level rate control algorithm for High Efficiency Video Coding (HEVC) is proposed. Firstly a model that reveals the relationship between bit per pixel (bpp), the bitrate of the intra frame and the bitrate of the subsequent inter frames in a group of pictures (GOP) is established, based on which the target bitrate of the first intra frame is well estimated. Then a novel frame-level bit allocation algorithm is developed, which provides a robust bit balancing scheme between the intra frame and the inter frames in a GOP to achieve the visual quality smoothness throughout the whole sequence. Our experimental results show that when compared to the RC scheme for HEVC encoder HM-16.0, the proposed algorithm can produce reconstructed frames with more consistent objective video quality. In addition, the objective visual quality of the reconstructed frames can be improved with less bitrate.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.731-739
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• 2017

Distributed compressed video sensing (DCVS) is a framework that integrates both compressed sensing and distributed video coding characteristics to achieve a low complexity video sampling. In DCVS schemes, motion estimation & motion compensation is employed at the decoder side, similarly to distributed video coding (DVC), for a low-complex encoder. However, since a simple BCS-SPL algorithm is applied to a residual arising from motion estimation and compensation in conventional MC-BCS-SPL (motion compensated block compressed sensing with smoothed projected Landweber) scheme, the reconstructed visual qualities are severly degraded in Wyner-Ziv (WZ) frames. Furthermore, the scheme takes lots of iteration to reconstruct WZ frames. In this paper, the conventional MC-BCS-SPL algorithm is improved to be operated in more effective way in WZ frames. That is, first, the proposed algorithm calculates a correlation coefficient between two reference key frames and, then, by selecting adaptively the reference frame, the residual reconstruction in pixel domain is performed to the conventional BCS-SPL scheme. Experimental results show that the proposed algorithm achieves significantly better visual qualities than conventional MC-BCS-SPL algorithm, while resulting in the significant reduction of the decoding time.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.211-218
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• 2001

본 논문에서는 동영상 부호화기에서 프레임 메모리 인터페이스의 하드웨어 구현을 위해 기존의 DRAM이 아닌 SDRAM을 사용하여 효율적인 메모리 맵의 구조를 제안한다. 동일한 버스에서도 효과적인 메모리 맵과 내부 버퍼 크기를 줄여 하드웨어 복잡도을 개선하고 내부 로직을 간략화하여 면적을 최소화하였다. 기존의 시스템은 매크로 블록 단위로 메모리에 저장하고 다시 출력을 위해서 랜덤하게 저장되어 있는 데이터를 액세스하여 많은 시간을 소비한다. 따라서 데이터를 라인 단위로 저장 및 처리하므로 메모리의 엑세스 시간을 효과적으로 줄일 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1694-1701
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• 2013

낮은 채널 전송율을 갖거나 낮은 부호화 자원을 지원하는 응용을 위해 분산 비디오 부호화 기법이 요구된다. 그러나 기존의 분산 비디오 부호화 기법에 대한 성능제약을 갖고 있으며, 이를 극복하고 부호화 효율을 개선하기 위한 방법으로서 복호화기에서 보조정보의 움직임 정보를 부호화기측으로 전송하는 방법을 시도하고 있다. 본 논문에서는 기존에 움직임 정보를 부호화기측으로 전송하는 방식을 갖는 시스템에서 부호화 효율을 개선하기 위해 보조정보의 비신뢰 블록을 추출하고 이 추출된 블록들에 대한 위치정보를 전송하는 방식을 제안한다. 이를 위해 보조정보를 구성하는 블록단위에 대하여 효과적인 비신뢰성을 측정하는 방식을 제안한다. 모의실험을 통하여 기존의 방식에 비해 더욱 부호화 효율을 개선시킬 수 있음을 보인다.

• ETRI Journal
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• 제38권5호
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• pp.807-817
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• 2016

A novel fast algorithm is suggested for a coding unit (CU) mode decision using pseudo rate-distortion based on a separated encoding structure in High Efficiency Video Coding (HEVC). A conventional HEVC encoder requires a large computational time for a CU mode prediction because prediction and transformation procedures are applied to obtain a rate-distortion cost. Hence, for the practical application of HEVC encoding, it is necessary to significantly reduce the computational time of CU mode prediction. As described in this paper, under the proposed separated encoder structure, it is possible to decide the CU prediction mode without a full processing of the prediction and transformation to obtain a rate-distortion cost based on a suitable condition. Furthermore, to construct a suitable condition to improve the encoding speed, we employ a pseudo rate-distortion estimation based on a Hadamard transformation and a simple quantization. The experimental results show that the proposed method achieves a 38.68% reduction in the total encoding time with a similar coding performance to that of the HEVC reference model.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.1513-1526
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• 2009

스케일러블 부호화(SVC, Scalable Video Coding) 기법은 다양한 예측 부호기 법을 통하여 정보의 중복성을 제거함으로써 부호화 효율을 개선시킬 수 있으나 매우 많은 계산량을 요구하는 문제점이 있다. 기존의 지상파-DMB (Terrestrial-DMB)의 화질을 개선한 고품질 지상파-DMB (Advanced Terrestrial-DMB) 서비스의 표준화와 상업화를 촉진하기 위해서는 이 문제를 반드시 극복할 필요성이 있다. 이를 위해 먼저, 본 논문에서는 기존의 고정 비트율 제어 기법을 개선한 통합 제어 기법을 제안한다. 모의실험을 통하여 제안한 비트율 제어방식은 기존의 제어 방식에 비해 최대 0.3dB까지 성능 개선을 이룰 수 있음을 보인다. 또한, 제안된 통합 제어 기법에 기초하여, 계층간의 부호화모드와 양자화 파라미터의 통계적 특성을 이용하여 부호화 효율을 우수하게 유지하면서 계산량을 줄일 수 있는 방안을 제안한다. 모의실험을 통하여 제안한 방식은 화질 변화가 거의 초래되지 않는 대신에 계산량은 기존의 방식에 비해 최대 12%까지 줄일 수 있음을 보인다.