• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.637-644
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• 2004

본 논문은 패킷 기반 네트워크의 유동적인 환경 변화와 전송하는 비디오 데이터의 특성을 함께 고려하여 비디오 데이터를 스트리밍하는 적응적 전송 미들웨어를 구현하고 성능을 평가하였다. 적응적 전송 미들웨어는 SR-RTP 기반의 스트리밍 모듈과 TFRC 기반의 전송률 제어 모듈로 구성되며, SR-RTP 기반의 스트리밍 모듈은 패킷 손실에 의해 손실된 비디오 데이터 중에서 중요도가 높은 데이터만을 선별적으로 재전송하여 패킷 재전송에 따른 전송 지연의 부담을 줄임과 동시에 패킷 손실에 따른 에러를 크게 감소시킨다. TFRC 기반의 전송률 제어 모들은 TCP 기반의 데이터 전송과 정당하게 네트워크의 전송 대역폭을 공유하면서 최적의 전송 대역폭을 산출하여 전송률을 제어함으로써 유동적으로 변하는 전송 대역폭에 적응적으로 비디오 데이터의 전송률을 제어한다. 외부 인터넷 환경에서 적응적 전송 미들웨어를 적용하여 비디오 스트리밍을 실험하고 패킷 손실에 대한 복구 성능과 스트리밍 지터 정도를 측정하여 분석한 결과, 적응적 전송 미들웨어를 적용하지 않은 경우와 비교하여 상대적으로 높은 스트리밍 성능을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권1호
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• pp.426-445
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• 2012

Conventional rate control (RC) schemes for H.264 video coding usually regulate output bit rate to match channel bandwidth by adjusting quantization parameter (QP) at fixed full frame rate, and the passive frame skipping to avoid buffer overflow usually occurs when scene changes or high motions exist in video sequences especially at low bit rate, which degrades spatial-temporal quality and causes jerky effect. In this paper, an active content adaptive frame skipping scheme is proposed instead of passive methods, which skips subjectively trivial frames by structural similarity (SSIM) measurement between the original frame and the interpolated frame via motion vector (MV) copy scheme. The saved bits from skipped frames are allocated to coded key ones to enhance their spatial quality, and the skipped frames are well recovered based on MV copy scheme from adjacent key ones at the decoder side to maintain constant frame rate. Experimental results show that the proposed active SSIM-based frameskip scheme acquires better and more consistent spatial-temporal quality both in objective (PSNR) and subjective (SSIM) sense with low complexity compared to classic fixed frame rate control method JVT-G012 and prior objective metric based frameskip method.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제1권3호
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• pp.152-160
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• 2012

This paper proposes a frame-level rate control algorithm for low delay video applications to reduce the fluctuations in the bitrate. The proposed algorithm minimizes the bitrate fluctuations in two ways with minimal coding loss. First, the proposed rate control applies R-Q model to all frames including the first frame of every group of pictures (GOP) except for the first one of a sequence. Conventional rate control algorithms do not use any R-Q models for the first frame of each GOP and do not estimate the generated-bit. An unexpected output rate result from the first frame affects the remainder of the pictures in the rate control. Second, a rate-distortion (R-D) cost is calculated regardless of the hierarchical coding structure for low bitrate fluctuations because the hierarchical coding structure controls the output bitrate in rate distortion optimization (RDO) process. The experimental results show that the average variance of per-frame bits with the proposed algorithm can reduce by approximately 33.8% with a delta peak signal-to-noise ratio (PSNR) degradation of 1.4dB for a "low-delay B" coding structure and by approximately 35.7% with a delta-PSNR degradation of 1.3dB for a "low-delay P" coding structure, compared to HM 8.0 rate control.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제34권3호
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• pp.143-155
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• 2007

인터넷을 통한 비디오 스트리밍 응용에서 TCP 친화적인 전송률 조절기법은 네트워크의 안정성을 향상시키고 프로토콜간의 형평성을 향상시킨다는 장점을 가진다. 하지만, 네트워크의 안정성 및 프로토콜간의 형평성 향상이 사용자에게 제공되는 스트리밍 서비스 품질의 향상을 의미하진 않는다. 비디오 스트리밍에서 네트워크의 안정성 향상과 동시에 사용자에게 제공되는 서비스 품질의 향상을 위해서는 네트워크 상태를 기반으로, 서비스되는 비디오 스트림의 품질을 적응적으로 변화시키는 기법이 적용되어야 한다. 본 논문에서는 현재 네트워크의 상태를 기반으로 서비스되는 비디오 스트림의 품질을 조절하는 새로운 품질 적응 기법을 제안하고자 한다. 제안하는 기법은 현재 네트워크 상태에 적합한 TCP 친화적인 전송률을 계산하고, 이를 기반으로 전송되는 비디오 스트림의 프레임율을 조절함으로써 네트워크 상태에 적응적으로 전송률 및 서비스 품질을 조절하게 된다. 실험 결과를 통해서 제안하는 기법이 네트워크의 안정성을 향상시킴과 동시에 네트워크 상태 적응적인 품질 변화를 통해 사용자에게 끊김없이 부드러운 스트리밍 서비스를 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제5권5호
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• pp.303-309
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• 2016

This paper presents a channel-adaptive rate control algorithm for low delay video coding. The main goal of the proposed method is to adaptively use the unknown available channel bandwidth while reducing the end-to-end delay between encoder and decoder. The key idea of the proposed algorithm is for the status of the encoder buffer to indirectly reflect the mismatch between the available channel bandwidth and the generated bitrate. Hence, the proposed method fully utilizes the unknown available channel bandwidth by monitoring the encoder buffer status. Simulation results show that although the target bitrate mismatches the available channel bandwidth, the encoder efficiently adapts the given available bandwidth to improve the peak signal-to-noise ratio.

• 한국통신학회논문지
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• 제37A권11호
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• pp.952-960
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• 2012

간단한 부호기를 사용하는 분산 동영상 부호화 시스템은 복호기에서 생성한 부가정보와 원 Wyner-Ziv (WZ) 프레임간의 차이를 채널부호를 이용해 정정하게 되는데 오류정정이 제대로 이루어지지 않으면 복호기에서 피드백 채널을 통해 추가 패리티 비트를 요청하게 된다. 특히 이동통신 등과 같이 제한된 환경에서 분산 동영상 부호화 시스템을 사용하기 위해서는 전송률 및 부호화 왜곡을 효율적으로 제어할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 부호기에서 비트 전송률을 제한함으로써 통신환경에 맞도록 비트 전송률을 일정하게 제어하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 전송률을 적절히 제어할 뿐 만 아니라 부호화 성능도 일정하게 유지하는 장점이 있다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제11B권6호
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• pp.625-632
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• 2004

H.264 부호화 기법은 단방향 및 양방향 예측 모드를 채택하고 있으며, 가변 길이 부호화를 사용하기 때문에 비디오 부호기에서 발생되는 데 이터량은 시간에 따라 변한다. 전송채널 용량이 제한된 고정 비트율 부호기에서는 출력 비트량을 제어하기 위해 버퍼가 사용되는데, 버퍼가 넘치거나(overflow) 고갈되는 것(underflow)을 막기 위해 발생 비트량을 적절한 영역 내에서 제한해야 한다. 기존의 비트량 제어방법 에서는 영상데이터의 왜곡 값과 양자화 계수간의 $\lambda_{MODE}$가 정규 값을 벗어나기 때문에 화질이 열화 된다. 본 논문에서는 H.264 동영상의 왜곡 값에 대한 새로운 양자화 계수론 도출하여 피드백 함으로써 버퍼의 넘침이나 고갈을 방지할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 기법을 6개의 실험데이터에 적용한 견과 PSNR 값은 기존 방법에서와 비슷하면서도 비트율은 최대 8%까지 감소하였다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제7권2호
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• pp.168-172
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• 2015

In this paper, a balanced bitrate control in transcoding process based on video complexity measure for multi-view system which simultaneously shows multiple channels or video contents in single screen, is proposed. In order to consider the total quality of multiple video streams, the proposed algorithm reduces the complexity of multiple video stream and video quality differences at the same time by controlling bitrates of each stream by weighting when they are stitched for single screen. For the measure of complexity and quality differences between video streams, two different data: histogram of macroblock type and bitrate for each stream are used. The experimental result indicates that proposed algorithm decreases fluctuation of quality difference between videos in the multi-view system.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.180-181
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• 2019

This paper proposes a rate control algorithm for intra coding frame in HEVC encoder using a deep learning approach. The proposed algorithm is designed for CTU level bit allocation in intra frame by considering visual features spatially and temporally. Our features are generated using visual geometry group (VGG-16) with deep convolutional layers, then it is used for bit allocation per each CTU within an intra frame. According to our experiments, the proposed algorithm can achieve -2.04% Luma component BD-rate gain with minimal bit accuracy loss against the HM-16.20 rate control model.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.59-66
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• 2004

본 논문에서는 MPEG 비디오 데이터를 GoP 단위로 분할하여 장면전환 특성을 파악하고 그에 따라 칼만필터를 사용하여 비디오 데이터의 전송량을 예측하는 방법을 제안하고자 한다. 비디오 데이터의 정확한 장면전환을 파악하기 위해서 압축 도메인에서 고속으로 장면에 대한 정보를 검출하는 알고리즘을 사용하여 급진적 장면전환 유형과 점진적 장면전환 유형으로 분류하였다. 분류된 정보는 칼만필터의 세부 인자로 사용되어 비디오 데이터의 전송량을 예측한다. 본 논문에서 제안한 방법은 압축 도메인에서 장면전환 탐지와 비디오 데이터의 전송량을 예측하여 처리 시간을 감소시키고자 하였다. 세 종류의 서로 다른 비디오 데이터 911개의 1프레임을 사용한 실험에서 96.2- 97.6%로 전송량을 예측하였다.