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고해상도 영상에 대한 MPEG-2 / H.264 / HEVC 비디오 코덱의 성능 비교 분석
이하현(Hahyun Lee),김종호(Jongho Kim),김휘용(Hui Yong Kim),최진수(Jin Soo Choi) 한국방송·미디어공학회 2011 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2011 No.7
본 논문에서는 JCT-VC(Joint Collaboration Team on Video Coding)에서 표준화가 진행 중인 HEVC(High Efficiency Video Coding)의 Test Model 인 HM1.0과 현재 디지털 방송, 통신, 저장 매체 등 다양한 응용 분야에 사용되고 있는 범용 비디오 코덱들 간의 객관적, 주관적 측면에서의 부호화 성능을 비교한다. 이를 통해 HEVC의 현재 성능 수준에 대한 평가 결과를 보이고, 활용 가능성에 대해 결론을 맺는다. 비교 대상 코덱으로는 H.264/AVC 표준의 S/W 기반인 VideoLAN Project의 x264와 MPEG-2 표준으로 Harmonic사의 H/W기반의 최신형 실시간 인코더인 Electra8000을 사용하였다. 총 5개의 HD(1920x1080)영상에 대한 객관적 성능 비교 결과, HM1.0이 x264 대비 평균 44.93%의 BD-rate 감소와 평균 1.65%의 BD-PSNR 증가를 보였고, Electra8000에 대해서도 월등히 높은 성능차를 보였다. 주관적 화질 비교 결과 동일 PSNR 조건하에서 HM1.0이 범용 비디오 코덱들보다 주관적 화질이 유사하거나 좀 더 나음을 보였다.
이진호(Jinho Lee),김휘용(Hui Yong Kim),임성창(Sung-Chang Lim),이하현(Hahyun Lee),최진수(Jin Soo Choi) 한국방송·미디어공학회 2011 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2011 No.7
본 논문에서는 화면내 예측의 계산 복잡도를 감소시키기 위한 방법을 제안한다. HM2.0 의 화면내 예측 방법인 각도에 의한 예측(Angular prediction)은 예측 대상블록 내부의 각 샘플이 예측하기 위해 사용하는 참조샘플로부터 정수단위의 위치에 있지 않을 경우 참조 샘플들을 보간 하여 예측을 수행한다. 이러한 방법은 예측 대상 블록의 크기가 커질수록 보간 하는 횟수가 증가하고 계산 복잡도가 증가하는 단점이 있다. 제안하는 방법은 한번의 보간으로 복수의 샘플들을 예측함으로써 보간 횟수를 줄이고 결과적으로 계산의 복잡도를 줄인다. PU_32x32 에 대해 제안하는 방법을 적용하였을 경우, 보간하는 횟수는 HM2.0 대비 1/2 배 또는 1/4 배 가까이 감소하고 성능 저하는 High-Efficiency(HE)에서 0.1% 또는 0.2% 정도로 미미하게 나타났다.
마크로 블록타입에 대한 코드워드 할당이 적응적으로 가능한 효율적인 동영상 부호화 방법
박시내(Sea-Nae Park),심동규(Dong-gyu Sim),이하현(Hahyun Lee),임성창(Sung-Chang Lim),정세윤(Seyoon Jeong),최진수(Jin Soo Choi) 한국방송·미디어공학회 2009 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2009 No.11
최근 멀티미디어 기능을 가지는 다양한 기기가 보급되고, 이러한 기기들을 위해 다양한 화질과 해상도를 가지는 멀티미디어 서비스가 소비되고 있다. 이러한 서비스들은 목적 및 기기의 종류에 따라 전송환경이 다르기 때문에, 압축된 영상이 가지는 특성 또한 다르다. 일반적인 동영상 압축 표준에서 구문요소들에 코드워드를 할당하는 방법은 표준화 과정에서 얻어진 확률과 통계적인 수치에 의해 최적으로 결정된 것이다. 하지만 확률과 통계적인 수치는 영상의 특성에 따라 차이가 있기 때문에 최적의 코드워드는 항상 달라지는데, 현재 표준압축방법은 이러한 확률적인 특성이나 통계적인 수치를 반영하기 어려운 단점을 가진다. 이에 본 논문에서는 영상의 특징 및 부호화 조건에 따른 압축데이터의 특징을 반영하여 슬라이스 단위로 마크로 블록 타입에 대한 코드워드를 적응적으로 할당하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법에서 부호화 조건에 따른 압축 데이터의 특징을 파악하기 위해 정해진 부호화 조건에 따라 한 번의 부호화를 수행하여 마크로 블록 타입에 대한 슬라이스 통계를 구한다. 그 다음 구해진 통계에 근거하여 마크로블록 타입에 대해 최적의 코드워드를 할당하고, 이 코드워드에 근거하여 다시 한 번 부호화를 수행하고 이렇게 발생된 비트스트림을 복호화기로 전송하게 된다. 본 논문에서 제안한 방법을 적용한 실험결과 BD-rate가 약 0.2~1.7% 정도 감소하는 결과를 얻을 수 있었다.