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히스토그램 손실함수와 순차적 작업을 이용한 CCTV 영상 화질 향상
정민교(Minkyo Jeong),최종인(Jongin Choi),정제창(Jechang Jeong) 한국방송·미디어공학회 2022 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2022 No.6
본 논문에서는 CCTV 영상 화질을 향상하고 해상도를 높이기 위해 딥 러닝(Deep Learning)을 이용하여 잡음 제거(Denoising) 와 초해상도(Super-resolution) 작업을 수행한다. 데이터 증강(Data Augmentation)을 통한 초해상도 성능 향상을 위해서 잡음 제거 네트워크의 출력 영상을 초해상도 네트워크의 입력으로 사용하는 순차적 작업을 사용한다. 또한 딥 러닝을 이용한 영상처리에서 발생하는 평균 밝기 오차 문제를 해결하기 위한 손실함수(Loss Function)와 두 가지 이상의 순차적인 딥 러닝 작업에서 발생하는 문제점을 극복하기 위한 손실함수를 제안한다. 제안하는 손실함수는 네트워크의 출력 영상과 타겟 영상의 밝기 오차를 줄이는 것이 가능하고, 순차적 작업에서 보다 정확한 모델 성능 판단이 가능하다.
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김동형,정제창,Kim, Dong-Hyung,Jeong, Je-Chang 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.2C
H.264/AVC 동영상 부호화 표준에서는 새로운 부호화 도구들이 추가되었으며 이를 통하여 보다 높은 압축 효율을 보인다. 추가된 부호화 도구들로 인하여 H.264내의 매크로블록은 이전의 부호화 표준들에 비하여 보다 많은 정보를 포함한다. H.264 부호화 표준에서는 하나의 매크로블록이 최대 16개까지의 서로 다른 움직임벡터를 가질 수 있으며 최대 4개의 서로 다른 참조프레임을 가질 수 있다. 또한 다양한 블록크기로의 움직임 추정하며 이는 매크로블록 모드로서 정의된다. 따라서 H.264내의 매크로블록은 기존보다 많은 움직임벡터를 가질 뿐만 아니라 기존에는 없던 참조프레임과 매크로블록 모드의 정보를 새로이 포함하고 있다. 본 논문은 H.264 부호화 표준의 특성을 고려하여 매크로블록이 포함하고 있는 다양한 크기의 움직임 벡터 및 참조 프레임 뿐 아니라 주변 매크로 블록들의 모드를 이용하여 서로 다른 블록 크기로 에러를 은닉함으로써 매크로블록이 포함하고 있는 정보를 최대한 활용하고 이를 통한 효율적인 에러은닉 알고리듬을 제안한다. 제안하는 알고리듬은 기존의 시방향 에러은닉 기법과 비교하여 적은 연산양만을 가지면서도 비트율에 관계없이 향상된 객관적 화질을 나타낸다. For the improvement of coding efficiency, the H.264 standard uses new coding tools. Using these coding tools, H.264 has achieved significant improvements from rate-distortion point of view. The adoption of these tools enables a macroblock in H.264 to have more information, sixteen motion vectors, four reference frames and a macroblock mode. In this paper, we present an efficient temporal error concealment algorithm by using not only motion vectors and reference frames but also macroblock mode of neighbor macroblocks. Our algorithm conceals the macroblock error with variable sizes, $16{\times}16,\;16{\times}8,\;8{\times}16,\;8{\times}8$ depending on the macroblock modes of neighbor macroblocks. Simulation results show that the proposed method increase the objective quality regardless of bit-rate and block error rate.
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유훈,정제창,Yoo, Hoon,Jeong, Je-Chang 한국통신학회 2001 韓國通信學會論文誌 Vol.26 No.10
영상 압축 분야에서 많은 정수 웨이블릿 변환들이 손실 압축 성능, 무 손실 압축 성능, 그리고 복잡성을 기준으로 비교되었다. 응용분야에 따라서 상대적인 조건에 의한 최적인 웨이블릿 변환을 선택함에 따라서 여러 웨이블릿 변환들 중에서 상대적으로 우수한 변환들이 존재함이 알려졌다. 본 논문에서는 우수한 성능을 보이는 웨이블릿 필터들을 리프팅 기법을 응용해서 통합한다. 이들 우수한 몇 개의 변환들은 간단한 파라미터로 표현이 가능하고 이들 파라미터들은 주어진 입력 영상에 종속적이다. 본 논문에서는 이들 파라이터를 구현하는 이론적인 결과와 실험결과를 제공한다. 제안된 방법이 S+P[2] 방법보다 대다수 경우에서 우수함을 실험결과로서 보여주고 있다.
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김동형,정제창,Kim, Dong-Hyung,Jeong, Je-Chang 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.7C
In this paper, we present a transcoding algorithm for converting an MPEG-2 video bitstream to an H.264 bitstream. The proposed transcoder consists of two parts. One is MPEG2 decoding part and the other is H.264 encoding part Because our algorithm is for transcoding in the spatial domain, MPEG2 decoding part carries out full decoding of MPEG2 bitstream. While, because macroblock type and coded block pattern in MPEG2 are significantly related to macroblock mode in H.264, macroblock mode is selected adaptively according to macroblock type and coded block pattern in H.264 decoding part. Furthermore, motion vector is also used as side-information for 16$\ctimes$16 macroblock mode. Simulation results show that the proposed transcoder yields high reduction of total transcoding time at comparable PSNR. 본 논문에서는 MPEG-2로 부호화된 비디오 스트림에서 H.264 부호화 표준으로의 트랜스코딩 기법을 제안한다. 제안하는 MPEG2에서 H.264t로의 트랜스코더는 MPEG2 복호화부와 H.264 부호화부로 구성되어 있으며, MPEG2 복호화부가 입력되는 MEPG2 비디오 스트림의 전복호화(全復號化)를 수행하는 공간영역에서의 트랜스코딩 기법이다. 반면 MPEG2 복호화 과정에서 사용되는 매크로블록 타입과 부호화블록패턴은 H.264의 매크로블록 모드와 상당한 연관성을 가지는데, 이를 이용하여 H.264 부호화부에서는 MEPG2의 매크로블록 타입, 부호화블록패턴 정보를 이용하여 H.264 부호화부에서의 매크로블록 모드를 적응적으로 선택하고 추가적으론 움직임 벡터를 활용함으로 전체 트랜스코더의 복잡도를 감소시킨다. 제안하는 트랜스코더를 시퀀스에 적용한 결과 전복호화 후 전부호화의 결과와 비교하여 평균 0.03dB의 PSNR 차이만을 보이는 반면 전체 트랜스코딩 시간은 최대 61$\%$ 감소된 것으로 나타난다.
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김동형,정제창,Kim Donghyung,Jeong Jechang 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.1C
H.264 부호화 표준은 부호화 효율을 높이기 위해 1/4 화소 단위의 움직임 추정, 다중 참조 프레임, 인트라 예측, 루프 필터, 다양한 블록 크기의 지원 등과 같은 새로운 부호화 도구들을 사용한다. 이를 통해 이전의 비디오부호화 표준들에 비해 율-왜곡(率歪曲) 관점에서 높은 성능을 보이지만 그로 인해 부호기의 복잡도는 상당히 증가한다. 본 논문은 부호기 복잡도의 증가를 초래하는 주요 부호화 도구들 중 매크로블록 모드 선택의 복잡도 감소에 주안(主眼)점을 두며, 이에 대한 복잡도 감소 알고리듬을 제시한다. 선택가능한 모든 매크로블록 모드들 중에서 $8{\times}8$ 모드와 인트라 $4{\times}4$ 모드는 다른 모드들에 비해 상대적으로 높은 복잡도를 가진다. 제안하는 알고리듬은 낮은 복잡도를 가지는 매크로블록 모드의 비용(Cost) 정보를 이용하여 $8{\times}8$ 및 인트라 $4{\times}4$의 비용을 추정함으로써 두 모드에 대한 복잡도를 감소시키고자 한다. 제안한 알고리듬을 적용한 실험은 전체 부호화 시간을 최대 $54.6{\%}$까지 감소시키는데 반해 PSNR은 단지 평균 0.012dB 감쇠(減衰)하는 것으로 나타난다. For the improvement of coding efficiency, the H.264 standard uses new coding tools such as VBS, 1/4-pel accurate ME, multiple references, intra prediction, loop filter, etc. Using these coding tools, H.264 has achieved significant improvements from rate-distortion point of view compared to existing standards. However, the encoder complexity is greatly increased due to these coding tools. We focus on the complexity reduction method of MB mode selection. Among all modes which can be selected, $8{\times}8$ and intra $4{\times}4$ mode have higher complexity than the others. So we propose the methods for reduction of the $8{\times}8$ and intra $4{\times}4$ mode complexity by using information of other modes with relatively low complexity. Simulation results show that the proposed methods save up to $54.6{\%}$ of total encoding time while keeping the average decrease about 0.012dB in PSNR.
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