MPEG 시퀸스의 장면 변화 검출을 위한 하이브리드 알고리즘

최윤식,이준형,Choe, Yoon-Sik,Lee, Joon-Hyoung 대한전자공학회 1998 電子工學會論文誌, S Vol.s35 No.10

본 논문에서는 MPEG 기반 압축 영상데이터의 장면 변화를 검출하기 위한 하이브리드 알고리즘을 제안한다. MPEG이나 Motion JPEG으로 압축된 영상의 장면 변화를 검출하기 위해 사용된 알고리즘은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 한가지 방법은 압축된 상태의 영상에 직접 처리를 하는 방법으로서 수행시간을 줄일 수 있는 장점이 있지만 정확성이 떨어지는 문제점이 있고, 다른 방법은 복원된 영상에 처리를 하는 방법으로 보다 정확한 검출이 가능하나 속도가 느린 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 두 가지 알고리즘을 혼합하여, 우선 빠른 검출을 위하여 압축된 시퀀스로부터 DC값에 의한 영상에 의해 컷을 검출하고, 이 결과에서 적절한 영역을 선택한 뒤, 그 영역에 대해서만 영상을 복원하여 윤곽선 정보에 의해 점진적인 장면 변화를 검출한다. 실험결과 수행시간의 단축과 정확한 검출에 있어서 매우 효율적임을 확인하였다. In this paper, the hybrid algorithm for the scene change detection of MPEG-based compressed video data is proposed. There have been two methods to detect scene changes of video data compressed using algorithms such as MPEG or motion-JPEG: analyzing the compressed data directly, and analyzing from the retrieved data. The former has the advantage of taking less time, while the latter can obtain detail results at the expense of time and memory. Thus by combining each algorithm we detect cuts from compressed sequence, retrieve data for some selected region, and detect gradual scene changes. Simulation results verify the superiorities of the proposed algorithm in analyzing time and accuracy.

Equal Bit Rate Control for Low Bit-rate Coder based on Frame Statistics

서동완,최윤식,Seo Dong-Wan,Choe Yoon-Sik The Korea Institute of Convergence Signal Processi 2005 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.6 No.4

본 논문은 프레임간의 특성 변화를 이용한 균등 비트 할당 기법을 제안한다. 모델 기반 비트율 조정 알고리즘에 대한 기존의 연구는 양자화 파라미터와 비트율 및 왜곡 모델간의 관계를 찾는 것에 초점을 맞추어 진행해 왔다. 본 논문에서는 비트율-왜곡 모델을 새로이 설정하는 것 대신에 모델 기반 접근 알고리즘 내에서 프레임 특성 변화에 따라 모델 파라미터를 조절하여 모델 기반의 비트율 조정 알고리즘의 성능을 향상시킨다. 모델 기반 접근의 성능은 비트율-왜곡 모델 자체의 정확성과 프레임 간의 비트율-왜곡 특성 차이를 보상하는 모델 파라미터의 정확한 설정이 알고리즘의 성능을 좌우한다. 제안 알고리즘은 프레임의 특성 변화를 모델 파라미터에 의해 파악하고 모델 파라미터를 현재 프레임에 맞도록 조정한다. 제안 알고리즘은 MPEG-4 비디오 부호를 이용하여 설계하고, 성능은 모델 기반 접근의 대표적인 방법인 TMN8과 비교하여 0.6dB 정도의 성능 향상을 나타낸다. This paper presents an equal bit rate control algorithm utilizing the statistical change between the previous frame and the current frame. The previous studies on the model-based rate control have focused on the models of bit rate and distortion in types of coders, in terms of the quantization parameter. The proposed algorithm improves the typical model-based rate control by updating a model parameter instead of modeling a better model of the rate and distortion. The proposed algorithm updates this model parameter by recognizing the change in statistics between the previous frame and the current frame. We implement the proposed algorithm in MPEG-4 coders and verify its performance while comparing it to the TMN8's approach (up to 0.6dB of improvement).

음원과 마이크로폰 사이의 거리변화에 의한 음향 특성 보정에 관한 연구

정병철,최윤식,Jeoung, Byung-Chul,Choe, Yoon-Sik 한국음향학회 2012 韓國音響學會誌 Vol.31 No.3

본 연구에서는 마이크로폰에 입사되는 음성 신호를 거리의 변동에 의해 크기와 주파수 응답특성 변화를 최소화시키는 방법에 대한 연구를 하였다. 우선 마이크로폰과 음성음원 사이의 거리를 변화시키며 거리변화에 따른 응답특성을 측정하였다. 본 연구에 사용된 마이크로폰은 일반적으로 사용되는 마이크로폰 중에 무지향성 마이크로폰과 초단일지향성 마이크로폰, 단일지향성 마이크로폰 등, 3가지 종류의 마이크로폰을 선정하였다. 측정한 이들 마이크의 주파수 응답특성 변화 결과를 기준치와 비교하여 보정치를 구하고 이를 주파수 대역별로 변화된 음성신호를 원음과 근사하게 보상하도록 하였다. 저주파대역은 근접효과에 의한 증폭현상, 그리고 거리에 의한 감쇠효과를 보정하도록 하였다. 중음대역에서는 저음대역보다 거리의 변화에 의한 주파수특성 편차가 비교적 적었지만 음성정보신호에 중요한 영향을 주는 부분이기 때문에 기준신호와 비교하여 복원하도록 하였다. 고주파대역의 음성정보의 변화는 극히 미소하여 고주파대역 조정은 큰 문제가 없이 원음에 가깝게 복원되었다. In this thesis, studied the method to minimize the changes in frequency response and level due to the variation of the distance from the source to the microphone. selecting three microphones (omni directional, cardioid, super cardioid) which are being used generally, frequency responses were measured in accordance with the distance changes. Gotten the difference from the reference as the result of measurement, changed responses for each frequency range were compensated in comparison of the original human vocal source. In low frequency range, the low frequency boost caused by the proximity effect and decrease in accordance with the distance were compensated. The variation in mid-frequency range is comparatively small, however since the mid-range is the most important part of the human vocal signal, were compensated the mid-frequency range in comparison of the reference. The human vocal signal variation in high frequency range is extremely small and the high frequency is compensated close to the original source without difficulty. Understanding the microphone characteristics and compensations, this study showed that the response can be maintain among the change of the distance from the source to the microphone.

동영상 트랜스코더를 위한 적응적 인트라 매크로블록 업데이트에 대한 연구

서동완,최윤식,Seo Dong-Wan,Choe Yoon-Sik 한국융합신호처리학회 2006 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.7 No.1

일반적으로 동영상 트랜스코딩 기술에서는 시스템의 복잡도를 줄이기 위해, 입력 비트열로부터 매크로블록 종류와 움직임 벡터, DCT 계수 등의 중간 데이터를 추출하여 사용한다. 본 논문에서는 프레임 내에서 매크로블록의 중요도를 이용한 새로운 인트라 매크로블록 업데이트 방법을 제안한다. 매크로블록의 중요도는 입력 비트열을 복호화하는 과정에서 얻어지는 움직임벡터에 의해 계산한다. 참조 프레임 내의 매크로블록의 참조율은 현재 복호화하는 프레임의 움직임 벡터에 의해서 계산이 가능하며, 참조율이 놀은 매크로블록은 다음 프레임과 그 이후 프레임에 영향력이 놀다 제안한 기법을 통해, 전송 오류에 대해 강인하고 더 우수한 화질을 나타내는 동영상 비트열을 얻을 수 있다. To reduce the complexity of video transcoder, transcoding techniques generally use intermediate data such as macroblock types, motion vectors, DCT coefficients, which are extracted from incoming video bitstream. In this Paper, we Propose a new adaptive INTRA update scheme utilizing the importance of each macroblock in a given frame. The importance measure is calculated from the motion vectors which are extracted from the decoding procedure of a incomming video data.'rho ratio of the macroblock to be referred by the next frame is calculated by the motion vectors of the next frame and the macroblocks to be refered higher ratio has more effect on the next frame and the followed frames. The proposed scheme can obtain transcoded bitstreams which has better image quality and more improved resilience against transmission errors.

정보은닉을 이용한 동영상 데이터의 전송 오류 보정

배창석,최윤식,Bae, Chang-Seok,Choe, Yoon-Sik 한국정보처리학회 2003 정보처리학회논문지B Vol.10 No.2

본 논문에서는 정보은닉을 이용하여 동영상 데이터의 전송오류를 보정하는 방법을 제안하고 있다. 수신단에서 전송오류가 발생한 위치를 구하기 위해 송신단에서는 동영상 데이터의 부호화 과정 동안 마크로 블록 별로 한 비트씩의 데이터를 은닉하여 전송한다. 수신단에서는 복호화 과정 동안 은닉된 정보를 검출하며, 이 정보와 원래 데이터와의 비교에 의해 오류가 발생된 위치를 구하고 이를 보정함으로써 복원된 영상의 화질을 개선하도록 한다. 또한, 은닉된 정보는 동영상 데이터에 대한 저작권 정보로도 활용될 수 있다. 각각 150 프레임씩으로 구성되는 3개의 QCIF 크기의 동영상 데이터에 대한 실험 결과 은닉된 정보가 부호화된 스트림에 미치는 화질의 저하는 미세하며, 수신단에서의 오류를 교정한 결과 잡음이 많은 채널에서는 복원된 영상의 화질을 5dB 가까이 개선할 수 있음을 확인하였다. 또한, 영상의 복원 과정에서 동영상에 대한 저작권 정보도 효과적으로 구할 수 있었다. This paper describes an error resilient video data transmission method using information hiding. In order to localize transmission errors in receiver, video encoder embeds one bit for a macro block during encoding process. Embedded information is detected during decoding process in the receiver, and the transmission errors can be localized by comparing the original embedding data. The localized transmission errors can be easily corrected, thus the degradation in a reconstructed image can be alleviated. Futhermore, the embedded information can be applied to protect intellectual property rights of the video data. Experimental results for 3 QCIF sized video sequenced composed of 150 frames respectively show that, while degradation in video streams in which the information is embedded is negligible, especially in a noisy channel, the average PSNR of reconstructed images can be improved about 5 dB by using embedded information. Also, intellectual property rights information can be effectively obtained from reconstructed images.

DCT영역에서의 적응적 대비 개선에 관한 연구

전용준,엄민영,최윤식,Jeon, Yong-Joon,Eom, Min-Young,Choe, Yoon-Sik 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.42 No.5

DCT기반 압축기법에 의해 부호화된 영상은 양자화에 의한 여러 가지 화질열화요소가 포함되는데, 그중 인간 시각에 민감한 대비 왜곡은 화질 열화 요인으로서 가장 중요한 요인이다. 특히 저비트율에서 부호화된 영상의 경우 많은 고주파 성분이 양자화에 의하여 손실되기 때문에 좋은 화질을 갖는 영상을 복원할 수 없을 것이다. 따라서 본 논문에서는 대비 왜곡을 포함하고 있는 부호화된 영상에 대해 DCT영역에서 대비를 개선시키는 새로운 알고리즘을 제안한다. 대비왜곡은 외곽선 주변에서 심하게 나타나기 때문에 DCT블록의 외곽선 포함 정도를 판단하여 문턱치보다 큰 블록은 다시 4개의 부블록으로 나누어 적용된다. 제안되는 방법은 모든 연산이 DCT 영역에서 수행되기 때문에 실시간 처리 응용분야에 적용될 수 있을 것이다. Images coded by DCT based compression contain several quality degradations by quantization process. Among them contrast distortion is the important one because human eyes are sensitive to contrast. In case of low bit-rate coded image, we can not get an image having good quality due to quantization error. In this paper, we suggest a new scheme to enhance image's contrast in DCT domain. Proposed method enhances only edge regions. Homogeneous regions are not considered in this method. $8{\times}8$ DCT coefficient blocks are decomposed to $4{\times}4$ sub-blocks for detail edge region discrimination. we could apply this scheme to real-time application because proposed scheme is DCT based method.

웨이블릿 영역에서의 웨이블릿 계수들을 이용한 에지 히스토그램 추출 기법 연구

송진호,엄민영,최윤식,Song, Jin-Ho,Eom, Min-Young,Choe, Yoon-Sik 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.42 No.5

본 논문에서는 JPEG2000 기반의 영상에서 웨이블릿 영역의 웨이블릿 계수들의 비를 통해 에지 히스토그램을 추출하는 기법을 제시하였다. 기존의 MPEG-7 에지 히스토그램 기술자는 영상의 에지 정보를 공간 영역에서 추출하기 때문에 복호화 과정이 필요하게 되어 많은 연산량이 요구되고 이는 영상 검색 시간을 지연시키는 원인이 된다. 이를 보완하기 위해 JPEG2000 영상의 에지 히스토그램 정보를 공간 영역이 아닌 웨이블릿 영역에서 직접 추출하고자 하였다. 본 논문에서 사용된 웨이블릿 변환은 JPEG2000 표준에서 정한 압축 기법으로 Le Gall 5/3 필터 계수를 사용 하였다. 에지 추출을 위해 웨이블릿 계수들 중에서 2단계 웨이블릿 변환을 통해 얻어진 LH2, HL2 부 밴드의 홀수 번째 계수들의 비와 LHI과 HLI의 계수들을 사용하였다. 실험을 통해 8개의 질의 영상에 대한 NMRR 값을 비교한 결과, 제안 알고리즘에 의한 에지 히스토그램 추출이 기존 에지 히스토그램 기술자와 비교하여 성능이 떨어지지 않았고, 연산량에 있어서도 많은 감소 효과를 얻을 수 있었다. In this paper, the extraction method of the edge histogram directly using wavelet coefficients in the wavelet domain for JPEG2000 images is proposed. MPEG-7 Edge Histogram Descriptor(EHD) extracts edge histogram in the spacial domain. This algorithm has much multiplication and addition for the edge extraction because it needs the decoding processing. However because the proposed algorithm extracts the edge histogram in the wavelet domain, it doesn't need the decoding processing and it decreases multiplication and addition. The Discrete Wavelet Transform(DWT) is a standard transform in JPEG2000. The proposed algorithm uses Le Gall 5/3 filter in JPEG2000 and odd coefficients in LH2 and HL2 sub-band. The edge direction can be decided to use rate of HL2 and LH2 odd coefficients. According to experiments, there is no difference of the efficiency between EHD and the proposed algorithm And the proposed algorithm is much better than EHD for multiplication and addition in the edge extraction of images.

H.263+을 위한 MAP기반의 Joint Source-Channel Coder 설계

송호현(Ho-Hyon Song),최윤식(Yoon-sik Choe) 대한전자공학회 2000 대한전자공학회 학술대회 Vol.2000 No.11

시각적 가중 필터를 이용한 de-interlacing 기법 연구

정장훈(Jang Hoon Jeong),최윤식(Yoon Sik Choe) 대한전자공학회 1996 대한전자공학회 학술대회 Vol.1996 No.11

MPEG-2 기반영상의 시스템 영역에서의 편집을 위한 PES 영역에서의 스트림 splicing에 관한 연구(비교, 분석)

김동준(Dong-joon Kim),최윤식(Yoon-sik Choe) 대한전자공학회 2002 대한전자공학회 학술대회 Vol.2002 No.6