H.264 부호화를 위한 효과적인 매크로 블록 기반 가중치 양자화 행렬 및 적응적 보간 필터

Title
H.264 부호화를 위한 효과적인 매크로 블록 기반 가중치 양자화 행렬 및 적응적 보간 필터
Authors
조재현
Keywords
h264부호화를위한효과적인매크로블록기반가중치양자화행렬및적응적보간필터
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
본 논문은 H.264 동영상 부호화 효율 향상을 위한 적응적인 양자화 행렬 선택방법 및 학습 기반 초 고해상도 방법을 이용한 부 화소 움직임 보상 방법을 제안한다. 첫 번째 부호화 효율 향상을 위한 방법은 적응적인 양자화 행렬 선택방법 이다. 기존의 H.264 양자화 방법은 각 프레임에 동일한 양자화 행렬을 적용하기 때문에 영상의 지역적 특성을 고려하지 못해 코딩 효율이 저하될 수 있다는 단점이 존재한다. 이러한 문제점을 개선하고자 이 논문에서는 프레임 전체에 동일한 양자화 행렬을 적용하는 대신 매크로블록 단위로 블록이 가지는 방향성을 이용해 적응적으로 양자화 행렬을 적용하는 방법을 제안 한다. 먼저, 각 블록의 방향성을 인접 블록의 인트라 예측모드 특성을 이용하여 결정한다. 방향성이 존재하는 블록에 대해서는 제안한 방식의 가중치 양자화 행렬을 적용하고, 방향성이 존재하지 않는 블록에 대해서는 기존의 양자화 행렬을 적용한다. 가중치 양자화 행렬은 인트라 예측모드에 따라 블록의 변환 계수의 통계적인 분포를 기반으로 설계되었기 때문에, 예측모드의 특성에 적합하게 양자화 된다. 실험 결과를 통해 제안한 알고리즘이 기존방법 대비 연산시간을 약 72% 단축시키며 BD rate 측면에서 약 2% 정도의 부호화 효율이 상승됨을 확인할 수 있다. 두 번째 부호화 효율 향상을 위한 방법은 학습 기반 초 고해상도 방법을 이용한 부 화소 움직임 보상 방법이다. 기존의 적응적 보간 필터를 이용한 움직임 보상방법들은 보간 방법의 영상 화질 개선측면에서 부호화 효율 상승에 한계점이 존재 한다. 이러한 기존 방법들의 단점을 극복하기 위해 본 논문에서는 기존 보간 방법 보다 화질개선 성능이 뛰어난 학습 기반 초고해상도 방법을 이용한 부 화소 움직임 보상방법을 제안한다. 제안하는 방법은 학습 과정 및 병합과정을 2단계로 나누어 1/2, 1/4 화소 단위로 두 번 보간 한 뒤, 학습 기반 초고해상도 방식으로 보간 된 영상을 이용하여 1/4 화소 단위 부 화소 움직임 보상을 실시하는 방식이다. 실험 결과 본 논문에서 제안하는 방법이 기존 KTA소프트웨어 에서 제공하는 적응적 보간 필터 보다 최대 4.47% 정도 부호화 효율이 개선됨을 확인할 수 있었다.
Description
그림 목차-ii 표 목차-iii 국문 요약-iV 영문 요약-Vi 1. 서론-1 2. 기존 기술-4 2.1. H.264 인트라 예측 부호화-4 2.1.1. 휘도 성분 4x4 인트라 예측 부호화-4 2.1.2. 휘도 성분 16x16 인트라 예측 부호화-6 2.2. 정수 변환 및 양자화 과정-7 2.3. 매크로블록단위 양자화 파라미터 결정-11 2.4. 기존 AIF 기법-13 2.4.1. NSAIF (Non Separable AIF)-14 2.4.2. SAIF (Separable AIF)-14 2.4.3. DIF (Directional AIF)-14 2.5. 학습 기반 초 고해상도 기법-15 2.5.1. 학습 단계-15 2.5.2. 합성 단계-17 3. 제안한 방법-18 3.1. H.264 인트라 부호화를 위한 가중치 양자화 행렬 선택방법-18 3.1.1. 인트라 모드 블록의 방향성 결정-19 3.1.2. WQM 설계-21 3.1.3. WQM 적용-26 3.1.4. 실험 결과-27 3.1.4.1. 실험에 사용된 실험영상-27 3.1.4.2. 실험환경 및 결과-28 3.2 학습 기반 초 고해상도 기법을 이용한 매크로 블록단위 적응적 보간 필터-34 3.2.1. 학습 단계-35 3.2.2. 합성 단계-36 3.2.3. 실험 결과-39 3.2.3.1. 실험에 사용된 실험영상-39 3.2.3.2. 실험환경 및 결과-40 4. 결 론-48 참 고 문 헌-49
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22668
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College of Engineering(공과대학) > Electronic Engineering (전자공학) > Theses(전자공학 석박사 학위논문)
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