MPEG IVC를 위한 TYPE-1 부호화 성능 향상 기법

Abstract

MPEG에서는 기술료 지불 형태에 따라 표준 특허를 Type-1, Type-2, Type-3으로 구분하고 있다. 이 3가지 특허종류 중 기술료 면제를 목표로 하는 Type-1에 해당하는 영상압축 표준기술에는 IVC(Internet Video Coding), WebVC(Web Video Coding), VCB(Video Coding for Browsers)가 있다. MPEG의 Type-1 코덱은 기술료 면제를 목표로 하기 때문에 포함되는 기술 및 기능이 기술료 면제에 해당되어야 한다는 제약이 있고, 새로운 기술을 적용한 성능 향상에 어려움이 있다. 본 논문은 MPEG Type-1 코덱 중 IVC의 성능을 향상시키기 위해 아래와 같이 연구를 진행하였다. IVC는 현재 다양한 기술을 적용하여 Type-1 코덱으로 표준화를 진행하고 있다. 하지만 표준화된 다른 코덱들 보다 상대적으로 압축 성능이 부족하기 때문에 지속적인 기술 개발이 필요하다. 동영상 코덱의 성능 향상에는 크게 화질 개선과 압축 성능 향상 두 가지 방향이 있다. 본 논문에서는 IVC의 화질 개선과 압축 성능 향상 모두를 위해 2가지 기술을 연구하여 적용해 보았다. 첫 번째로 화질 개선을 위해 20년이 지나 지적재산권 문제가 없는 기술 중 8x8 블록 범위에 만 적용된 블록화 현상 제거 기술을 16x16 블록 범위까지 적용하여 화질 개선 효과를 목표로 실험해 보았다. 기존에 제안되었던 블록화 현상 제거 기술은 IVC 부호화 과정의 기본 단위 블록보다 작은 블록에만 적용하는 제한적인 블록화 현상 제거 기술 이었다. 하지만 본 논문에서는 이 기술의 범위를 포함하고, 더 넓은 범위의 블록까지 블록화 현상 제거 기술을 적용하였다. 적용한 실험 결과는 Random-access 시나리오 모드, Low-delay 시나리오 모드 모두 IVC의 압축 성능의 손실 없이 화질 개선 효과를 보았다. 두 번째로 압축 성능 개선을 위해 IVC의 움직임 추정 과정에 움직임 벡터 비트 값이 정해지는 부분을 연구하였다. 연구 결과 비트 값이 임의로 정해져 적용되는 것을 확인 하였다. 그래서 이 부분을 보다 더 정확하게 산술 부호화 과정을 거친 비트 값으로 실시간으로 적용하는 방법을 연구하였다. 적용한 실험 결과는 Random-access 시나리오 모드에서 평균 0.9%, Low-delay 시나리오 모드에서 평균 1.2% 성능 향상을 확인 할 수 있었다. 이처럼 제안한 방법 두 가지를 IVC에 적용했을 때 각각 화질 개선과 성능 향상을 확인 할 수 있었다. 본 논문에서 제안하는 각 기술은 사용 범위를 IVC에 제한하지 않고 다른 코덱까지 넓은 범위로 적용한다면 코덱마다 향상되는 성능의 차이는 있겠지만 화질 개선과 압축 성능 향상에 기여 할 수 있을 것이다.