H.264/AVC 동영상 부호화를 위한 고속 화면내 모드 결정 기법

Abstract

H.264/AVC비디오 코덱 표준에는 이전 비디오 코덱보다 진보된 압축 기술들이 내장되어 이전보다 코덱 대비 평균 50%이상 압축률 향상되었다. 새로운 기술들은 시간 복잡도를 상승시켰고, 이러한 이유로 높은 압축률에도 불구하고 발표 후 기존 기술의 위치를 대체하기에 어려움이 있어왔다. 대표적으로 다수의 참조 프레임 사용, 율-왜곡 최적화, 가변 블록크기의 사용 등과 같은, 영역에 대한 반복적인 계산을 요구하는 기술들이 해당된다. H.264/AVC의 융통성 있는 사용을 위해 프로파일이 정의되었다. 이들 프로파일의 사용은 주로 H.264/AVC의 기술 중 높은 복잡도를 갖는 기술을 제외하여 속도를 향상시킨다. 하지만 몇몇 압축기술을 제외하고 이용하므로 복잡도 감소에 따라서 압축률도 낮아진다. 높은 복잡도를 이유로 복잡도를 감소시키기 위해 속도향상 알고리듬들에 대한 지속적인 연구가 있었다. 대부분의 속도향상 알고리듬들은 일정량의 손실을 감수하지만 본 논문은 손실을 최소화하는 한에서 속도향상을 이루는 고속 화면내 모드 결정 기법을 제안한다. H.264/AVC에서 저복잡도 부호화에 사용하고 있는 예측방식인 하다마드 차이를 이용해 율-왜곡 계산의 수행 여부를 판단하여 율-왜곡 계산들을 생략한다. 세부적으로 설명하면 16x16과 4x4 블록의 화면내 예측에서 하다마드 차이 행렬의 절대값의 합의 값으로 해당 모드가 최종 모드로 선택될 여부를 판단한다. 4×4블록 화면내 예측에서는 모드 집합을 만들어 여기에 속한 모드들에 대해서만 율-왜곡 최적화를 수행한다. 모드들의 선택에는 MPM을 더불어 고려하였다. 실험결과 시간 복잡도가 50%내외로 감소되면서 압축률 감소는 미세하다고 판단하였다. 실험결과 하이프로파일을 적용한 결과와 비교해 시간 복잡도가 50%내외로 감소되면서 압축률 감소는 미세함을 보였다.