H.264/AVC의 효율 향상을 위한 양자화 계수의 적응적 스캔 방법

Abstract

광대역 통신망의 급속한 발전과 보급은 고화질 영상의 새로운 콘텐츠 시대를 열어가고 있다. 최근 여러 가지 차세대 멀티미디어 관련 기기에 동영상 압축기술로 채택되고 있는 국제 표준 H.264/AVC는 압축률과 화질 저하간의 최적화를 통해 이러한 고화질 영상을 부호화 하여 각종 전송 통신망 또는 저장 매체에 효율적으로 전송 또는 저장할 수 있도록 하였다. H.264/AVC 동영상 압축 부호화 방식은 높은 부호화 효율을 위하여 MPEG-1, MPEG-2 등의 기존 부호화기와는 다르게 1/4 화소 단위의 움직임 추정, 다중 참조 프레임, 인트라 예측, 가변 블록 크기의 인터 예측 적응적 프레임/필드 부호화 등과 같은 기법을 적용한다. 이러한 코딩 방식들은 기존 부호화기에 비해 복잡도가 증가하지만 율-왜곡 (Rate-Distortion) 관점에서 높은 성능을 보인다. 본 논문에서는 인트라 예측 방향을 이용한 적응적 스캔 패턴 알고리듬을 제안한다. 기존 H.264/AVC 부호화기의 인트라 예측에서는 주파수 변환을 통하여 저주파 성분으로 밀집된 계수들 중 0과 0이 아닌 계수들을 분리하기 위하여 지그재그 스캔 패턴을 사용한다. 하지만 지그재그 스캔은 모든 시퀀스에 대해 일률적으로 정해져있는 스캔 순서로만 계수들을 정렬하기 때문에 효율적이지 못하다. 이에 따라 더욱더 효율적인 스캔 패턴이 요구된다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 예측 방향에 따른 계수들의 패턴 정보를 수집하고 그에 따라 스캔 패턴을 갱신하는 알고리듬을 제안한다. 먼저 양자화 된 계수들 중 0인 계수들에 대해 제로 카운터를 증가시키고 증가된 제로 카운터를 이용하여 스캔 패턴을 갱신한다. 갱신된 스캔 패턴은 각각의 모드에 해당되는 다음 번 블록에 적용된다. 이러한 방법은 부호화기의 복잡도는 유지시키는 반면 효율적으로 압축률을 2% 정도 증가시킴과 동시에 약간의 화질 개선도 가져온다.