H.264/AVC 화면내 부호화에서 통계적 특성을 이용한 고속 모드 결정 알고리듬

Abstract

최근 3.5세대 HSDPA 기반의 화상통화와 모바일 SNS(Social Networking Service)를 통한 UCC(User Created Contents)는 대용량의 영상정보를 생산하여 다수의 다른 사용자들에게 전함으로써 본격적인 영상 통신 시대의 도래를 알리고 있다. 이러한 시대적 요구에 맞게 더욱 고성능의 비디오 압축 기술이 필요하게 되었다. 따라서 ITU-T의 VCEG(Video Coding Experts Group)과 ISO/IEC의 MPEG (Moving Picture Expert Group)은 공동 작업으로 H.264/AVC의 표준을 제정하였다. H.264 동영상 압축 부호화 방식은 높은 부호화 효율을 위해서 1/4 화소 단위의 움직임 예측, 다중 참조 화면, 인트라 예측, 가변 블록 크기의 인터 예측, 적응적 화면/필드 부호화 등과 같은 기법을 적용한다. 이러한 코딩 방식들은 이전의 비디오 부호화 방식에 비해 율-왜곡 관점에서 높은 성능을 보이지만 더불어 부호화기의 복잡도가 상당히 증가하는 단점이 있다. 따라서 다양한 응용, 특히 “손안의 TV”라 불리는 모바일 DMB와 같은 저 사양의 기기를 위한 응용 분야를 위해서는 복잡도를 줄이는 기술이 반드시 개발되어야 할 것이다. 본 논문에서는 H.264/AVC의 비디오 부호화에서 고속 화면내 예측 모드 결정 알고리듬을 제안한다. 제안된 예측 모드 결정 알고리듬은 예측에 사용되는 참조 화소들의 통계적 특성에 따라 예측 모드를 조기에 결정함으로써 부호화기의 복잡도를 감소시킨다. 다양한 실험에서 제안된 방법을 적용한 결과 부호화 효율은 거의 변화가 없으면서도 부호화 시간의 측면에서는 상당한 감소가 있음을 확인 할 수 있었다.; UCC creates the mass image information and transfer the contents to the different users through the image communication which is based on 3.5 generation HSDPA, and the mobile SNS. So, such as UCC inform that the generation of image communication is becoming the issue. To satisfy this trend, high efficient video coding techniques are needed. Recently MPEG(Moving Picture Experts Group) and ITUT( International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector) adopted new video coding standard called H.264/AVC. To increase the coding efficiency, H.264 uses quarter-pel motion estimation, multi-reference frames, intra prediction, variable block size inter prediction, adaptive frame/field coding and etc. These coding methods show far better performance from the rate-distortion point of view, but lead to disadvantage of high complexity. Because lots of mobile devices, so called "TV in hands", have low conditions to handle high complexity, we need several optimization algorithms. This thesis proposes an algorithm for fast intra prediction mode selection in the H.264 video coding. The proposed algorithm reduces the comlexity for computing the rate-distortion cost in the encoding procedures by using statistical characteristics of the refrence pixels. Comprehensive experiments indicate that the proposed algorithm reduces the encoding time considerably compared to that of the H.264 with neglibile bit-rate increases.