MPEG2 비트열을 H.264 비트열로 변환하기 위한 고속 복호 알고리듬

Abstract

본 논문은 MPEG2 표준의 HDTV급 고해상도 영상을 H.264 표준의 모바일급 저해상도 영상으로 변환시키는 트랜스코딩을 다룬다. 기존 이종 포맷간 트랜스코딩의 경우 주파수 영역에서 변환을 수행하는 연구가 많이 수행 되었다. 그러나 본 논문에서는 MPEG2 코덱과 H.264 코덱의 상이한 특성(4x4정수 DCT사용, 화소 영역에서 다양한 예측모드의 추가 등)으로 인해, MPEG2 비트열을 주파수 영역이 아닌 화소 영역까지 완전히 복호하는 방식을 택하였으며, 이 과정에서 속도 향상을 위해 MPEG2 비트열을 효율적으로 복호하는 방법에 대해 다루고 있다. 고속으로 비트열을 복호하기 위해 복호 과정중 필요한 IDCT(Inverse-DCT) 과정과 간축(Down-sampling) 과정을 동시에 수행함으로써 속도 향상을 도모한다. 또한 이 경우 문제가 되는 축소된 참조 영상으로부터 움직임 보상을 할 경우 에러의 연속적인 누적으로 발생하는 흐려짐 현상을 개선 하였으며, GOP의 모든 P-영상이 첫 번째 I-영상으로 부터 움직임 보상을 하는 방식을 사용하였다. 이전 영상으로부터 움직임 보상과 잔여영상(redidual)으로 만들어지는 P-영상을 첫 번째 I-영상으로부터 움직임 보상과 새롭게 구해진 잔여영상의 형태로 변환시키는 기술이다. 제안된 알고리듬을 사용하여 효율적인 메모리 관리와 처리 속도 개선이 가능하며, 1/16 해상도 변환시 가장 좋은 성능을 보인다.; This thesis relates to a MPEG2 decoder for MPEG2-to-H.264 transcoding. MPEG2 is a standard of HDTV, on the other hand, H.264 is used for mobile equipments. In order to convert MPEG2 data for HDTV into H.264 data for mobile equipments, we have to resize its resolution. Numerous algorithms of MPEG2-to-MPEG2 or H.264-to-H.264 transcoder in the frequency domain have been proposed. However the algorithm which converts MPEG2 stream into H.264 stream in frequency domain has not been proposed yet. The proposed algorithm decodes MPEG2 stream in the Pixel domain, because H.264 has a different character from MPEG2 and it is difficult to convert it in the frequency domain. The main purpose of the proposed algorithm is to decode MPEG2 stream aster and how to resize the resolution. In case of the full decoder, we have to resize the resolution after decoding MPEG2 stream. The processing is slow and not efficient. In order to overcome the shortcomings, the proposed algorithm decodes only a few coefficients near to DC coefficient in a DCT block. The proposed algorithm decodes faster and we can get resized pictures directly without additional resizing processes. The reference pictures have the resized resolution in result. Because motion vectors have higher number-pel accuracy than half-pel accuracy, motion compensation is not easy. One of the motion compensation methods in this case is bi-linear interpolation. However, blurring problems may be occurred by continuous error propagation. The second purpose of the proposed algorithm is to get rid of this blurring problem. There has been an algorithm that overcomes the motion-compensating problem using the Sinc-function interpolation. And the proposed algorithm uses the method that makes the first intra-picture be a reference picture of all the inter-pictures of GOP (Group of Picture). In this thesis, the results of experiments which conducted by the bi-linear interpolation, the Sinc-funcion interpolation, and the proposed algorithm will be shown. The proposed algorithm not only decodes fast but also manages memories efficiently.