VC-1 비디오 디코더의 최적화 구현

Abstract

2003년 9월 Microsoft사는 영화/방송설비를 위한 규격을 책정하고 있는 단체인 SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)에 자사의 최신 영상 압축 포맷인 WMV9(Windows Media？？ Video Version 9)을 압축기술 표준의 하나로서 신청했다. 이후 2006년 4월 마침내 SMPTE는 명칭을 VC-1(SMPTE 421M)으로 최종 결정한 뒤 정식으로 발표하였다. VC-1 비디오 코덱은 고화질의 동영상 재생과 가벼운 처리 부하의 두 가지를 만족하는 목적으로 다양한 기술을 포함하고 있다. 따라서 VC-1은 H.264/AVC보다 두 배 빠르게 HD급 영상을 디코딩하면서도 H.264/AVC와 압축률은 동일하다. 이미 유럽 등에서는 지상파와 위성방송에서 VC-1을 사용한 영상을 전송하는 실험도 실시되고 있고 디지털 시네마에서도 이용되고 있다. 또한 차세대 DVD 표준이 될 HD-DVD와 Blu-Ray Disc의 표준 코덱으로 채택되었다. 본 논문에서는 이처럼 차세대 영상코덱으로 부상하고 있는 VC-1 비디오 압축 규격을 Main 프로파일로 제한한 후, 연산량을 최소화하여 제한된 하드웨어 자원을 가지고 있는 PMP나 PDA 등, 휴대용 미디어 플레이어상에서 최적의 성능을 낼 수 있는 디코더를 구현하였다. 통합코덱 소프트웨어인 FFmpeg의 VC-1 디코더 소스를 기반으로 하여 비디오 디코딩 과정에서 손실 없이 최적화 되도록 기존의 C 소스를 수정 보완하고 그 성능을 비교, 분석하였다. 먼저 전체적인 구조상에서 산술적인 연산과 메모리 사용에 있어서 중복되지 않도록 최적화 작업을 수행한 다음 디코더의 구성요소인 움직임 보상(Motion Compensation), 역변환(Inverse Transform) 등에서 최적화 알고리즘을 적용하고 연산의 중복, 메모리 이용의 중복 등을 찾아내어 이를 최적화하였다. 마지막으로 제안한 최적화 방법을 PC 환경에서 모의 실험을 통해 성능을 비교 검증하였다.; On April 3, 2006, SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers) announced the formal release of the VC-1 standard as SMPTE 421M. Its most popular implementation is MicrosoftR Windows MediaR Video 9. In case of VC-1, higher-resolution moving images can be reproduced despite its lower processing of coded data, while its load of calculation during compression and decompression is found to be much less than H.264. In the terrestrial and satellite broadcast space, a recent project at the International Broadcasting Convention (IBC) demonstrated how to deliver VC-1 Series content via DVB-T and DVB-S. As another example, VC-1 technology is also used to compress movies in HD and multi-channel audio for projection in commercial theaters. And Both HD-DVD and Blu-ray Disc, the leading next generation optical media formats, have adopted VC-1 as a mandatory video standard, meaning their video playback devices will be capable of decoding and playing video-content compressed using VC-1. This paper proposes VC-1 decoder which optimaly implemented by minimizing the amount of operation. This VC-1 video decoder is satisfied with VC-1 Main profile. VC-1 source code for reference is Linux-based open source in FF-MPEG Group. This proposed decoder includes some new algorithms for implementing Inverse transform, Motion Compensation and optimizing total structure & memory. After minimizing the amount of operation on the PC, it analyzed the performance of the decoder, and focus that it is almost two times faster than that of FF-MPEG.