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H.264/AVC에서 비트율 제어와 시각 인지도를 고려한 영상화질 개선 기법

Improving Video Quality with Bitrate Control and Visual Recognition in H.264/AVC

초록/요약

H.264/AVC는 2003년에 국제 표준화 기구인 ITU-T와 ISO/IEC가 발표한 동영상 표준 규격이다. 높은 범용성으로 인하여 대부분의 영상 압축에 쓰이고 있다. 본 논문은 비트율(Bitrate) 제어에 사람의 눈에 잘 인식되는 부분의 화질을 향상하고 인식률이 낮은 부분의 화질을 낮추어 상대적으로 향상된 화질을 얻기 위한 방법을 연구하였다. 먼저 H.264/AVC 영상 부호화기에서, 장면 변화로 인한 참조 프레임의 비트 낭비를 막기 위해 장면 변화를 검출한다. 그리고 검출된 장면 변화에 대해 참조 프레임 또는 GOP (Group of Pictures)를 재설정 한다. 다음으로 배경이 같은 부분인 GOP 내에서 시각 인지도에 기초하여 물체의 움직임으로 인한 인식률이 높은 부분을 검출한다. 한 프레임 내의 검출된 부분에 따라서 인식률이 높은 부분에 대해 QP(Quantization Parameter)의 재분배로 비트율을 높임으로써 화질이 향상된다. 반대로 인식률이 낮은 부분에 대해서는 비트율을 적게 분배한다. 그리고 오차를 줄이기 위해 시각 인지도가 높은 부분의 움직임이 연속되는지를 판단한다. 그 결과, 인식되지 않을 정도의 움직임이라면 화질의 향상을 하여도 눈에 띄지 않기 때문에 비트율을 높이지 않는다. 그리하여 그 만큼의 비트율을 다른 검출된 부분으로 분배하여 비트율의 낭비를 방지하였다. 그 결과 한정된 대역폭을 갖는 전송 환경에서 영상을 향상된 화질로 이용할 수 있는 방법을 제안한다.

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목차

차례(List of Text)

제 1 장 서 론 ············································ 1

제 2 장 관련 연구 ··········································· 4
제 1 절 H.264/AVC 부호화 ······························· 4
제 1 항 H.264/AVC 부호화 개요 ························ 4
제 2 항 H.264/AVC 부호화 방법 ························ 5
1 움직임 예측 및 추정 ································ 7
2 변환 부호화 및 양자화 ······························ 9
3 엔트로피 부호화 ····································· 10
4 루프 필터 ··········································· 10

제 2 절 비트율 제어 방법 ································ 12
제 1 항 H.264/AVC의 비트율 제어 ····················· 12
제 2 항 JM의 비트율 제어 알고리즘 ··················· 16

제 3 절 시각 인지도 기반 화질 향상 기법 ·············· 19
제 1 항 움직임 특성에 대한 시각인지도 ··············· 20
제 2 항 가장자리 특성에 대한 시각인지도 ············ 21
제 3 항 기존 연구의 분석 ····························· 22


제 3 장 비트율 제어와 시각 인지도 기반의 화질 향상 기법
························································ 24
제 1 절 기존 연구의 개선 방안 ·························· 24
제 2 절 제안한 비트율 제어 알고리즘 ··················· 25

제 4 장 실험 및 결과 분석 ································ 29
제 1 절 실험 개요 ········································ 29
제 2 절 실험 결과 및 고찰 ······························· 30

제 5 장 결 론 ··········································· 34

참고문헌 ····················································· 35
Abstract ····················································· 37

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