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제안 방법
- 한 슬라이스 내에서 부호화할 CTU의 개수가 적을 수록 또는 비트율이 낮은 환경일수록 context의 실제 확률과 유사한 초기화 값을 사용하는 것이 압축 효율 측면에서 높은 이득을 얻을 수 있다. VVC 표준화에서는 컨텍스트 확률들의 초기화 값을 결정하기 위해 CTC(Common Test Condition)에서 정의된 환경 (영상 및 부호화 예측 구조, QP 범위) 뿐만 아니라 높은 QP(Quantization Parameter)와 다양한 영상들을 이용하여 트레이닝이 된 최적의 확률 값을 초기화 값으로 정하였다. context들의 확률은 슬라이스 타입에 따라 정의되어 복호화할 슬라이스 타입에 따라 다른 초기화 값이 사용된다.
- 본 고에서는 H.265/HEVC 엔트로피 코딩과 비교하여 VVC에서 새롭게 추가된 context 확률 예측 방법과 context-coded bin 수 제한을 갖는 잔여 계수 엔트로피 코딩 방법과 변경된 확률 초기화 방법, CABAC range sub-interval 유도 방법 등을 알아보았다. 이러한 기술들로 인해 VVC의 엔트로피 코딩은 처리율의 감소를 최소화하면서 압축 성능을 향상시킬 수 있었다.
- 본 고의 Ⅱ장에서는 H.265/HEVC 엔트로피 코딩과 비교하여 VVC의 엔트로피 코딩에서 새롭게 추가된 기술들과 변경된 확률 초기화 방법, CABAC range sub-interval 유도 방법 등을 알아본다. 그리고 Ⅲ장에서는 VVC 표준화 회의에 보고된 자료를 토대로 채택된 기술들로 인한 압축 성능 변화 및 엔트로피 코딩의 처리율 변화를 알아보며 Ⅳ장에서는 결론을 맺는다.
- 265/HEVC의 다음 동영상 압축 표준을 만들기 위한 사전 준비 작업을 위해 Joint Video Exploration Team(JVET)을 설립하였다. 전 세계의 동영상 압축 전문가들이 압축 성능을 향상시킬 수 있는 다양한 코딩 툴들을 제안하였으며 제안된 코딩 툴들이 융합되어 H.265/HEVC의 참조 소프트웨어인 HM 대비 약 35%의 압축 효율을 갖는 소프트웨어 JEM을 개발하였다. JEM을 통하여 새로운 표준에 대한 실현 가능성을 확인하였고 2018년 4월 Call for Proposal을 시작으로 H.
- CD 이후 엔트로피 코딩 분야에서는 압축 성능 측면에서의 약간의 손해는 있더라도 고비트율에서의 매우 높은 처리율로 엔트로피 부호화 및 복호화를 가능하게 하는 기술들이 제안되고 있다. 파나소닉과 칩스앤미디어는 CABAC을 수행하지 않고 이진열을 그대로 전송하는 CABAC skip mode[6]를 제안하였으며 인텔과 HHI는 CABAC range sub-interval 유도 시, shift 연산만을 이용하는 방법을 제안하였다[7-8]. 이러한 기술 들이 산술 엔트로피 코딩의 처리율 문제를 해결할 수 있는 방법이기 때문에 향후 채택 가능성이 높은 기술로 판단된다.
이론/모형
- Context-coded bin의 엔트로피 복호화가 수행된 뒤, 해당 context에 대한 확률의 갱신의 수행된 다. H.265/HEVC는 확률의 갱신 시, MPS가 발생될수록 확률 변경의 간격이 좁아지는 로그 형태의 규칙을 LUT 방식으로 사용하였다. VVC 엔트로피 코딩의 확률 갱신은 선형 방정식을 이용한 확률 갱신을 사용하며 모든 context 마다 확률 갱신의 속도를 조절하기 위한 상수값(shiftIdx)을 사용하여 갱신된 2개의 확률에 대한 인덱스를 유도한다.
- 기존 H.264/AVC와 H.265/HEVC는 LPS의 확률에 대한 range 계산 시, 곱셈 연산을 수행하지 않고 발생가능한 range를 4개의 구간으로 샘플링하여 근사화된 range를 LPS 확률 인덱스로 매핑하는 64x4 크기의 테이블을 이용하는 LUT(Look-Up Table) 방식을 사용했다. 하지만 LUT 방식도 확률의 정밀도가 높아서 테이블의 크기가 큰 경우에는 곱셈 연산을 수행하는 것과 비교하여 처리율 측면에서 큰 차이가 나지 않기 때문에 VVC의 산술 엔트로피 복호화는 H.
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