초록 ▼

이동통신에 대한 관심이 고조되면서 많은 개인용 이동통신기기들이 보급되었으며, 이에 따른 다양한 서비스가 개발되고 있다. 이러한 서비스중에 이동통신단말기들은, 통신서비스의 형태가 아날로그통신의 형태에서, CDMA 등의 디지털 방식으로발전해 왔으며, 이는 최근 Multimedia 산업의 발전과 관련하여 디지털 신호처리기술의 발전과 더불어 매우 중요한 의미를 가진다. 즉, 이러한 디지털 이동통신기술은, 기존의 디지털화상전화기의 기술과 접목되어 궁극적으로는 이동통신용 화상전화기의 출연을 예고하고 있는 것이다. 실제로, 이러한

이동통신에 대한 관심이 고조되면서 많은 개인용 이동통신기기들이 보급되었으며, 이에 따른 다양한 서비스가 개발되고 있다. 이러한 서비스중에 이동통신단말기들은, 통신서비스의 형태가 아날로그통신의 형태에서, CDMA 등의 디지털 방식으로발전해 왔으며, 이는 최근 Multimedia 산업의 발전과 관련하여 디지털 신호처리기술의 발전과 더불어 매우 중요한 의미를 가진다. 즉, 이러한 디지털 이동통신기술은, 기존의 디지털화상전화기의 기술과 접목되어 궁극적으로는 이동통신용 화상전화기의 출연을 예고하고 있는 것이다. 실제로, 이러한 개념의 서비스를 목표로한 차세대의 이동통신을 위한 국제적표준이 IMT-2000이라는 이름으로 제정되기 위하여 연구 및 개발이 진행중에 있다. 그러나 현재까지의 진행상황을 볼 때 아직까지 영상부호화의 영역까지 이동통신 환경을 위한 최적화 및 새로운 기법이 제안되어있지 않은 상태이다.본 연구에서는 이와 같은 필요에 의해 저전송율을 가지면서 error prone환경에서 최적의 성능을 발휘하는 동영상 부호화 방식을 연구하였다. 이러한 동영상 부호화 방식으로서MPEG-4의 초기 표준화 과정상에서 주목을 받았던 Fractal Coding과 VectorQuantization(VQ)을 이용한 Coding 방식에 대해 연구하였고, 기존의 유선망에서 영상단말기용 Codec으로 이미 널리 쓰이고 있는 H.263을 이용하여 이를 이동통신환경에 맞게 설계하는 방식에 대해 연구했다.첫 번째 제안 방법인 Fractal Coding에서는 대표적인 프랙탈 동영상 부호화 방식인Fisher등의 방법, Hurtgen등의 방법, 그리고 Lazar의 제안 기법들을 연구하였다. 이를 통하여 프랙탈을 이용하는 동영상 부호화는 프랙탈 정지 영상 부호화와는 달리, 시간적 중복성을 효과적으로 제거할 수 있는 방법이 용이하지 않으며, 또한 계산상의 부하가 과다한 단점을 알 수 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 FDM(Fractional DifferencingModel)을 이용하여 동영상부호화 알고리즘을 제안하였고 제안 알고리즘으로 이전의 기법들에 비하여 화질이나 압축율, 부호화 시간면에서 월등한 향상을 보였다.두 번째 제안 방법인 VQ를 이용한 부호화 기술 연구에서는 부호화 부담을 줄이기 위해 Classified VQ방식을 적용하였고, Error Resilient한 Codec을 설계하기 위하여 이중벡터위치정보 부호화방식을 제안하였다. 이에 따라 에러환경에서 기존 시스템보다 개선된codec을 만들 수 있었다.세 번째 제안방식인 H.263을 이용한 화상 전화 시스템의 개발 연구를 수행함에 있어우선적으로 오류은닉 기법에 대한 연구를 수행하였다. H.263의 구성상 부호화된 데이터는INTER 픽쳐가 대부분을 차지하므로 INTER 픽쳐에서 발생할 수 있는 에러에 주된 관심을갖고 연구를 수행하였다. 연구결과, 기존의 BMA(Boundary Matching Algorithm)를 개선한 여러 방법들을 개발하였으며, 실제 시스템의 구현시 가장 적절한 방법임을 알 수 있었다.이와 같이 본 연구의 결과는 이동통신 채널에서 영상을 전송하는데 대한 기초자료로서활용 가능할 뿐 아니라 제안된 방식을 통해 추가적인 연구개발이 계속될 때에 이를 제품화하는데중요한 역할을 수행할 것으로 기대된다.

Abstract ▼

Recently, the interest of wireless communication grows uprapidly and various types of wireless communication service are widely offered. Mostparts of communication technology have been evolved from analog to digital domain inconnection with the highly developed concepts for multimedia ser

Recently, the interest of wireless communication grows uprapidly and various types of wireless communication service are widely offered. Mostparts of communication technology have been evolved from analog to digital domain inconnection with the highly developed concepts for multimedia services. This bearsvery important meaning for the services which are available in the near future. Thatis, we can easily expect the advent of wireless video phone system. Actually, theinternational wireless communication standard which is called IMT-2000 is understandardization. This standard already aimed at this multimedia concept. But thedevelopment is so tardy that the wireless moving picture service is not available, yet.In this project, we have researched and explored the coding methods which areapplicable in low bit-rate and error prone environments. For these, we chose threerepresentative methods. Two of them are new coding schemes which were studied inthe first stage of MPEG-4 standardization. The first is fractal coding based onfractional differencing model. The second is error-resilient vector quantization scheme,and the third is modified H.263 incorporated with error concealment scheme.In the first method, fractal Coding, the Fisher's, the Hurtgen's, and the Lazar'smethod which is representative fractal motion picture coding scheme is simulated.From this simulation result, fractal motion picture coding has a difficulties in reducingtemporal redundancy and in calculating time. To solve this problem, we suggest theFDM(Fractional Differencing Model) and that suggested method is superior toconventional fractal approaches in compression ratio, and coding time.In the second method, coding shceme based on Vector Quantization, we adoptClassified VQ to decrease coding time, and to build error resilient Codec, we devicedduplicate vector position code. As following to this method, more credible codecsystem in error prone environment is completed.In the last method, Error controlled H.263 system, we researched error concealmentscheme at first. The data which is coded with H.263 scheme is mostly possessed byINTER picture data rather than INTRA picture data. we worked with BMA(BoundaryMatching Algorithm) to recover lost motion vectors, and moreover proposed somevariant BMA. And we also knew from the above three results that this last method ismost remarkable in many ways.Therefore, the results of this project are not only useful to make basic analysis forwireless video communications but also able to make an important role in compositionof wireless video communication product with the additional practical researches.

목차 Contents

• 1. 서론...7
• 2. 연구방법 및 이론...9
• 2.1. 기존의 유선망에서의 화상전화기 및 이동 통신 채널상에서의 적용 가능성...9
• 2.1.1 H.263을 이용한 영상 부호화...9
• 2.1.2 이동 통신환경에서의 제약점...10
• 2.1.3 이동 통신상에서 생길 수 있는 화질의 열화모델...11
• 2.2. Fractal Coding을 이용한 영상 부호화...12
• 2.2.1 프랙탈 동화상 코덱의 활용 방안...12
• 2.2.2 기존 프랙탈 동화상 압축 방식의 문제점과 개선방안...12
• 2.2.3 FDM과 움직임 보상을 이용한 프랙탈 동화상 하이브리드 코덱 설계...17
• 2.3. Vector Quantization을 이용한 영상부호화...20
• 2.3.1 Vector Quantization...20
• 2.3.2 벡터분류기법...22
• 2.3.3 Vector Quantization 기반의 동영상 부호화...24
• 2.3.4 에러환경에서의 저항성...29
• 2.4. 오류은닉 기법...31
• 2.4.1 기존의 Boundary Matching Algorithm...31
• 2.4.2 Fast Algorithm for modified BMA...35
• 2.4.3 Gradient based BMA...36
• 2.4.4 Jointly Optimized BMA...37
• 3. 결과...38
• 3.1. Fractal Coding...38
• 3.2. Vector Quantization...39
• 3.2.1 Vector Quantization을 이용한 Codec의 부호화 결과...40
• 3.2.2 에러 발생 실험 결과...40
• 3.3. Various Error Concealment Scheme...41
• 3.3.1 Fast Algorithm for Modified BMA...41
• 3.3.2 Gradient based BMA...42
• 3.3.3 Jointly Optimized BMA...43
• 4. 고찰...44
• 5. 결론...44
• 6. 참고문헌...45