보고서 정보
주관연구기관 |
광운대학교 Kwangwoon University |
연구책임자 |
심동규
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2017-11 |
과제시작연도 |
2016 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO202000007635 |
과제고유번호 |
1711043299 |
사업명 |
개인연구지원 |
DB 구축일자 |
2020-09-26
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키워드 |
비디오 압축 표준.멀티미디어 신호처리.국제 비디오 압축 표준.스크린 콘텐츠 부호화.광 색영역 영상 부호화.고 명암비 영상 부호화.인지품질 기반 부호화.표준 특허.Video coding.HEVC.Multimedia signal processing.International video coding standard.Screen content coding.Wide color gmut video.High dynamix range video.Perceptual coding.Standard patent.
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초록
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□ 연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 차세대 비디오 압축 표준을 위한 원천 기술 연구를 목표로 한다. UHD 서비스를 위한 HEVC 표준 기술 이후, 핵심 비디오 표준 기술로 대두되고 있는 SCC (Screen Content Coding), HDR(High Dynamic Range), WCG (Wide Color Gamut), PVC (Perceptual Video Coding)에 연구를 통해 향후 3년 내의 새로운 확장 비디오 압축 표준의 원천 기술을 확보한다. 또한, HEVC 이후 비디오 압축 기술 연구를 수행하여 원천
□ 연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 차세대 비디오 압축 표준을 위한 원천 기술 연구를 목표로 한다. UHD 서비스를 위한 HEVC 표준 기술 이후, 핵심 비디오 표준 기술로 대두되고 있는 SCC (Screen Content Coding), HDR(High Dynamic Range), WCG (Wide Color Gamut), PVC (Perceptual Video Coding)에 연구를 통해 향후 3년 내의 새로운 확장 비디오 압축 표준의 원천 기술을 확보한다. 또한, HEVC 이후 비디오 압축 기술 연구를 수행하여 원천 기술과 표준 특허를 선점한다. 특히, 차세대 비디오 압축 표준의 원천 기술 확보를 위하여 4단계 순환 전략을 통해, SCI논문뿐만 아니라, 국내외 특허출원 및 등록, 국제 비디오 압축 표준화 기술 기고를 목표로 한다.
□ 연구결과
본 연구는 향후 3년 내의 새로운 확장 비디오 압축 표준의 원천 기술 연구 및 그 이후 차세대 비디오압축 기술을 연구하여, 차세대 비디오 압축 표준을 위한 원천 기술을 확보한다.
1. 새로운 확장 비디오 압축 표준을 위한 원천 기술 연구
√ HEVC 확장 표준과 관련하여 기존 HEVC의 기술을 고속화하는 다양한 연구를 진행
√ 화면내 예측, 모드결정, SAO 등 복잡도가 높은 부호화기의 고속화 수행
√ 디블로킹 필터 병렬화
√ 연구수행을 통해 기존의 HEVC 표준 대비 화질의 큰 열화 없이 부/복호화 기의 고속화 결과를 얻을 수 있었음
√ 주변의 밝기에 대한 HVS의 민감도를 모델링한 JND (Just Noticeable Difference)를 비디오 코딩에 적용함으로써, JND 모델에 따른 임계치를 기준으로 현재 코딩 유닛에 적용 가능한 최대 양자화 파라미터를 결정하여 유사한 주관적 화질에서 비트율을 절감시키는 방법을 제안
√ HDR 영상을 LDR 디스플레이 장치에서 사용하기 위해 동적 영역을 압축하는 기존 알고리즘을 연구 및 분석하고 새로운 원천 기술 개발을 목표로 함
√ HDR 영상과 톤 매핑된 SDR 영상 간 픽셀 매핑 관계를 분석, 일차원 커브 피팅을 통해 역 톤매핑 함수 유도
√ HDR 영상의 부호화 효율을 향상시키기 위한 역 톤 매핑을 이용한 HDR/SDR 영상의 계층적 부호화 방법 연구 수행
√ 참조 영상 필터링을 통한 HDR 영상의 복호화 효율 향상 연구
√ HVS 특성 연구 결과 활용: 시각적 인지 품지 모델링 연구를 위해 Contrast masking effect, Light adaptation, Temporal masking effect 등과 같은 HVS 특성을 분석한 연구들을 바탕으로, 인간의 주의 시각 관점 (Human attention) 및 주시점 (Human fixation location)에 대한 예측에 관한 연구 진행
√ PVC 알고리듬 연구: 시각적 인지 품지 모델링 연구를 위해 SSIM, EPNSR, MOVIE 등 이미지 또는 영상의 주관적 화질 측정 Metric 알고리듬을 연구하여 비디오 압축 표준에 적합한 PVC 알고리듬을 개발하기 위한 연구를 진행
√ PVC 알고리듬 기반 고효율 비디오 부호화기 구조 연구: HVS 기반의 연구 결과를 바탕으로 인지 품질 관점에서 비디오 압축에 적합한 PVC 알고리듬을 연구하여, 차세대 비디오 표준에 적합한 고효율 비디오 부호화기를 위한 모델을 연구
2. 차세대 비디오 압축 기술을 위한 원천 기술 연구
√ 본 연구과제 수행을 통해 약 20여건의 특허를 출원하였고, 1건에 대한 한국 특허 등록이 결정되고 1건에 대한 미국특허 등록 및 1건의 표준 기술 채택이 결정됨
□ 연구결과의 활용계획
과제를 통해 수행된 특허들이 비디오 부/복호화 기술 관련 핵심 기술에 해당하고, 일부 기술의 경우 현재 표준 기술 및 미래 표준 기술과의 매칭 가능성을 염두에 두고 특허 관리를 진행하고 있음
(출처 : 연구결과 요약문 5p)
Abstract
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□ Purpose& contents
The goal of the research is development of core technologies for next generation video codecs. After standardization of HEVC, one of goals is to achieve core technologies and IPR for SCC, HDR. WCG, and PVC in three years. In addition, we are developing key technologies and pat
□ Purpose& contents
The goal of the research is development of core technologies for next generation video codecs. After standardization of HEVC, one of goals is to achieve core technologies and IPR for SCC, HDR. WCG, and PVC in three years. In addition, we are developing key technologies and patents for the next decade codec. In researching of the work, we will employ four-step strategy and produce patents applications, patents registrations, and technical contribution for standardization as well as SCI papers.
□ Result
This study investigates the source technology of the new extended video compression standard within the next three years, and then investigates the next generation video compression technology and acquires the source technology for the next generation video compression standard.
1. Original technology study for new extended video compression standard
√ Conducting various studies to accelerate the technology of existing HEVC in relation to HEVC extension standard
√ Accelerates high-complexity encoders such as intra prediction, mode decision, and SAO
√ Deblocking filter parallelization
√ Through the research, it was possible to obtain the high speed of the sub / decoder without degrading the image quality compared to the existing HEVC standard
√ By applying the Just Noticeable Difference (JND) modeling the sensitivity of the HVS to the surrounding brightness to the video coding, the maximum quantization parameter applicable to the current coding unit is determined on the basis of the threshold value according to the JND model, Suggest a way to save
√ Research and analysis of existing algorithms for compressing the dynamic range to use HDR images in LDR display devices and aim at developing new original technologies
√ Analysis of pixel mapping relation between HDR image and tone-mapped SDR image, derivation of reverse tone mapping function through one-dimensional curve fitting
√ Hierarchical coding method of HDR / SDR image using reverse tone mapping to improve coding efficiency of HDR image
√ Improvement of decoding efficiency of HDR image through reference image filtering
√ Application of HVS Characteristics Study: Based on the analysis of HVS characteristics such as Contrast masking effect, Light adaptation and Temporal masking effect for visual awareness modeling study, A study on prediction of fixation location
√ Study of PVC Algorithm: Study of subjective image quality metric algorithm such as SSIM, EPNSR, MOVIE, etc. for visual recognition part modeling study and study to develop PVC algorithm suitable for video compression standard
√ Study on the structure of high efficient video encoder based on PVC algorithm: Based on the results of HVS based research, study of PVC algorithm suitable for video compression from the viewpoint of recognition quality and model for high efficiency video encoder suitable for next generation video standard
2. Source technology research for next generation video compression technology
√ We applied about 20 patents through this project, decided to register one patent in Korea and decided to register US patents and one standard technology for one patent.
□ Expected Contribution
The patents implemented through the tasks correspond to core technologies related to video /decoding technology, and some technologies are under patent management with the possibility of matching with current standard technology and future standard technology.
(출처 : SUMMARY 6p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 목차 ... 2
- 최종 평가 결과 반영 ... 3
- 연구계획 요약문 ... 4
- 연구결과 요약문 ... 5
- 한글요약문 ... 5
- SUMMARY ... 6
- 연구내용 및 결과 ... 7
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
- 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 15
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 18
- 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 19
- 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 23
- 8. 참고문헌 ... 23
- 9. 연구성과 ... 23
- 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 42
- 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 42
- 12. 기타사항 ... 44
- [별첨1] 대 표 연 구 실 적 ... 45
- [별첨2] 세부 목표 관련 증빙 ... 62
- 끝페이지 ... 105
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