초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 HEVC HDR/WCG에 맞추어 상당하게 증가한 비트 정보량을 효율적으로 부호화할 수 있는 비트율 감소 알고리즘을 연구하며, 인간의 인지 메커니즘을 고려한 인지 기반의 주관적 화질 향상 및 비트율 감소 알고리즘을 연구한다. 최종적으로, 차세대 초고품질 콘텐츠 부호화에 적합하고 인간의 시각 인지 메커니즘과 융합한 인지 비디오 부호화 (Perceptual Video Coding) 프레임워크 기반의 고효율 부호화 기법 및 딥 러닝 기술에 기반한 부호화 기법에 대하여 연구한다.

□ 연구 목표대비

□ 연구개요
본 연구에서는 HEVC HDR/WCG에 맞추어 상당하게 증가한 비트 정보량을 효율적으로 부호화할 수 있는 비트율 감소 알고리즘을 연구하며, 인간의 인지 메커니즘을 고려한 인지 기반의 주관적 화질 향상 및 비트율 감소 알고리즘을 연구한다. 최종적으로, 차세대 초고품질 콘텐츠 부호화에 적합하고 인간의 시각 인지 메커니즘과 융합한 인지 비디오 부호화 (Perceptual Video Coding) 프레임워크 기반의 고효율 부호화 기법 및 딥 러닝 기술에 기반한 부호화 기법에 대하여 연구한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
연구목표:
❑ 비트율 및 화질 개선
⦁ 비트율 개선 측면에서 개별 연구를 통하여 HEVC 참조 소프트웨어 버전 16.10 대비 비트율 5%의 부호화 효율 향상
⦁ 화질 개선 측면에서 객관적인 화질은 유지하면서 시각 인지체계의 특징 및 딥 러닝을 기반으로 주관적인 화질 향상
❑ 율-제어 기법
⦁ 율 제어 측면에서 HEVC 대비 0.2% 이내의 오차로 제어 시 오류를 최소화
❑ 복잡도 개선
⦁ 제안된 기법을 위한 고속화 알고리즘 연구를 통하여 부호화기 복잡도 50% 개선
⦁ GPU 병렬처리 기반의 SW부호화 시스템 기술 개발 및 확보

연구결과:
❑ 비트율 및 화질 개선
⦁ HEVC 참조 소프트웨어 버전 16.10 대비 비트율 최대 5%의 부호화 효율 향상
⦁ 화질 개선 측면에서 객관적인 화질은 유지하면서 시각 인지체계의 특징 (JND)을 기반으로 주관적인 화질 향상 (컬러 오류 제거 기법)
❑ 율-제어 기법
⦁ 율-제어 측면에서 HEVC 비디오 스트림에 대한 two-step 최적 제어 방법 제시함
❑ 복잡도 개선
⦁ 제안된 기법을 위한 고속화 알고리즘 연구를 통하여 HEVC 16.0 부호화가 복잡도 51% 개선
⦁ 알고리즘 수준에서 병렬 처리 구조 확보

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구에서 개발된 결과물 등은 다음의 측면에서 그 중요성을 강조할 수 있다.
❑ HEVC HDR 콘텐츠 관련하여 컬러 오류 제거 알고리즘은 기본 방법보다 우수하며, 비트율 증가도 매우 적음. 따라서 해당 기술에 대한 특허 출원/등록을 진행하여 원천 기술로 확보하고자 함
❑ 제안된 고속화 기법은 최대 65%까지 계산량 감소(속도향상) 결과를 나타내었으며 실제 PC 클라우드 기반 HEVC 인코딩 시스템에서 효과를 볼 수 있음
❑ 딥 러닝 기반의 부호화 기법 중 부화소 추정 기법은 기존 모델보다 QP 범위를 일반화하여 성능을 개선하여 기존 개벌 QP마다 모델을 가진 방법보다는 복잡도가 적음. 해당 기법은 DNNVC 표준화 기고서로 준비할 예정임
❑ 딥 러닝 기반의 부호화 기법 중 양방향 참조 기법의 화질 개선을 통한 모델을 통해 화질이 개선되었으며 비트율은 감소하는 효과를 보임. 해당 기술은 기술 특허 출원을 준비 중임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 가. 연구의 개요 ... 3
• 나. 국내·외 연구동향 ... 4
• 다. 연구의 필요성 및 중요성 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• (1) 1차년도(2016. 11. 1. ~ 2017. 10. 31.) ... 6
• (2) 2차년도(2017. 11. 1. ~ 2018. 08. 31.) ... 13
• (3) 3차년도(2018.9.1. ~ 2019.6.30.) ... 16
• (4) 4차년도(2019.7.1. ~ 2020.10.31.) ... 19
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 26
• 가. 비트율 및 화질 개선 ... 26
• 나. 복잡도 개선 ... 26
• 4. 참고문헌 ... 27
• 5. 연구성과 ... 28
• 끝페이지 ... 31