공간적 유사성과 심볼단위 오류정정 채널 코드를 이용한 경량화 비디오 부호화 방법

Abstract

기존의 부호화 기술은 부호화기의 복잡도가 복호화기에 비해 매우 높은 구조로 이루어져 있다. 하지만 최근에 부호화기 복잡도의 대부분을 차지했던 움직임 예측/보상과정을 없애는 경량화 부호화 구조에 대한 연구가 중요해졌다. Wyner-Ziv 부호화 기술은 이의 대표적인 기술로서 부호화기는 단순히 현재 프레임에 대한 패리티 정보만을 생성하며 프레임 간 유사성을 이용하는 어떠한 처리절차도 행하지 않기 때문에 종래의 기술에 비해 매우 간단한 구조를 갖는다. 하지만 Wyner-Ziv 부호화 구조에서는 잡음이 많은 보조영상을 복호화에 이용 할 경우 채널 코드의 복호화 오류가 발생한다. 이러한 복호화 오류는 특히 영상 간 유사성이 적어 보조정보를 잘 만들 수 없는 경우 더 많이 발생하며 복원된 영상에 마치 Salt & Pepper와 같은 형태의 잡음으로 나타난다. 이러한 잡음은 비록 그 발생빈도가 적더라도 복원된 영상의 주관적인 화질을 상당히 떨어뜨리는 요소로 작용하므로 이전에는 공간적 유사성을 이용하여 이러한 오류를 정정하는 선택적 미디언 필터를 사용한 경량화 부호화 방법을 제안하였었다. 하지만 이전 방법에서는 텍스처가 복잡한 영상의 경우, 필터적용에 따른 텍스처의 손실이 오류정정으로 얻는 이득보다 더 큰 경우가 발생하는 문제점이 있었다. 따라서 본 논문에서는 선택적 미디언 필터에 복원영상과 보조정보 내 잡음에 관한 정보를 제공함으로써 필터링에 따른 텍스처의 손실을 최소화하는 향상된 경량화 부호화 방법을 제안한다. 실험결과는 이전 방법에 비해 최대 0.84dB에 이르는 성능향상을 보였다. In conventional video coding, encoder complexity is much higher than that of decoder. However, investigations for lightweight encoder to eliminate motion prediction/compensation claiming most complexity in encoder have recently become an important issue. The Wyner-Ziv coding is one of the representative schemes for the problem and, in this scheme, since encoder generates only parity bits of a current frame without performing any type of processes extracting correlation information between frames, it has an extremely simple structure compared to conventional coding techniques. However, in Wyner-Ziv coding, channel decoding errors occur when noisy side information is used in channel decoding process. These channel decoding errors appear more frequently, especially, when there is not enough correlation between frames to generate accurate side information and, as a result, those errors look like Salt & Pepper type noise in the reconstructed frame. Since this noise severely deteriorates subjective video quality even though such noise rarely occurs, previously we proposed a computationally extremely light encoding method based on selective median filter that corrects such noise using spatial correlation of a frame. However, in the previous method, there is a problem that loss of texture from filtering may exceed gain from error correction by the filter for video sequences having complex torture. Therefore, in this paper, we propose an improved lightweight encoding method that minimizes loss of texture detail from filtering by allowing information of texture and that of noise in side information to be utilized by the selective median filter. Our experiments have verified average PSNR gain of up to 0.84dB compared to the previous method.