색 공간 내 중복 정보 감소를 위한 HEVC 스크린 콘텐츠 부호화 기법 성능 분석

Abstract

최근 동영상 압축에 관한 국제 표준화 기구인 JCT-VC (Joint Collaborative Team on Video Coding) 에서는 High Efficiency Video Coding (HEVC)의 확장 표준으로 HEVC/Range Extension (HEVC/RExt)의 개발을 완료하고 스크린 콘텐츠 동영상의 부호화기술을 위한 표준인 HEVC/Screen Content Coding (HEVC/SCC)을 제정 중이다. 기존 동영상 압축 과정에서는 이미지 센서로부터 취득한 RGB 영상을 변환하여 부호화를 수행하는 반면에 애니매이션, 그래픽스 등 컴퓨터로 합성한 영상을 일컫는 스크린 콘텐츠의 경우는 색 공간의 변환이 주관적 화질을 심각하게 열화 시킬 수 있으므로 기존 RGB 색 공간을 유지하며 효율적으로 색 공간 내 정보의 중복성을 줄이기 위한 부호화 기법이 필요하다. 본 논문에서는 HEVC/RExt.와 HEVC/SCC에서 개발한 스크린 콘텐츠 동영상 압축을 위한 색 요소 예측 기법과 루프 내 색 공간 변환 기술의 성능을 분석한다. 실험 결과에 의하면 색 요소 예측 기법은 평균 약 11.7% BD-rate 감소, 색 공간 예측 기법은 평균 약 16.4% BD-rate 감소를 보인다. 그러나 두 기법이 동시에 적용되는 경우 약 18.2%의 BD-rate 감소를 보여 두 기법의 부호화 효율이 약 9.9% 중첩된다. 본 결과를 응용하여 두 기법이 배타적으로 선택이 되게끔 부호기 고속화를 수행하는 경우 약 0.3%의 부호화 손실로 93%의 부호화 측정 시간을 제공한다. JCT-VC (Joint Collaborative Team on Video Coding) continues developing HEVC/Screen Content Coding (HEVC/SCC) as an extension for efficiently coding screen content videos, including computer animations, graphics, and electrical documents, based on HEVC/Range extension (HEVC/RExt.). Color space conversion from RGB space being captured from CCD sensors is popular in natural video coding. However, the conversion is often undesired for screen contents because of a significant loss in perceptual quality. Therefore, several coding tools including cross-component prediction (CCP) and in-loop adaptive color space transform (ACST) have been developed for an efficient screen content video coding in order to reduce the redundancies between color spaces while maintaining the original color space. In this paper, we review the two coding tools, i.e., CCP and ACST exploiting the correlation in the RGB color space and conduct the performance analysis of the coding tools. In our simulation results, CCP and ACST provide 11.7% BD-rate saving and 16.4% BD-rate saving, respectively, while the two coding tools provide 18.2% BD-rate saving in total. Following this idea, if the two coding tools are exclusively selected, we provide 93% encoding measurement time with a 0.3% coding loss.