HEVC에서 인코더 계산 복잡도 개선 및 분할 정보 부호화 방법

Abstract

본 논문에서는 참조 프레임 혹은 시간적으로 이전에 부호화한 프레임을 통해 현재 프레임의 LCU 분할구조를 예측하여 부호화하는 방법을 제안한다. HEVC에서는 CU로 부호화 및 복호화를 수행하는데, CU의 기본이 되는 LCU 단위로 영상의 특성에 따라 분할구조를 결정하여 영상을 적응적으로 부호화한다. 이 때, 현재 부호화하려는 LCU의 분할구조와 참조 프레임 및 시간적으로 이전에 부호화한 프레임 내의 동일한 위치에 대응되는 LCU(Co-located LCU)의 분할구조는 매우 유사한 특성이 있다. 따라서 본 논문에서는 인코더의 복잡도를 낮추기 위하여 현재 LCU의 분할구조를 결정할 때, Co-located LCU의 복잡성을 통해 현재 부호화하는 LCU의 분할구조 정보를 예측하고 분할구조에 포함될 확률이 높은 CU만 부호화하는 방법을 제안한다. 제안 방법의 시뮬레이션 결과로서, 인코더만을 변경하여 인코더 복잡도를 낮추는 방법이 기존 대비 인코더 복잡도가 평균 21.3% 감소하였고, 디코더 복잡도는 거의 비슷했으며, BD-Bitrate는 최대 0.6% 증가하였다. 또한 인코더에서 분할구조를 결정할 때 LCU의 분할 정보를 예측하여 부호화하고, CU 분할 정보를 부호화 및 복호화하는 과정을 변경하는 방법을 통해 BD-Bitrate를 감소시키는 방법을 제안하였다. 제안 방법의 시뮬레이션 결과는 인코더 복잡도가 평균 22% 감소하였고, 디코더 복잡도는 거의 비슷했으며, BD-Bitrate는 최대 0.3% 정도만 증가하여 제안하는 방법의 우수함을 확인할 수 있었다. This paper proposes the coding method to predict the split structure of LCU in the current frame on the basis of the reference frame or temporally-previous frame. HEVC encoder determines split structure according to image characteristics in LCU which is an basic element of CU. The split structure of the current LCU is very similar to the split structure of collocated LCU in the reference frame or temporally-previous frame. Thus, this paper proposes the method to reduce the encoder computational complexity by predicting split structure of the current LCU on the basis of that of collocated LCU in the reference frame or temporally-previous frame. And it also proposes the method to reduce the BD-Bitrate by coding after the prediction of the CU split information. The simulation results of changing only encoder showed that the mean of encoder computational complexity was lower by 21.3%, the decoder computational complexity was negligible change and the BD-Bitrate increase by the maximum of 0.6%. Also, the method changing encoder, bitstream, and decoder improves the mean of encoder computational complexity was lower by 22%, the decoder computational complexity was negligible change and the BD-Bitrate is improved to the maximum of 0.3%. When compared with the conventional method, indicating that the proposed method is superior.