적응적 경판정 출력을 이용한 고속 분산 비디오 복호화 기술 (Adaptive Hard Decision Aided Fast Decoding Method in Distributed Video Coding)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 - SP / 47권 / 6호 / 66 ~ 74페이지
· 저자명 : 오양근, 심혁재, 전병우

초록

최근 부호화기의 성능 및 전력이 제한된 환경을 위한 비디오 부호화 기술로 분산 비디오 부호화 기술 (DVC : Distributed Video Coding)이 각광받고 있으며, Wyner-Ziv (WZ) 부호화 기술은 이의 대표적인 기술이다. WZ 부호화기는 기존 인트라 부호화 기술과 채널 부호를 사용하여 각각 키 (key)프레임과 WZ 프레임을 독립적으로 부호화한다. WZ 복호화기는 프레임 간시간적 유사도를 기반으로, 복호화 된 키 프레임으로부터 보조 정보 (Side Information)를 생성한다. 보조 정보는 가상의 채널잡음이 존재하는 WZ 프레임으로 간주되고, 가상의 채널 잡음은 채널 부호 복호화 과정을 통해 제거된다. 따라서 WZ 부호화기술의 성능은 채널 부호의 성능에 크게 좌우된다. 현존하는 채널 부호 중 LPDC 채널 부호와 Turbo 채널 부호는 강력한 에러 정정 능력을 가지고 있으며, 확률적인 계산을 기반으로 반복적인 복호화 알고리즘을 수행하는 것이 특징이다. 하지만 반복적인 복호화 과정은 상당히 소모적인 과정으로 WZ 복호화기의 복잡도를 증가시킨다. 실제 WZ 부호화 기술에 LDPCA 채널부호를 사용한 경우, WZ 복호화기 전체 복잡도에서 채널 복호화 과정이 차지하는 비율은 평균 60%에 이른다. 채널 복호화 과정 복잡도의 감소를 위해 채널 부호 분야에서 제안되었던 HDA (Hard Decision Aided) 방법을 LDPCA 채널 부호에 적용할경우, 채널 복호화 과정의 복잡도는 상당히 줄어든다. 하지만 HDA 방법 적용을 위해 설정할 경계치에 따라 율 왜곡 측면에서상당한 성능 저하가 있을 수 있으며. 적정 경계치는 영상마다 각각 다르다. 이에 본 논문에서는 영상의 특성에 따라 경계치가설정되는 적응적 HDA 방법을 제안한다. 제안 방법은 적정 율 왜곡 성능을 유지하며, 채널 복호화 과정 및 WZ 복호화 과정에서 각각 약 62%, 32%의 시간 절감 성능을 보인다.

영어초록

Recently distributed video coding (DVC) is spotlighted for the environment which has restriction in computing resource at encoder. Wyner-Ziv (WZ) coding is a representative scheme of DVC. The WZ encoder independently encodes key frame and WZ frame respectively by conventional intra coding and channel code. WZ decoder generates side information from reconstructed two key frames (t-1, t+1) based on temporal correlation. The side information is regarded as a noisy version of original WZ frame. Virtual channel noise can be removed by channel decoding process. So the performance of WZ coding greatly depends on the performance of channel code. Among existing channel codes, Turbo code and LDPC code have the most powerful error correction capability. These channel codes use stochastically iterative decoding process.
However the iterative decoding process is quite time-consuming, so complexity of WZ decoder is considerably increased.
Analysis of the complexity of LPDCA with real video data shows that the portion of complexity of LDPCA decoding is higher than 60% in total WZ decoding complexity. Using the HDA (Hard Decision Aided) method proposed in channel code area, channel decoding complexity can be much reduced. But considerable RD performance loss is possible according to different thresholds and its proper value is different for each sequence. In this paper, we propose an adaptive HDA method which sets up a proper threshold according to sequence. The proposed method shows about 62% and 32% of time saving, respectively in LDPCA and WZ decoding process, while RD performance is not that decreased.

참고자료

· 없음