Novel source coding methods for optimising real time video codecs.

The quality of the decoded video is affected by errors occurring in the various layers of the protocol stack. In this thesis, disjoint errors occurring in different layers of the protocol stack are investigated with the primary objective of demonstrating the flexibility of the source coding layer. In the first part of the thesis, the errors occurring in the editing layer, due to the coexistence of different video standards in the broadcast market, are addressed. The problems investigated are ‘Field Reversal’ and ‘Mixed Pulldown’. Field Reversal is caused when the interlaced video fields are not shown in the same order as they were captured. This results in a shaky video display, as the fields are not displayed in chronological order. Additionally, Mixed Pulldown occurs when the video frame-rate is up-sampled and down-sampled, when digitised film material is being standardised to suit standard televisions. Novel image processing algorithms are proposed to solve these problems from the source coding layer. In the second part of the thesis, the errors occurring in the transmission layer due to data corruption are addressed. The usage of block level source error-resilient methods over bit level channel coding methods are investigated and improvements are suggested. The secondary objective of the thesis is to optimise the proposed algorithm’s architecture for real-time implementation, since the problems are of a commercial nature. The Field Reversal and Mixed Pulldown algorithms were tested in real time at MTV (Music Television) and are made available commercially through ‘Cerify’, a Linux-based media testing box manufactured by Tektronix Plc. The channel error-resilient algorithms were tested in a laboratory environment using Matlab and performance improvements are obtained

Fading 채널의 오류율에 따라 오류 강건 기능을 선택하는 방법에 관한 연구

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 공과대학 전기·정보공학부, 2018. 2. 채수익.본 논문은 bit error rate가 큰 무선망을 통하여 영상 데이터를 전송할 때, 전송 도중 오류가 발생하면 손상된 packet에서 오류가 없는 부분의 데이터를 최대로 복원하고, 복원이 불가능한 부분은 오류 은닉 알고리즘을 적용하도록 수정된 HEVC (High Efficiency Video Coding) 알고리즘을 제안한다. 제안한 코딩 알고리즘은 데이터 오류를 복원하기 위하여 3가지 방법을 사용한다. 첫 번째는 HEVC에서 slice body에 내장된 모션 벡터 정보를 slice header로 옮겨, error correct 코딩 방식으로 모션 벡터 정보에 오류가 발생하여 확산될 확률을 줄였다. 두 번째, 하나의 slice에서 오류가 발생한 경우에 해당 slice 전체가 아닌 오류가 발생한 일부분만을 버리기 위하여 각 slice를 k개의 sub-slice로 분할한 후, 오류가 발생한 부분은 국한하고 오류가 없는 부분은 복원하도록 하였다. 마지막으로, 하나의 sub-slice 안에서 CTU 단위의 오류 검출 및 은닉 과정을 수행하기 위하여 SAO bin부터 terminating bin 전까지의 bin 수에 대한 modulo-k를 전송하고, 해당 값을 확인하여 오류 발생 여부를 검출하도록 하였다. 실험은 HEVC test sequence ClassB (BasketballDrive, BQTerrace, Cactus, Kimono, ParkScene)에 대하여 압축률 10:1과 100:1 (QP 17, 37), Low delay-B 환경에서 수행하였으며, HM-SCM 코드를 기준으로 성능을 측정하였다. 이 때, 화면에서 CTU 한 줄을 하나의 slice로 가정하였으며, sub-slice 분할 방식과 modulo의 전송은 모션 벡터 protection을 기반으로 구현하였다. 실험 결과, 압축률 10:1, 64x64 CTU를 기준으로 slice 당 오류가 약 0.0023개보다 적다면 모션 벡터 정보를 protect하지 않고 오류 은닉도 수행하지 않은 경우의 화질이 가장 좋았고, 0.0023개에서 0.01개 사이로 발생하는 경우에는 sub-slice 분할 없이 modulo-4하여 전송하는 것이 가장 효과적이었다. Slice 당 오류가 약 0.02개에서 0.1개 사이로 발생하였을 때는 slice를 5개로 분할하며 modulo-8을 하여 전송하는 것이 가장 좋았으며, 0.2개보다 많이 발생하는 경우에는 slice를 5개로 분할하고 modulo-16하는 방식이 화질 개선 측면에서 가장 효과가 있었다.제 1 장 서 론 1 1.1 연구의 배경 1 1.2 관련 연구 2 1.2.1 오류 복원 알고리즘 2 1.2.2 오류 은닉 알고리즘 3 1.3 논문의 구성 5 제 2 장 Wireless Network 6 2.1 Wireless Network 채널과 Fading 현상 6 2.2 Packet의 개념과 Packet Loss 7 제 3 장 모션 벡터 정보의 Protection 10 3.1 Exponential-Golomb 코딩 방식 10 3.2 Parity bit의 개념 11 3.3 구현 방식 12 3.4 모션 벡터 정보를 이용한 오류 은닉 13 제 4 장 오류 복원 알고리즘 15 4.1 Sub-slice 분할 15 4.1.1 Error Localization 15 4.1.2 Sync marker 구현 16 4.1.3 Emulation Prevention bit 구현 18 4.2 CTU 단위 오류 은닉 및 복원 19 4.2.1 CTU 내 bin 수 비교를 통한 오류 검출 19 4.2.2 CTU 단위 오류 은닉 20 제 5 장 실험 결과 22 제 6 장 결 론 42Maste