인트라 프레임의 시공간적 에러 은닉 = Spatio-temporal error concealment ofintra-coded frames

국문 초록 (Abstract)

최근 정보 압축 기술의 발달로 제한된 대역폭을 통하여 많은 양의 전송이 어려웠던 영상 정보의 전송이 가능해졌다. 그러나 무선 채널이나 인터넷과 같은 에러의 발생 빈도가 높은 채널의 경우 채널에서 발생하는 전송 에러는 압축된 영상 정보에 심각한 화질 저하를 가져온다. 이것은 대부분의 영상 정보가 가변장 부호화를 사용하기 때문이며 MPEG-2 압축 알고리즘 역시 이로 인하여 전송 에러에 매우 민감하다. 압축 데이터가 채널을 통하여 전송되는 동안 비트 에러가 발생하게 되고, 에러 정정 기술로 에러를 보정할 수 없는 경우 디코더에서는 비디오의 화질 저하를 최소화하기 위해 에러 은닉 기술을 사용해야만 한다. 또한 MPEG-2의 움직임 보상 예측 방식으로 인하여 GOP의 시작 프레임인 I 프레임의 에러는 I 프레임을 참조하여 부호화되는 다른 프레임에 영향을 미치기 때문에 I 프레임의 에러 은닉은 더욱 중요하다.
본 논문에서는 I 프레임에 연속적인 매크로블록 에러가 발생했을 때 주변 인터 프레임의 시공간적 정보를 이용하여 에러를 은닉하는 새로운 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘에서는 I 프레임과 시간적으로 더욱 가까이에 위치한 이전 GOP의 마지막 B 프레임의 움직임 정보에 의하여 이전 anchor 프레임에서의 위치를 파악하여 에러를 은닉한다. 이것은 기존의 에러 은닉 방식에서 보여지는 시간적 에러로 인한 움직임 왜곡과 공간적 에러로 인한 번짐 현상을 막을 수 있으며 전송 에러가 심한 망에서의 극심한 슬라이스 에러에 매우 효과적임을 실험 결과를 통한 이미지와 PSNR 값으로 확인할 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently we can transmit much video information through the restricted bandwidth due to development of compression techniques. But in channel which has high occurrence frequency of errors such as radio channel or internet, transmission errors generate serious quality decrease of video information. Most of video information is very sensitive to transmission errors due to the use of variable-length coding. While the compressed data is transmitted, bit errors occur. When error correction scheme cannot revise well them, error concealment (EC) must be used to hide errors at the decoder so that they obtain video quality of the minimum degradation. If errors are generated in intra coded frame that is the starting frame of GOP, they are propagated to inter coded frame that are encoded by reference of the corrupted intra coded frame because of motion compensated prediction coding. Therefore, error concealment for intra coded frame is very important.
In this paper we propose the error concealment method for intra coded frame that use the spatio-temporal information of neighboring inter coded frame at successive slice errors. This method uses motion information of the last B frame of the previous GOP where is more nearer from intra coded frame and locates the position of damaged macroblocks in the previous anchor frame. A proposed algorithm can prevent motion distortions and blur due to temporal and spatial error. In network where the violent transmission errors occur, the value of PSNR and result images by experiment results confirm that this algorithm is very effective.

목차 (Table of Contents)

• 요약문 = i
• Abstract = ii
• I. 서론 = 1
• II. 블록 기반 비디오 코덱 = 5
• 1. H.261 = 5
• 2. H.263 = 7
• 3. H.263+ = 8
• 4. MPEG-1 = 9
• 5. MPEG-2 = 10
• III. 에러 검출 방식 = 13
• 1. 소스 복호화에 의한 에러 검출 = 13
• 2. 채널 복호화에 의한 에러 검출 = 13
• IV. 에러 은닉 방식 = 15
• 1. 시간적 에러 은닉 = 17
• 1) 단순 에러 은닉 = 17
• 2) 움직임 보상 에러 은닉 = 17
• 2. 공간적 에러 은닉 = 18
• 1) 서브 블록 단위의 에러 은닉 = 18
• 2) 매크로블록 단위의 에러 은닉 = 19
• 3. 혼합 에러 은닉 = 20
• V. 인트라 프레임의 시공간적 에러 은닉 = 22
• 1. 새로운 에러 은닉의 필요성 = 22
• 2. 시공간적 에러 은닉 = 23
• VI. 실험 = 28
• 1. 단순 시간적 에러 은닉 = 30
• 2. 서브 블록 단위의 공간적 에러 은닉 = 31
• 3. 매크로블록 단위의 공간적 에러 은닉 = 32
• 4. 시공간적 에러 은닉 = 34
• VII. 결론 = 39
• 참고 문헌 = 40