Image Coding, Video Coding   영상 부호화, 영상 코딩, 비디오 코딩, 비디오 부호화

(2022-04-11)

Image Compression, 영상 압축, Video Compression, 동영상 압축, 비디오 압축, Video Codec, 비디오 코덱, Video Encoder, 비디오 인코더


1. 영상 압축, 영상 부호화영상신호에 내재된 중복된 정보를 시각적으로 못느낄 정도로 제거하여 압축하는 기술


2. 영상신호에 내재된 중복성 제거 방식시간중복성 (Temporal Redundancy)     : 시간압축 기술
     - 통상, 현재 비디오 프레임예측
        . 과거,미래 프레임들부터 예측을 수행하며, 그 차이를 보상함으로써, 예측을 향상시킴
     - 이의 출력은, 오차 프레임, 움직임 벡터 등과 같은 일련의 모델 파라미터들 임 
        . (오차 프레임 : 현재 프레임에서 예측 프레임을 뺀 결과 값)

  ㅇ 공간중복성 (Spatial Redundancy)      : 공간압축 기술
     - 통상, 프레임 내 인접한 화소 또는 블록 간에 상관관계(유사성)를 제거하거나,
     - 또는, DCT, 적응 양자화 등 전통적인 변환 부호화를 사용하는 등
     - 이의 출력은, 일련의 양자화된 변환 계수 값들임

  ㅇ 통계중복성 (Statistical Redundancy)  : 통계압축 기술
     - Huffman Coding엔트로피 부호화 (정보이론에 기초하여 압축 수행)
        . 데이터통계적 특성(출현빈도 등) 활용
        . 시간적/공간중복성 모두 활용 가능


3. 영상 압축 및 복원 단계

  ㅇ (영상 소스) → 예측 단계 → 변환 단계 → 양자화 단계 → 엔트로피 코딩 단계 → (압축 영상)
     - 예측 : 수신기에서 예측 가능한 신호를 제거하는 과정
     - 변환 : 변환영역에서 영상신호를 달리 표현하는 과정 (필요 데이터량이 줄어들 수 있음)
     - 양자화 : 인간이 인지 못하는 정보를 제거하는 과정
     - 엔트로피 코딩 : 데이터비트 단위로 표현하며 데이터량을 줄이는 과정

  ㅇ (압축 영상의 복원)
     - 통상, 압축데이터는, 부호화움직임 벡터 파라미터, 오차 계수, 헤더 정보 등으로 구성됨
     - 현재 프레임예측 프레임을 생성하기 위해 파라미터들을 활용하고,
     - 현재 프레임오차 프레임을 더함으로써 복원됨


4. 주요 압축 기술 요소별 분류

  ㅇ 중복 요소를 제거하는 방식에 따른 분류 
     - 엔트로피 부호화   :   호프만부호화, 산술부호화, LZW 부호화 등
        . 통계적 중복 요소를 제거하는 압축 기술
     - 예측 부호화   :   DPCM, MC(움직임보상) 등
        . 시공간적으로 전후/인접 신호로부터 현재의 신호예측하여 부호화하는 기법
        . 화면 내 예측(공간적) 및 화면 간 예측(시간적)
        . (화소 단위 보다는 블록 기반 위주의 예측 수행)
     - 변환 부호화    :   DCT, VQ 등
        . 주로, 주파수 변환 기술에 의한 압축 방식을 말함
        . 변환 그 자체 보다는 부호화 과정에 필요한 양자화시에 압축이 주로 시행됨
     - 혼성 부호화   :   MC + DCT, MC + VQ 등

  ㅇ 손실 여부에 따른 분류 
     - 무손실 부호화   :  RLC, 호프만 부호화, VLC 등    (시청각 특성 고려하지 않음)
     - 손실 부호화     :  Sub-sampling, DPCM, DCT 등    (시청각 특성 고려함)
     - 혼성 부호화     :  JPEG, MPEG1, MPEG2, H.261, H.263, ... 등

  ㅇ 영상성격에 따른 분류
     - 정지영상 부호화 (Still Picture/Image Coding)
        . 공간상에서 중복성 제거에 초점을 맞춤, 주로 DCT 등을 사용
        . Intraframe Coding (프레임부호화)
     - 동영상 부호화 (Moving Picture/Video Coding)
        . 화면간 물체들의 움직임을 보상하기 위한 예측부호화 등 여러 복합적 기법 응용함
        . 통상적으로 영상 뿐만 아니라 음성 부호화도 포함됨
     - Interframe Coding (프레임부호화)


5. 영상 부호화 관련 표준ITU-T 영상부호화 관련 권고안들   (주로 통신용)
     - 이진영상 팩시밀리 전송       : ITU-T T.4 (1980년) 
     - ISDN 망 (p x 64kbps, p=1~30) : H.261 (64kbps~2Mbps 정도의 속도,1990년)
     - 동영상 부호화                : H.262 (MPEG-2와의 공동작업,1995년)
     - 저 전송률 일반전화망         : H.263,  H.263+,  H.263L (1996년)
     - 범용 고효율 압축 부호화      : H.264 (MPEG-4 Part10 AVC,2003년)

  ㅇ ISO/IEC 영상부호화 관련 권고안들 (주로 정보/오락용)
     - 이진영상 부호화     : JBIG (팩시밀리 등에 응용)
     - 정지영상 부호화     : JPEG, JPEG2000
     - 동영상 부호화       : MPEG-1 (주로,저장 미디어,1992년), 
                             MPEG-2 (주로,전송 미디어,H.262와의 공동작업,1995년)
     - 합성형 영상 부호화  : MPEG-4 (1999년)

  ㅇ 위 두 기관의 협력(joint)
     - MPEG-2/H.262
     - H.264/AVC
     - HEVC 등

영상 부호화
   1. 영상 부호화/압축  


Copyrightⓒ written by 차재복 (Cha Jae Bok)               기술용어해설 후원
"본 웹사이트 내 모든 저작물은 원출처를 밝히는 한 자유롭게 사용(상업화포함) 가능합니다"