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DCT 계수 제거 트랜스코딩에서의 전파 왜곡의 통계적 특성 분석
Analysis of Statistical Properties of Propagation Errors in DCT Coefficient-Dropping Transcoder

김진수   (한밭대학교 멀티미디어공학과UU0001501  ); 김재곤   (한국항공대학교 항공전자 및 정보통신공학부UU0001478  );
  • 초록

    DCT(Discrete Cosine Transform) 계수 제거 기법은 MC(Motion Compensated)-DCT 기반의 MPEG 비디오에서의 효율적인 율적응 트랜스코딩 기법이다. 그러나, 이들 기법에서는 DCT 계수 제거로 인한 왜곡이 전파되게 되고 종종 심각한 화질 열화를 유발하게 된다. 본 논문에서는 왜곡 전파 특성에 대한 두 가지의 통계적 성질을 제시하고 수식적으로 분석한다. 즉, 현재 프레임의 DCT 계수 제거 왜곡과 이전 프레임에서 전파되어 오는 왜곡간에 상관성이 없음을 보이고 각 프레임의 DCT 제거로 발생되는 전파 왜곡의 누적과 현 프레임의 DCT 계수 제거 왜곡의 합으로 전체 왜곡을 근사할 수 있음을 보인다. 시뮬레이션을 통하여, 본 논문에서 수식적으로 제시한 통계적 특성이 실제 비디오 시퀀스에서 유효함을 실험적으로 증명한다.


    Discrete cosine transform (DCT) coefficient dropping is well recognized as an efficient rate adaptation transcoding in motion-compensated (MC)-DCT based MPEG-compressed videos. However, in this scheme, the errors incurred by the DCT coefficient-dropping are propagated and often result in significant visual quality degradation. This paper presents two propositions describing well the statistical properties of propagated errors. That is, we propose that the DCT error of the current frame is not correlated to the propagated errors of the previous frames. We also propose that the overall distortions in a given frame can be approximated as the sum of the DCT error of the current frame and the propagated errors from the previous frames. Then, it is shown that several computer simulations with different video sequences verify the effectiveness of the proposed statistical analyses.


  • 주제어

    Transcoding .   Rate adaptation .   Propagated errors .   DCT coefficient-dropping.  

  • 참고문헌 (13)

    1. J. -G. Kim, Y. Wang, S.-F. Chang, and H.-M. Kim, 'An optimal framework of video adaptation and its application to rate adaptation transcoding,' ETRI J., vol. 27, no. 4, pp. 341-354, Aug. 2005     
    2. A. Vetro, C. Christopoulos, and H. Sun, 'Video Transcoding Architectures and Techniques: An overview', IEEE Signal Processing Mag., vol. 20, pp. 18-29, Mar. 2003 
    3. Huifang Sun; Kwok, W.; Zdepski, J.W., 'Architectures for MPEG compressed bitstream scaling,' IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., vol. 6, no. 2, pp. 191-199, April 1996 
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    5. K.R.Rao and P.Yip, Discrete Cosine Transform Algorithms, Advantages, Applications, Academic Press, INC., San Diego, 1990 
    6. J.G. Kim, J.S.Kim, and H.M.Kim, 'Simple Method for Estimating Distortion Caused by DCT Coefficient Drop in Compressed Domain,' IEE Electronics Letters, vol. 40, no. 25, pp. 1581-1582, Dec. 2004 
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    9. Y. Liang and Y.-P. Tan, 'A New Content-based Hybrid Video Transcoding Method,' in Proc. ICIP'01, Oct. 2001, pp. 429-432 
    10. J.Wang and S.Yu, 'Dynamic Rate Scaling of Coded Digital Video for IVOD Applications,' IEEE Trans. Consumer Electronics, vol. 44, pp. 743-749, Aug. 1998 
    11. A. Eleftheriadis and P. Batra, 'Dynamic Rate Shaping of Compressed Digital Video,' IEEE Trans. Multimedia, vol. 8, no. 2, pp. 297-314, April 2006 
    12. H. Lee, Y. Kim, A.H. Rowberg and E.A. Riskin, 'Statistical Distributions of DCT Coefficients and Their Application to an Interframe Compression Algorithm for 3-D Medical Images,' IEEE Trans. Medical Image, vol. 12, no. 3, pp. 478-485, Sept. 1993 
    13. P. Batra and A. Eleftheriadis, 'Analysis of Optimal Dynamic Rate Shaping of Markov-1 Sources,' in Proc., ICIP-2003, Barcelona, Spain, Sep. 2003 

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  • 김진수 (29)

    1. 2003 "VBR로 부호화된 지연 민감 서비스의 다중화를 위한 동적인 전송률 할당 알고리즘" 한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 네트워크 및 서비스 28 (b7): 628~637    
    2. 2004 "FD-CD 트랜스코딩기법에서 CD에 의한 전파 왜곡의 적응적 예측 모델" 멀티미디어학회논문지 = Journal of Korea Multimedia Society 7 (11): 1571~1579    
    3. 2004 "FD-CD 트랜스코팅기법에서 CD에 의한 전파/누적 왜곡의 분석과 모델링" 한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 통신이론 및 시스템 29 (c12): 1677~1685    
    4. 2004 "다중 제한 조건을 고려한 강인 트랙 추종 제어기의 설계" 한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering 14 (9): 827~836    
    5. 2005 "Efficient Control for the Distortion Incurred by Dropping DCT Coefficients in Compressed Domain" 멀티미디어학회논문지 = Journal of Korea Multimedia Society 8 (12): 1581~1588    
    6. 2007 "An Adaptive Control for the Propagation Errors Incurred by DCT Coefficient-Dropping Transcoder" ETRI journal 29 (5): 559~568    
    7. 2008 "T-DMB/AT-DMB 서비스를 위한 부호화 모드 제한을 갖는 공간 확장성 부호기의 성능 비교" 방송공학회논문지 = Journal of broadcast engineering 13 (4): 501~515    
    8. 2008 "Efficient Media Synchronization Mechanism for SVC Video Transport over IP Networks" ETRI journal 30 (3): 441~450    
    9. 2009 "SVC 비디오 스트리밍을 위한 복합형 전송 오류 제어 기법" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 정보통신 36 (1): 34~42    
    10. 2009 "지상파 DMB 고도화망에서 계층간 통계적 특성을 이용한 통합 부호기 제어" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 13 (8): 1513~1526    
  • 김재곤 (19)

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