H.264의 FMO 분석과 하이브리드 에러 은닉 방법 연구

Abstract

인터넷 상으로 비디오를 전송할 경우 압축된 비디오 스트림은 패킷 손실에 약하므로 에러 복구 기술과 에러 은닉 기술은 필수 요소이다. H.264는 향상된 압축 성능과 네트워크로의 적응력을 포함하고 있는 비디오 압축 표준으로, 기존에 제정된 비디오 표준들보다 향상된 에러 복구 기술들을 포함하고 있다. 따라서 현재 IP를 기반으로 하는 유무선 네트워크인 실시간 쌍방향 화상 서비스, 스트리밍 등 여러 응용분야에서 각광받고 있다. 본 논문은 기존의 비디오 표준에서 사용되어 오던 raster scan 방식과 H.264의 에러 복구 기술들 중 하나인 FMO(flexible macroblock ordering) 방식에 에러 은닉 기술을 적용하여 에러 은닉의 성능이 정확히 온 인접한 매크로블락 수에 따라 좌우됨을 분석하고, 다양한 패킷 손실율에서의 성능을 보인다. 시뮬레이션 결과, FMO 방식이 raster scan 방식에 비해 손실없이 오는 인접한 매크로블락 수가 많아 에러 은닉 성능이 좋고, 특히 인트라 프레임 간격이 길고 패킷 손실율이 높은 경우에 에러 은닉의 효과가 증가하여 FMO 방식이 raster scan 방식에 비교하여 최대 9dB 더 좋은 PSNR 성능을 나타내고 있다. 본 논문은 또한 인트라 프레임을 위한 H.264의 에러 은닉 알고리즘을 개선하여 시방향 에러 은닉 알고리즘과 더 나아가 제안한 시방향 에러 은닉 방식과 H.264에서 인트라 프레임을 위해서 사용하고 있는 공간방향 에러 은닉 방식을 결합한 하이브리드 에러 은닉 알고리즘을 제안한다. H.264의 에러 복구 기술들 중의 하나인 FMO 방식 중 dispersed 방식에서 시뮬레이션을 했을 때, 제안한 시방향 에러 은닉 알고리즘의 성능은 현재 H.264에서 사용하고 있는 에러 은닉 알고리즘의 성능보다 최대 4dB 성능 향상을, 하이브리드 에러 은닉 알고리즘의 성능은 시방향 에러 은닉 알고리즘보다 최대 약 2dB의 성능 향상을 보여주고 있다.