H.264 AVC 알고리즘 이해와 프로그램 분석

호요성 , 김승환 지음

두양사 2020년 05월 07일 출간 종이책 : 2009년 09월 30일 출간

작품소개

책소개

『H.264 AVC 알고리즘 이해와 프로그램 분석』.H.264/AVC는 그 성능이 우수하여 현재 전 세계적인 차세대 동영상 압축 기술로 평가받는다. 이 책은 H.264/AVC 참조 소프트웨어 버전 16.0를 기반으로 구성한 개정판으로, H.264/AVC에서 사용하고 있는 여러 알고리즘에 대한 원리를 명확하게 이해하고 알고리즘들을 구현한 참조 소프트웨어의 세밀한 구조 및 동작에 대한 분석을 하고 있다.

목차

제1장 영상 압축과 국제 표준
1.1 영상 정보의 압축 부호화
1.1.1 디지털 데이터의 압축
1.1.2 중복 정보의 제거
1.1.3 동영상 압축 부호화 표준
1.1.4 MPEG 국제 표준
1.1.5 H.261/H.263 국제 권고
1.2 H.264/AVC 동영상 압축 표준
1.2.1 연합 비디오 팀 구성
1.2.2 H.264/AVC 비디오 부호화 표준
1.2.3 프로파일과 레벨
1.2.4 정수 DCT 변환과 양자화
1.2.5 비트율-왜곡 최적화
1.2.6 매크로블록 모드 결정
1.2.7 문맥 기반 적응적 가변 길이 부호화
1.2.8 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화
1.2.8.1 이진화
1.2.8.2 문맥 모델링
1.2.8.3 잔여 데이터의 부호화 과정
1.2.8.4 테이블 기반 이진 산술 부호화

제2장 H.264/AVC 부호기 소프트웨어 분석
2.1 소프트웨어 다운로드 및 입력 파일 변수 설정
2.2 H.264/AVC 부호기 주요 데이터 구조
2.2.1 4×4 인트라 예측 모드를 위한 버퍼
2.2.2 16×16 인트라 예측 모드를 위한 버퍼
2.2.3 8×8 인트라 예측 모드를 위한 버퍼
2.2.4 인트라 색차 예측 모드를 위한 버퍼
2.2.5 움직임 보상을 위한 화소 값의 저장
2.2.6 잔여 영상의 화소 값 저장
2.2.7 움직임 벡터 저장
2.3 H.264/AVC 부호기의 주요 함수
2.3.1 인터 모드를 위한 움직임 예측 및 P8×8 모드결정
2.3.1.1 PartitionMotionSearch 함수
2.3.1.2 sub_macroblock_mode_decision 함수
2.3.2 최종 모드 결정87

제3장 H.264/AVC 부호기 구조 및 주요 알고리즘
3.1 프로파일과 레벨
3.2 베이스라인 프로파일
3.2.1 디블록킹 필터
3.2.1.1 디블록킹 필터의 동작
3.2.1.2 경계 강도
3.2.1.3 디블록킹 필터의 적용 여부 결정
3.2.2 변환과 양자화
3.2.2.1 DCT
3.2.2.2 4×4 잔여 블록의 변환과 양자화
3.2.2.2.1 4×4 DCT로부터의 4×4 정수 DCT 유도
3.2.2.2.2 역변환
3.2.2.2.3 양자화
3.2.2.2.4 역양자화
3.2.2.3 16×16 인트라 모드에서 4×4 휘도 DC 계수 블록의 변환과 양자화
3.2.2.4 2×2 색차 DC 계수 블록의 변환과 양자화
3.2.2.5 계수 재배열
3.3 메인 프로파일
3.3.1 B 슬라이스
3.3.1.1 참조 영상
3.3.1.2 예측 방식
3.3.1.3 양방향 예측
3.3.1.4 다이렉트 예측
3.3.2 가중치 예측
3.3.3 인터레이스 영상
3.4 확장 프로파일
3.4.1 SP와 SI 슬라이스
3.4.2 데이터 분할 슬라이스
3.5 움직임 예측 및 모드 결정 방법
3.5.1 인터 모드와 인트라 모드
3.5.2 H.264/AVC의 매크로블록 모드 결정 방법
3.5.2.1 비트율-왜곡 최적화 기법
3.5.2.2 H.264/AVC 부호기의 복잡도
3.5.2.3 H.264/AVC의 모드 결정 과정
3.5.2.4 참조 소프트웨어의 고속 모드 결정 방법
3.5.3 가변 부호화 비트율을 위한 고속 인터 모드 결정 방법
3.5.3.1 양자화 계수에 따른 모드 분포의 변화
3.5.3.2 부 최적 모드 결정 방법의 이용
3.5.3.3 가변 부호화 비트율을 위한 고속 모드 결정 방법
3.5.4 H.264/AVC의 고속 움직임 예측 방법
3.5.4.1 UMHexagonS
3.5.4.1.1 초기 탐색점 예측 (initial search point prediction)
3.5.4.1.2 Unsymmetrical-Cross Search
3.5.4.1.3 Uneven Multi-Hexagon-grid Search
3.5.4.1.4 Extended Hexagon-based Search (EHS)
3.5.4.1.5 소스 코드
3.5.4.2 Center Biased Fractional Pel Search (CBFPS)
3.5.4.2.1 H.264/AVC의 계층적 부화소 탐색 방법
3.5.4.2.2 CBFPS 방법의 탐색 단계
3.5.4.2.3 소스 코드
3.6 비트율 제어
3.6.1 예비 지식
3.6.1.1 Chicken and Egg Dilemma
3.6.1.2 기본단위(basic unit)의 정의
3.6.1.3 유동 트래픽 모델 (A Fluid Flow Traffic Model)
3.6.1.4 왜곡 예측을 위한 선형 모델 (A Linear Model for MAD Prediction)
3.6.2 H.264/AVC 비트율 제어 알고리즘
3.6.2.1 비트율 제어의 전체 흐름
3.6.2.2 GOP 단위 비트율 제어
3.6.2.2.1 GOP 내의 비트 총합
3.6.2.2.2 각 GOP의 초기 양자화 변수 설정
3.6.2.3 화면 단위 비트율 제어
3.6.2.3.1 부호화 이전 단계
3.6.2.3.1.1 B-화면 양자화 변수 결정
3.6.2.3.1.2 P-화면 양자화 변수 결정
3.6.2.3.2 부호화 이후 단계
3.6.2.4 기본 단위 비트율 제어
3.7 엔트로피 코딩
3.7.1 문맥 기반 적응적 가변 길이 부호화
3.7.1.1 가변 길이 부호화(Variable Length Coding, VLC)
3.7.1.2 Exp-Golomb 엔트로피 부호화
3.7.1.2.1 unsigned Exp-Golomb codes에 대한 매핑 과정
3.7.1.2.2 singed Exp-Golomb codes에 대한 매핑 과정
3.7.1.2.3 coded block pattern (cbp)에 대한 매핑 과정
3.7.1.2.4 절삭형 Exp-Golomb codes에 대한 매핑 과정
3.7.1.3 문맥 기반 적응적 가변 길이 부호화
3.7.1.3.1 Coefficients와 trailing ones의 ? 부호화
3.7.1.3.2 각각의 trailing one의 부호 부호화
3.7.1.3.3 남아있는 0이 아닌 coefficients의 level 부호화
3.7.1.3.4 마지막 coefficient 앞에

작가정보

저자(글) 호요성

저자(글) 김승환