제안하는 기술은 HEVC에서 제공하는 참조 SW인 HM (HEVC Test Model)을 기반으로 화질 열화를 최소화 시키면서 최대한의 속도를 구현할 수 있도록 HEVC 인코더 고속 부호화 알고리즘 기술, Frame/GOP/Tile 기반 병럴처리 기술, Slice 기반 분산 처리 처리 기술, Intel SIMD 기반의 인코더 Acceleration 기술 및 기타 SW 최적화로 구성되어 있다. 상기 기술을 적용함에 따라, “HEVC Main 10 프로파일 지원 UHD 비디오 고속 부호화 기술”은 Intel Xeon(2-way) HW Platform 환경에서 UHD(4K) 영상을 평균 8fps 이상 부호화 할 수 있는 성능을 제공한다.
A. 기술명 : HEVC 인코더 고속 부호화 알고리즘 기술
- HEVC는 입력된 영상을 HEVC에서의 블록 단위인 CU (Coding Unit) 블록으로 분할하고, 분할 된 CU 블록에서 최적의 화면내 예측 (Intra Prediction) 또는 움직임 예측 (Motion Estimation) 기반의 화면간 예측 (Inter Prediction)을 결정하는 PU (Prediction Unit) 예측을 통해 최종적으로 잔차신호 (Residual Signal)를 생성한다. 생성된 잔차신호는 변환 및 양자화 블록으로 보내지고 예측 신호는 참조 영상을 만드는데 쓰인다.
- 제안기술의 세부기술인 HEVC 인코더 고속 부호화 알고리즘 기술에는 HEVC 인코더에서 가장 많은 복잡도를 차지하는 화면내/화면간(INTRA/INTER) 예측 및 최적 모드 결정에 소요되는 인코더 복잡도를 최소화 하기 위한 CU 및 PU 레벨의 고속 부호화 결정 알고리즘들이 아래와 같이 적용되어 있다
(a) Fast Intra SKIP
(b) Fast ESD (Early Skip mode Decision)
(c) Pass Inter Prediction
(d) Pass Intra Predicition
(e) Merge/INTRA RDOQ SKIP
(f) Merge/INTER RDOQ SKIP
(g) INTER/INTRA RDOQ SKIP
(h) Fast CU Depth Decision for Homogeneous Mode
(i) Fast CU Mode Decision at Inter Mode
B. 기술명 : 멀티코어 기반 병렬 부호화 기술
- HEVC 부호화에 있어 병렬화 효율을 최대한 높이기 위하여 본 기술에서는 Tile, Frame, GOP 단위의 병렬화를 통해 하나의 영상에 대한 병렬 고속화의 효율을 최대한 높이도록 하였으며 동시에 Slice 단위로 병렬 컴퓨팅을 수행하여 다수의 컴퓨터에서 Slice 분할된 영상에 대한 HEVC 부호화를 수행, 병렬 연산에 의한 속도 향상을 극대화 할 수 있도록 하였다.
(a) GOP/Frame 단위 병렬 부호화
C. 기술명 : 초고해상도 영상 저지연 부호화를 위한 분산 부호화 기술
(a) 슬라이스 기반 분산 부호화 설계
(b) 분산 인코더 출력 병합 기술
(c) 분산 부호화를 위한 슬라이스 간 참조 불허 기술
- 기술이전 내용을 포함하는 “HEVC Main 10 프로파일 지원 UHD 비디오 고속 부호화 기술” 소스 코드
(기술이전 업체의 선택에 따라 소스 코드가 아닌 DLL 형태의 라이브러리 제공 가능함)
- 관련 기술문서