The optimal bit amount allocation in DVD (Digital Video Disc) application is to distribute a given bit amount over a set of sources such that the overall distortion is minimized. To meet this demand, two cycles of VBR (Variable Bit Rate) coding scheme is employed for optimal video coding in read only disc (DVD-ROM type) since a real-time signal processing is not required at the time of recording. Recently a rewritable disc such as a magneto-optical disc has made remarkable process in its recording capacity. This means that moving pictures can be recorded through the real time and the two cycles of coding for optimal bit amount allocation cannot be employed in real-time recording.
In this thesis, an MPEG-based real-time variable bit amount allocation scheme, which utilizes the spatial information for the I-, P- and B-picture and the motion information for the P- and B- picture, is proposed to predict the bit amount of next picture.
The proposed scheme for the real-time moving picture compression showed good performance in terms of SNR, and nearly the same performance as VBR control scheme using two cycles of coding targeting the optimal bit amount allocation. Because the spatial information and the motion information, which are used in the proposed scheme, are also required for the standard MPEG encoding procedure, the additional amount of computation for the proposed scheme is negligible for MPEG encoding.
디지털 비디오 디스크 (DVD) 응용에 있어서 이상적 비트량 할당이라 함은 디스크 용량에 해당하는 비트 자원을, 압축하고자 하는 영상의 전체에 걸쳐 효율적으로 배분함으로써, 복원된 영상의 전체에 걸친 왜곡을 최소한으로 하는 한편 영상 전체의 화질을 가능한 일정하게 유지함을 의미한다. 위와 같은 요구 사항을 만족시키기 위하여 디지털 비디오 디스크에서는, 먼저 전 영상에 걸쳐 고정된 양자화 값으로 압축을 행하여 각 영상마다 요구되는 비트량을 파악한 후, 이를 기초로 재차 실제 영상 압축을 행하는 방식을 사용하고 있다. 이의 방식은 2 사이클 코딩 (2 cycles coding) 방식으로 불리워 지고 있다. 그러나 위의 방식은 각 영상에서 요구하는 비트량을 이상적으로 할당할 수 있으나 사전에 요구되는 비트량의 파악을 위해서 2번 압축을 행해야 한다. 최근에 재기록 가능한 디지털 비디오 디스크의 용량이 크게 향상됨에 따라 압축하고자 하는 영상을 실시간으로 그리고 가능한 일정 화질로 압축하여 기록하고자 하는 요구가 대두되고 있다.
제안된 방법은 압축할 다음 영상의 비트 할당을 실시간으로 하기 위하여 각 픽쳐(Picture)마다 영상 내 공간 정보를, B와 P 픽쳐 (Picture)의 경우는 움직임 오차 정보를 압축하기 전에 미리 계산한 후, 이를 기초로 압축할 영상의 비트량을 예측하여 할당함으로써 압축할 전체 영상에 걸쳐 거의 일정한 화질로 압축하는 것이 가능하였다. 압축할 영상의 비트량을 할당하기 위하여 사전에 계산되어진 영상 내 공간과 움직임 오차 정보는 MPEG 영상 압축 시 필요한 정보로 별도로 구함이 없이 사용이 가능함으로 본 방식을 적용하기 위한 복잡도는 크게 증가하지 않는다.
제안된 방식의 성능 비교를 위하여 제안된 방식이 얼마나 이상적인 경우의 SNR에 근접하는지를 여러 가지 경우에 대하여 모의 실험을 행하였다. 이 실험 결과, 제안된 방식은 이상적 방식이라고 할 수 있는 2 사이클 방식과도 매우 근접한 결과를 나타내었다.
