Fast Block Matching Algorithm Using The Distribution of Mean Absolute Difference at The Search Region Overlapped with Neighbor Blocks and Subsampling

이웃 블록과 중첩된 탐색영역에서의 MAD 분포 및 부표본화를 이용한 고속 블록 정합

  • 이법기 (경북대학교 전자전기공학부 정회원) ;
  • 정원식 (경북대학교 전자전기공학부 정회원) ;
  • 이경환 (경북대학교 전자전기공학부 정회원) ;
  • 최정현 (경북대학교 전자전기공학부 정회원) ;
  • 김경규 (경북대학교 전자전기공학부 정회원) ;
  • 김덕규 (경북대학교 전자전기공학부 정회원)
  • Published : 1999.08.01

Abstract

In this paper, we propose two fast block matching algorithm using the distribution of mean absolute difference (MAD) at the search region overlapped with neighbor blocks and pixel subsapmling. The proposed methods use the lower and upper bound of MAD at the overlapped search region which is calculated from the MAD of neighbor block at that search position and MAD between the current block and neighbor block. In the first algorithm, we can reduce the computational complexity by executing the block matching operation at the only necessary search points. That points are selected using the lower bound of MAD. In the second algorithm, we use the statictical distribution of actual MAD which exists between the lower bound and upper bound of MAD. By using the statistical distribution of actual MAD, we can significantly reduce the computational complexity for motion estimation. after striking space key 2 times.

본 논문에서는 이웃 블록과 중첩된 움직임 탐색영역에서의 MAD 분포 및 블록내 화소의 부표본화를 이용한 두가지 고속 움직임 추정 방법을 제안하였다. 제안한 두 가지 방법에서는 이웃 블록과 중첩된 영역에서 현재 블록 MAD의 최소 및 최대 범위를 구하여 이용하였으며, 이때 사용되는 MAD의 최소 및 최대 범위는 이웃 블록의 MAD와 현재 블록과 이웃 블록간의 MAD를 이용하여 구하였다. 또한, 블록 정합은 블록내 화소를 부표본화한 뒤 행하였다. 제안한 첫 번째 방법에서는 블록 MAD의 최소 범위를 이용하여 이웃 블록과 움직임이 중첩되지 않는 영역에서 구한 기준 MAD가 블록 MAD의 최소 범위보다 큰 탐색점에 대하여서만 블록 정합을 행함으로써 고속으로 움직임을 추정하였다. 또한, 본 논문에서는 계산량을 크게 줄이기 위한 방법으로 현재 블록 MAD의 분포 특성을 이용한 고속 움직임 추정 방법을 제안하였다. 이 방법에서는 이웃 블록과 중첩된 각 탐색점에서의 실제 MAD는 MAD의 최소 및 최대 범위 사이에 존재하게 된다는 것을 이용하여, 실제 MAD 분포의 확률적인 모델을 이용하여 고속으로 움직임을 추정하였다. 제안한 방법의 성능을 평가하기 위한 컸뼜\ulcorner모의 실험결과로부터 제안한 방법이 움직임 추정 오차 측면에서 우수한 성능을 유지하면서도 계산량을 현저히 줄일 수 있음을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. Video codec for audiovisual services at p×64 kbits/s ITU
  2. Video coding for low bit rate communication ITU
  3. Coding of Moving Pictures and Associated Audio for Digital Storage Media at up to about 1.5Mbits/s: Video ISO
  4. Information technology - Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio Information: Video ISO
  5. IEEE Trans. Circuit and Systems v.36 no.10 A family of VLSI design for the motion compensation block-matching algorithm K. M. Yang;M.T. Sun;L. Wu
  6. IEEE Trans. Commun. v.29 no.12 Displacement measurement and its application in interframe image coding J. R. Jain and A. K. Jain
  7. Proc. Nat. Telecommun. Conf. Motion compensated interframe coding for video conferencing T. Koga;K. Iinuma;A. Hirano;Y. Iijima;T. Ishiguro
  8. IEEE Trans. Commun. v.COM-33 Predictive coding based on efficient motion estimation R. Strinivasan and K. R. Rao
  9. IEEE Trans. Commun. v.COM-38 no.7 The cross search algorithm for motion estimation M. Ganbari
  10. IEEE Trans. Circuit and Systems for Video Technology v.4 no.4 A new three-step search algorithm for block motion estimation R. Li;B. Zeng;M. L. Liou
  11. IEEE Trans. Circuit and Systems for Video Technology v.3 no.2 New fast algorithms for the estimation of block motion vectors B. Liu and A. Zaccarin
  12. IEEE Trans. Circuit and Systems for Video Technology v.6 no.1 New adaptive pixel decimation for block motion vector estimation Y. L. Chan;W. C Siu
  13. IEEE Trans. Circuit and Systems for Video Technology v.6 no.3 A novel four-step search algorithm for fast block motion estimation L. M. Po;W. C Ma