A Fast Block Matching Algorithm Using Mean Absolute Error of Neighbor Search Point and Search Region Reduction

이웃 탐색점에서의 평균 절대치 오차 및 탐색영역 줄임을 이용한 고속 블록 정합 알고리듬

  • 정원식 (경북대학교 전자전기공학부) ;
  • 이법기 (경북대학교 전자전기공학부) ;
  • 한찬호 (경북대학교 전자전기공학부) ;
  • 권성근 (경북대학교 전자전기공학부) ;
  • 장종국 (영동대학교 전자공학부) ;
  • 이건일 (경북대학교 전자전기공학부)
  • Published : 2000.01.01

Abstract

In this paper, we propose a fast block matching algorithm using the mean absolute error (MAE) of neighbor search point and search region reduction. The proposed algorithm is composed of two stages. At the first stage,the search region is divided into nonoverlapped 3$\times$3 areas and MAE of the center point of each area iscalculated. The minimum MAE value of all the calculated MAE's is determined as reference MAE. At thesecond stage, because the possibility that final motion vector exist near the position of reference MAE is veryhigh, we use smaller search region than first stage, And, using the MAE of center point of each area, the lowerbound of rest search point of each area is calculated and block matching process is performed only at the searchpoints that the lower bound is smaller than reference MAE. By doing so, we can significantly reduce thecomputational complexity while keep the increasement of motion estimation error small.

본 논문에서는 이웃 탐색점에서의 평균 절대치 오차 (mean absoulte error, MAE) 및 탐색여역 줄임을 이용한 고속 블록 정합 알고리듬 제안하였다. 이 알고리듬은 두 단계로 구성되어있다. 첫 번째 단계에서는 탐색영역을 3$\times$3 크기의 영역으로 겹치지 않게 나눈 뒤, 각 영역의 중심 탐색점에 대하여 블록 정합을 행하여 MAE를 구하고, 이들 중 가장 작은 MAE를 기준 MAE로 정한다. 그리고, 두 번째 단계에서는 각 영역의 중심 탐색점에서의 MAE를 이용하여 각 3$\times$3 영역의 나머지 탐색점에서의 MAE의 최소 범위를 구한 뒤, 최소 범위가 기준 MAE로 결정된 탐색점 근처에 존재할 가능성이 매우 큼을 이용하여 기준 MAE로 결정된 탐색점을 중심으로 탐색영역의 크기를 줄인 뒤, 블록 정합이 필요한 탐색점에 대하여서만 블록 정합을 행함으로써 고속으로 움직임을 추정하였다. 모의 실험을 통하여 본 제안한 방법이 우수한 움직임 추정 성능을 유지하면서도 많은 계산량의 감소를 얻을 수 있음을 확인하였다.

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 Picture and Associated Audio for Digital Storage Media at up to about 1.5Mbits/s: Video ISO/IEC
  4. Information technology - Generic Coding of Moving Picture and Associated Audio Information: Video ISO/IEC
  5. IEEE Trans. Image Processing v.4 no.1 Successive elimination algorithm for motion estimation W. Li;E. Salari
  6. IEEE Trans. Commun. v.29 no.12 Displacement measurement and its application in interframe image coding J. R. Jain;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;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.7 no.2 A simple and efficeint search algorithm for block-matching motino estimation J. Lu;M. L. Liou
  12. IEEE Trans. Circuit and Systems for Video Technology v.4 no.1 Accuracy Impreovement and Cost Reduction of 3-Step Search Block Matching Algorithm for Video Coding H.-M. Jong;L.-G. Chen;T.-D. Chiueh
  13. IEEE Trans. Circuit and Systems for Video Technology v.6 no.1 New adaptive pixel decimation for block motion vector estimataion Y. L. Chan;W. C. Siu
  14. IEEE Trans. Circuit and Systems for Video Technology v.3 no.2 New fast algorithms for the estimation of block motion vectors B. Liu;A. Zaccarin
  15. Description of Refenece Model 8 (RM8) CCITT SGXV Doc. # 525 CCITT SGXV Working Party SV/4
  16. IEEE Trans. Circuit and Systems for Video Technology v.3 no.6 Genetic Motion Search Algorithm for Video Compression K. H.-K. Chow;M. L. Liou