H.264 동영상 표준 부호화 방식을 위한 고속 움직임 추정 기법

Fast Motion Estimation Algorithm for H.264 Video Coding Standard

  • 윤성현 (숭실대학교 정보통신전자 공학부) ;
  • 최권열 (숭실대학교 정보통신전자 공학부) ;
  • 이성수 (숭실대학교 정보통신전자 공학부) ;
  • 홍민철 (숭실대학교 정보통신전자 공학부)
  • 발행 : 2005.11.01

초록

본 논문에서는 H.264 동영상 표준 부호화 방식을 위한 고속 움직임 추정 기법을 제안한다. 제안된 고속 움직임 추정 기법은 움직임 벡터가 국부적으로 일정한 상관관계를 유지하고 있다는 특성을 이용하여 각 블록의 움직임 추정 시 부호화된 인접 블록의 움직임 벡터 값으로부터 주어진 탐색 영역 내에서 수평, 수직 방향 각각 독립적으로 불필요한 탐색 영역을 제거하여 축소된 비대칭 가변 크기 탐색 영역을 결정한다. 또한, 예측된 탐색 영역제약 조건을 이용하여 가변 단계 탐색 방식을 취하는 것을 특징으로 한다. 실험 결과를 통해 제안된 방식에 의해 움직임 추정 탐색 지점이 전영역 탐색 방식(Full Search)에 비해 평균 $98\%$ 이상 절감되었으며, PSNR과 비트율은 평균적으로 전영역 탐색 방식과 등일 수준인 것을 결과로부터 확인 할 수 있었다.

In this paper, we propose fast motion estimation algorithm. Local statistics of a motion vector is highly correlated to motion vectors of its neighboring blocks. According to the property, block-based motion search range is adaptively determined in order to reduce unnecessary search points. Based on the determined search range, motion vector is obtained by variable step search motion estimation. Experimental results show that comparing to Full search motion estimation, the motion searching points of proposed algorithm is reduced as much as $98\%$. Moreover, PSNR and Bit Rate are almost same to Full search method.

키워드

참고문헌

  1. Draft ITU- T Recommendation and Final Draft International Standard of Joint Video Specification(ITU-T Rec. H.264IIS0/IEC 14496-10 AVC) JVT-G050, Geneva, Switzerland, 23-27 May, 2003
  2. T. Wiegand, G. Sullivan, G. Bjontegaard and A, Luthar, 'Overview of the H.264/ A VC Video Coding Standard,' IEEE Trans. Circuit and Systems for Video Technology, vol.13, pp.560-576, July, 2003 https://doi.org/10.1109/TCSVT.2003.815165
  3. lain E.G. Richardson, H.264 and MPEG-4 Video Compression, Wiley, 2003
  4. T. Koga, K. Iinuma, A. Hirano, Y. Iijima, and T. Ishiguro, 'Motion compensated interframe coding for video conferencing.' Proc. NTC81, pp.G5.3.1-5.3.5, Dec. 1981
  5. R. Li, B. Zeng, and M. L. Liou, 'A new three-step search algorithm for block motion estimation,' IEEE Trans. Circuits and Systems for Video Tech., vol.4, no.4, pp.438442, Aug. 1994
  6. L. M. Po and W. C. Ma, 'A novel fourstep search algorithm for fast block motion estimation,' IEEE Trans. Circuits and Systerns for Video Tech, vol. 6, no.3, pp.313-317, June. 1996 https://doi.org/10.1109/76.499840
  7. B. Liu and A. Zaccarin, 'New fast algorithms for the estimation of block motion vectors,' IEEE Trans. Circuits and Systems for Video Tech, vol. 3, no.2, pp.148-157, Apr. 1993 https://doi.org/10.1109/76.212720
  8. Y. -L. Chan and W. -C. Siu, 'New Adaptive Pixel Decimation for Block Motion Vector Estimaion,' IEEE Trans. Circuits and Systems for Video Tech., vol.6, no.1, pp.113-118, Feb. 1996 https://doi.org/10.1109/76.486426
  9. J. Feng, K. T. Lo, H. Mehrpour and A. E. Karbowiak, 'Adaptive Block Matching Algorithm,' Electron. Lett., vol.32, pp.1542-1543, Aug. 1995
  10. L. W. Lee, J. F. Wang, J. Y. Lee and J. D. Shie, 'Dynamic search-window adjustment and interlaced search for block-matching algorithm,' IEEE Trans. Circuits and Systems for Video Tech., vol. 3, no. 1, pp.85-87, Feb. 1993 https://doi.org/10.1109/76.180692
  11. H. S. Oh and H. K. Lee, 'Adaptive adjustment of the search window for block matching algorithm with variable block size,' IEEE Trans. Consumer Electron., vol.44, pp.659-666, Aug. 1998 https://doi.org/10.1109/30.713177