Motion Estimation Skipping Technique for Fast Motion Estimation

The paper proposes a motion estimation (ME) technique to reduce computational complexity. It is achieved by skipping ME process for macro-blocks decided to be in no need of the operation. Thus, it is called ME skipping technique(MEST). In general, the ME is composed of integer pixel precision ME (IME) followed by half pixel precision ME (HME). The MEST is performed just before an IME process and makes a decision on skipping the IME process according to a criterion based on ME errors of adjacent macro-blocks (MBs) already encoded. When the IME process for a MB is decided to be skipped, which is called ME skip mode, the IME process is skipped and the integer pixel precision motion vector of the MB is just replaced by a predicted vector and used as the input of HME. On the other hands, the IME processes for MBs in ME non-skip mode are not skipped but normally performed. Accordingly, the MEST is very effective to reduce computational complexity when MBs in ME skip mode is abundant. In addition, when the MEST is applied to video encoder, it contributes to more accurate rate control and more robusaess for channel errors. It is experimentally shown that the MEST has the above advantages while maintaining good reconstructed image quality.

고속 움직임 추정을 위한 움직임 추정 생략 기법

본 논문은 계산량을 줄이는 움직임 추정 (motion estimation: ME) 방법을 제안한다. 이 방법은 움직임 추정이 필요 없다고 판단되는 매크로블록(macro-block: MB)들에 대한 움직임 추정 과정을 생략함으로써 고속의 움직임 추정을 가능하게 한다. 그래서, 제안된 방법은 움직임 생략 기법 (ME skipping technique: MEST)이라고 부른다. 일반적으로 움직임 추정은 정수 화소 단위 움직임 추정 (IME)과 반화소 단위 움직임 추정 (HME)로 구성된다. MEST는 IME 과정 바로 직전에 수행되고, 이미 부호화된 주위의 MB들의 움직임 추정 오차에 기초한 기준에 따라 IME 과정을 생략할지를 판단한다. 하나의 MB에 대한 IME 과정이 생략되는 것으로 판단되었을 경우 (이 경우를 ME 생략 모드 (ME skip mode)라 부른다), IME 과정은 생략되고 그 MB에 대한 정수 화소 단위 움직임 벡터를 예측벡터로 대치한다. 예측된 그 벡터는 HME의 입력으로 사용된다. 한편, ME 생략 모드가 아닌 경우(ME non-skip mode)의 MB들에 대한 IME 과정은 생략되지 않고 보통의 IME과정을 수행하게 된다. 따라서 MEST는 ME 생략 모드로 판단되는 MB들이 많을수록 계산량을 감소시키는데 효과적이다. 뿐만 아니라 MEST가 비디오 부호화기에 적용되었을 경우, 좀 더 정화한 율제어 (rate control)과 채널 오류에 좀 더 강한 비트열 (bitstream)을 제작하는데 도움을 준다. 실험을 통해, MEST가 같은 화질을 유지하면서도 이러한 장점을 가짐을 보인다.