Enhanced Multiresolution Motion Estimation Using Reduction of One-Pixel Shift

In this paper, enhanced multiresolution motion estimation(MRME) using reduction of one-pixel shift in wavelet domain is proposed. Conventional multiresolution motion estimation using hierarchical relationship of wavelet coefficient has difficulty for accurate motion estimation due to shift-variant property by decimation process of the wavelet transform. Therefore, to overcome shift-variant property of wavelet coefficient, two level wavelet transform is performed. In order too reduce one-pixel shift on low band signal, S$_4$ band is interpolated by inserting average value. Secondly, one level wavelet transform is applied to the interpolated S$_4$ band. To estimate initial motion vector, block matching algorithm is applied to low band signal S$_{8}$. Multiresolution motion estimation is performed at the rest subbands in low level. According to the experimental results, proposed method showed 1-2dB improvement of PSNR performance at the same bit rate as well as subjective quality compared with the conventional multiresolution motion estimation(MRME) methods and full-search block matching in wavelet domain.

단화소 이동 감쇠를 이용한 향상된 다중해상도 움직임 예측 방법

본 논문에서는 웨이블릿 변환 영역에서 기존의 다중해상도 움직임 예측 방법에 비해 보다 향상된 단화소 이동 감쇠를 이용한 다중해상도 움직임 예측 방법을 제안하였다. 웨이블릿 변환 영역에서 웨이블릿 계수들의 계층적 상관관계를 이용한 기존의 다중해상도 움직임 예측 방법(MRME)은 웨이블릿 변환시 수행되는 다운 샘플링 과정에서 발생되는 웨이블릿 계수들의 이동-변환 성질(shift-variant property)에 의해 정확한 움직임 예측을 수행할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 이러한 문제점을 극복하기 위해 제안된 방법은 입력 영상에 대해서 2레벨 웨이블릿 변환을 수행한 후 저대역 신호인 S$_4$대역에 대해 3레벨 웨이블릿 변환을 수행하기 앞서 S$_4$대역에서의 단화소 이동된 신호를 제거하기 위한 방법으로 보간을 적용한다. 보간된 저 대역 신호 S$_4$대역에 대해서 1레벨 웨이블릿 변환을 수행한 후 최종적으로 3레벨 웨이블릿 변환된 저 대역 신호 S$_{8}$대역에 대해서 초기 움직임 벡터를 구한 다음 나머지 하위 레벨에 위치한 대역에 대해서 기존 다중해상도 움직임 예측 방법과 동일한 방법으로 움직임 예측을 수행함으로써 향상된 부호화 성능을 얻을 수 있었다. 실험 결과 제안한 방법은 기존 다중해상도 움직임 예측 방법과 웨이블릿 변환 영역에서 전역 탐색 방법과 비교해 PSNR면에서 약 1∼2dB정도 향상된 부호화 효율을 나타낼 뿐 아니라, 주관적 화질에서도 개선된 결과를 보였다.