A Fast Inter Prediction Encoding Technique for Real-time Compression of H.264/AVC

This paper proposed a fast algorithm to reduce the amount of calculation for inter prediction which takes a great deal of the operational time in H.264/AVC. This algorithm decides a search range according to the direction of predicted motion vector, and then performs an adaptive spiral search for the candidates with JM(Joint Model) FME(Fast Motion Estimation) which employs the rate-distortion optimization(RDO) method. Simultaneously, it decides a threshold cost value for each of the variable block sizes and performs the motion estimation for the variable search ranges with the threshold. These activities reduce the great amount of the complexity in inter prediction encoding. Experimental results by applying the proposed method .to various video sequences showed that the process time was decreased up to 80% comparing to the previous prediction methods. The degradation of video quality was only from 0.05dB to 0.19dB and the compression ratio decreased as small as 0.58% in average. Therefore, we are sure that the proposed method is an efficient method for the fast inter prediction.

H.264/AVC의 실시간 압축을 위한 고속 인터 예측 부호화 기술

본 논문에서는 H.264/AVC에서 가장 많은 연산량을 차지하는 인터 예측(inter prediction)을 고속으로 수행할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization, RDO)이 적용된 JM(Joint Model)의 FME(Fast Motion Estimation)를 대상으로 예측된 움직임 벡터의 방향성을 고려하여 탐색영역을 결정한 후 적응적인 후보 나선형 탐색을 수행한다. 동시에 가변 블록 크기에 대하여 비용함수의 임계값(threshold)을 결정한 후 가변 구간 움직임 탐색을 수행함으로써 인터 예측의 부호화 복잡도를 감소시킨다. 다양한 영상들을 대상으로 실험한 결과 기존의 예측 방식에 최대 80%의 연산량을 줄일 수 있음을 확인하였다. 이에 따른 화질 열화는 평균 $0.05dB{\sim}0.19dB$에 불과하며, 압축률은 평균 0.58%의 미미한 감소를 보임으로써, 제안한 방법이 고속 인터 예측 알고리즘으로 매우 효율적인 방법임을 확인하였다.