• 제목/요약/키워드: $A^*$ search algorithm

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고속 블록 정합 움직임 예측을 위한 납작한 육각 패턴 기반 탐색 알고리즘 (A Flat Hexagon-based Search Algorithm for Fast Block Matching Motion Estimation)

  • 남현우
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.57-65
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    • 2007
  • 서로 다른 형태와 크기를 가지는 탐색패턴과 움직임 벡터의 분포는 고속 블록 정합 알고리즘에서 탐색 속도와 화질을 좌우하는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 새로운 고속 블록 정합 알고리즘 개발을 위해 기존의 다이아몬드패턴과 육각패턴의 단점을 해결할 수 있는 납작한 육각패턴을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 움직임이 큰 벡터에 대해서 납작한 육각패턴을 이용하여 고속으로 움직임 벡터를 찾게 하였다. 실험 결과를 통해 제안된 납작한 육각패턴 탐색 알고리즘은 다이아몬드패턴 탐색 알고리즘이나 육각패턴 탐색 알고리즘에 비하여 움직임 벡터 추정의 속도에 있어서 약 $0.4{\sim}21.3%$의 성능 향상을 보였으며 화질 또한 PSNR 기준으로 약 $0.009{\sim}0.531dB$의 성능 향상을 보였다.

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초기 탐색 위치의 효율적 선택에 의한 고속 움직임 추정 (Fast Motion Estimation Using Efficient Selection of Initial Search Position)

  • 남수영;김석규;임채환;김남철
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(4)
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    • pp.167-170
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    • 2000
  • In this paper, we present a fast algorithm for the motion estimation using the efficient selection of an initial search position. In the method, we select the initial search position using the motion vector from the subsmpled images, the predicted motion vector from the neighbor blocks, and the (0,0) motion vector. While searching the candidate blocks, we use the spiral search pattern with the successive elimination algorithm(SEA) and the partial distortion elimination(PDE). The experiment results show that the complexity of the proposed algorithm is about 2∼3 times faster than the three-step search(TSS) with the PSNR loss of just 0.05[dB]∼0.1[dB] than the full search algorithm PSNR. The search complexity can be reduced with quite a few PSNR loss by controling the number of the depth in the spiral search pattern.

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Quadrotor path planning using A* search algorithm and minimum snap trajectory generation

  • Hong, Youkyung;Kim, Suseong;Kim, Yookyung;Cha, Jihun
    • ETRI Journal
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    • 제43권6호
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    • pp.1013-1023
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    • 2021
  • In this study, we propose a practical path planning method that combines the A* search algorithm and minimum snap trajectory generation. The A* search algorithm determines a set of waypoints to avoid collisions with surrounding obstacles from a starting to a destination point. Only essential waypoints (waypoints necessary to generate smooth trajectories) are extracted from the waypoints determined by the A* search algorithm, and an appropriate time between two adjacent waypoints is allocated. The waypoints so determined are connected by a smooth minimum snap trajectory, a dynamically executable trajectory for the quadrotor. If the generated trajectory is invalid, we methodically determine when intermediate waypoints are needed and how to insert the points to modify the trajectory. We verified the performance of the proposed method by various simulation experiments and a real-world experiment in a forested outdoor environment.

Harmony Search 알고리즘의 수렴성 개선에 관한 연구 (Study on Improvement of Convergence in Harmony Search Algorithms)

  • 이상경;고광은;심귀보
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.401-406
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    • 2011
  • 복잡해진 최적화문제를 전통적인 방법보다 효율적으로 해결하기위해 유전알고리즘이나 개미군집화, 하모니서치알고리즘과 같은 다양한 메타휴리스틱이 개발되었다. 그 중에서 하모니 서치알고리즘이 다른 메타휴리스틱알고리즘보다 좋은 결과를 보이고 있다. 하모니 서치 알고리즘은 음악을 작곡할 때 아름다운 소리를 내는 하모니를 찾는 과정을 모방했다. 성능은 하모니 메모리에서 선택하는 비율인 HMCR값과 하모니 메모리에서 선택된 값의 조정 비율을 결정하는 PAR값에 따라 달라지는 것으로 알려져 있다. 다르게 말하면 두 변수의 기반이 되는 하모니 메모리의 사용방법의 문제로 볼 수 있다. 본 논문은 설정한 기간 동안 더 좋은 최적해를 찾지 못할 경우 하모니 메모리의 일부를 좋은 하모니로 구성되게 수정하는 방법을 제안했다. 테스트 함수를 이용한 검증 실험결과에서 하모니 메모리를 수정할 경우 정확도 변화가 적어 신뢰성 있는 정확도를 보였으며, Iteration이 짧더라도 최적값에 근접한 값을 찾았다.

유전알고리즘과 Tabu탐색법에 의한 제진판의 최적설계 (Ooptimum Design Damping Plate by Combined Method of Genetic Algorithm and Random Tabu Search Method)

  • 양보석;전상범;유영훈;최병근
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1997년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관; 6 Nov. 1997
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    • pp.184-189
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    • 1997
  • This paper introduces a new combined method by genetic algorithm and random tabu search method as optimization algorithm. Genetic algorithm can search the global optimum and tabu search method is very fast in speed. The optimizing ability of new combined method is identified by comparing other optimizing algorithm and used for optimum design of damping plate.

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Function Optimization Using Quadratically Convergent Algorithms With One Dimensional Search Schemes

  • Kim, Do-Il
    • 대한산업공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.25-40
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    • 1988
  • In this paper, a unified method to construct a quadratically convergent algorithm with one dimensional search schemes is described. With this method, a generalized algorithm is derived. As it's particular cases, three quadratically convergent algorithms are performed. They are the rank-one algorithm (Algorithm I), projection algorithm (Algorithm II) and the Fletcher-Reeves algorithm (Algorithm III). As one-dimensional search schemes, the golden-ratio method and dichotomous search are used. Additionally, their computer programming is developed for actual application. The use of this program is provided with the explanation of how to use it, the illustrative examples that are both quadratic and nonquadratic problems and their output. Finally, from the computer output, each algorithm was analyzed from the standpoint of efficiency for performance.

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고속 블록 정합을 위한 새로운 블록 기반 경사 하강 탐색 알고리즘 (A New Block-based Gradient Descent Search Algorithm for a Fast Block Matching)

  • 곽성근
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제4권10호
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    • pp.731-740
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    • 2003
  • 움직임 추정은 연속한 비디오 프레임간의 시간적 상관성을 이용하여 동영상 내에 존재하는 중복된 데이터를 제거하기 때문에 동영상 부호화에 있어서 중요한 역할을 한다. 그리고 서로 다른 형태와 크기를 가지는 탐색 패턴과 움직임 벡터의 분포는 블록 정합 기법에서 탐색 속도와 화질을 좌우하는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 작은 크로스 탐색 패턴과 블록 기반 경사 하강 탐색 패턴을 이용한 새로운 고속 블록 정합 알고리즘을 제안한다 이 방법은 작은 크로스 탐색 패턴을 이용하여 적은 탐색점으로 움직임이 적은 벡터를 우선 찾은 다음에 움직임이 큰 벡터에 대해서는 블록 기반 경사 하강 탐색 패턴을 이용하여 고속으로 움직임 벡터를 찾게 하였다. 실험결과, 제안된 알고리즘은 블록 기반 경사 하강 탐색 기법에 비하여 움직임 벡터 예측의 속도에 있어서 약 26-40% 이상의 높은 성능 향상을 보였다.

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공간 상관성을 이용한 적응적 움직임 추정 알고리즘 (An Adaptive Motion Estimation Algorithm Using Spatial Correlation)

  • 박상곤;정동석
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(4)
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    • pp.43-46
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    • 2000
  • In this paper, we propose a fast adaptive diamond search algorithm(FADS) for block matching motion estimation. Fast motion estimation algorithms reduce the computational complexity by using the UESA (Unimodal Error Search Assumption) that the matching error monotonically increases as the search moves away from the global minimum error. Recently many fast BMAs(Block Matching Algorithms) make use of the fact that the global minimum points in real world video sequences are centered at the position of zero motion. But these BMAs, especially in large motion, are easily trapped into the local minima and result in poor matching accuracy. So, we propose a new motion estimation algorithm using the spatial correlation among the adjacent blocks. We change the origin of search window according to the spatially adjacent motion vectors and their MAE(Mean Absolute Error). The computer simulation shows that the proposed algorithm has almost the same computational complexity with UCBDS(Unrestricted Center-Biased Diamond Search)〔1〕, but enhance PSNR. Moreover, the proposed algorithm gives almost the same PSNR as that of FS(Full Search), even for the large motion case, with half the computational load.

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다중해상도 알고리즘을 이용한 고속 움직임 정합 (High Speed Motion Match Utilizing A Multi-Resolution Algorithm)

  • 주헌식
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.131-139
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    • 2007
  • 본 논문에서는 다중해상도 알고리즘을 제안하여 탐색점과 복잡도를 블록정합 알고리즘과 비교하여 나타내었다. 또한 스피드 업을블록정합 알고리즘과 비교 하였다. 제안한 다중해상도 NTSS-3 Level 알고리즘을 비교대상인 TSS-3 Level 알고리즘과 NTSS 알고리즘에 비교하였다. 비교 결과 탐색점과 스피드업에서 제안한 NTSS-3 Level 알고리즘이 우수함을 나타내었다. 따라서 제안한 NTSS-3 Level 알고리즘이 비교 대상인 블록정합 알고리즘에 비해 탐색점에서 $2{\sim}3$배 우수한 성능을 나타내었고 복잡도 계산에서도 $2{\sim}4$배의 우수함을 나타내었다. 스피트업에서도 제안한 NTSS-3 Level 알고리즘이 2배 이상의 성능을 나타내었다. 따라서 제안한 다중해상도 NTSS-3 Level 알고리즘이 탐색점과 스피드 업 대비 PSNR 우수함을 나타내었다.

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16:1 부분 표본 추출 블럭 정합 알고리즘과 이의 하드웨어 설계 (A 16:1 Subsampling Block-Matching Algorithm and Its Hardware Design)

  • 김양훈;임종석;민병기
    • 전자공학회논문지B
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    • 제32B권12호
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    • pp.1624-1634
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    • 1995
  • Conventional full search block matching algorithm for motion estimation is computationally intensive and the resulting hardware cost is very high. In this paper, we present an efficient block matching algorithm using a 16:1 subsampling technique, and describe its hardware design. The algorithm reduces the number of pixels in calculating the mean absolute difference at each search location, instead of reducing the search locations.The algorithm is an extension of the block mating algorithm with 4:1 subsampling proposed by Liu and Zaccarin such that the amount of computation is reduced by a fact of 4(16 compared to the full search block matching algorithm) while producing similar performance.The algorithm can efficiently be designed into a hardware for real-time applications.

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