• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.17 no.3
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• pp.329-336
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• 2017

In video compression, Motion Estimation(ME) limits the performance of image quality and generated bit rates. However, it requires much complexity in the encoder part. Multi-view video uses many cameras at different positions. Multi-view video coding needs huge computational complexity in proportion to the number of the cameras. To reduce computational complexity and maintain the image quality, an effective motion estimation method is proposed in this paper. The proposed method exploiting the characteristics of motion vector distribution and the motion of video. The proposed is a kind of a hierarchical search strategy. This strategy consists of multi-grid rhombus pattern, diagonal pattern, rectangle pattern, and refinement pattern. Experiment results show that the complexity reduction of the proposed method over TZ search method and PBS (Pel Block Search) on JMVC (Joint Multiview Video Coding) can be up to 40~75% and 98% respectively while maintaining similar video image quality and generated bit rates.

• Journal of Broadcast Engineering
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• v.9 no.1
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• pp.54-63
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• 2004

A new motion compensated frame Interpolation (MCI) algorithm by block based motion estimation (BME) is proposed. The block for the BME is composed of a large overlapped block for practical object motion estimation (ME) and a small block (which has a coinciding center with the ME-block) for the more precise motion compensated image description. Pixels in the block for the ME are sub-sampled to reduce computational complexity. The proposed method is executed with the various ME-blocks which have different size and sub-sampling ratio, and compared to the conventional method.

• The KIPS Transactions:PartB
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• v.12B no.2 s.98
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• pp.131-136
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• 2005

Motion Estimation (ME) has been developed to remove redundant data contained in a sequence of image. And ME is an important part of video encoding systems, since it can significantly affect the qualify of an encoded sequences. Generally, ME consists of two stages, the integer pixel motion estimation and the half pixel motion estimation. Many methods have been developed to reduce the computational complexity at the integer pixel motion estimation. However, the studies are needed at the half pixel motion estimation to reduce the complexity. In this paper, a method based on the correlations between integer pixel motion vectors and half pixel motion vectors is proposed for the half pixel motion estimation. The proposed method has less computational complexity than the full half pixel search method (FHSM) that needs the bilinear interpolation of half pixels and examines nine half pixel points to the find the half pixel motion vector. Experimental results show that the speedup improvement of the proposed method over FHSM can be up to $2.5\~80$ times faster and the image quality degradation is about to $0.07\~0.69(dB)$.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2012.04a
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• pp.390-393
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• 2012

H.264/AVC에서 움직임 추정에 소요되는 시간을 줄이면서 보다 나은 화질을 유지하기 위하여 본 논문에서는 정화소 움직임 추정 기법을 제안하였다. 본 논문에서는 정화소 움직임 추정을 위하여 대칭적인 탐색패턴을 이용한 계층적인 탐색 기법을 사용하였다. 제안한 정화소 움직임 추정 탐색 기법은 십자가 탐색 패턴, 다중 사각형 탐색 패턴, 작은 사각형 탐색 패턴, 다이아몬드 탐색 패턴들로 이루어져 있다. 제안한 움직임 추정 탐색 기법에서 사용한 탐색 패턴들은 블록 움직임이 수직으로 크거나 블록 움직임이 크면서 규칙적인 영상에서 국부적 최소화 문제를 해결하고 움직임 추정에 소요되는 시간을 줄이기 위하여 탐색 영역 내에 탐색 점들을 규칙적, 대칭적으로 배치하였다. 제안한 기법의 성능을 전역 탐색 기법의 성능과 비교하였을 때 움직임 추정에 소요되는 시간에 있어서 약 4~5.5 배의 속도 향상을 가져왔으며, 영상 화질에 있어서 전역 탐색 기법의 화질과 같거나 약간의 화질 저화를 보였다. 반면에, 비대칭 다중 육각형 탐색 기법의 성능과 비교하였을 때 움직임 추정 속도면에 있어서 약간의 성능 향상과 화질에 있어서 비슷하거나 최대 0.05 (dB)정도 향상을 보였다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 1998.06a
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• pp.193-196
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• 1998

본 논문에서는 동영상 부호화에 있어서의 영상 간 중복성을 제거하기 위한 수단으로 사용되는 움직임 추정 방식에 관련된 내용으로 특히 밝기가 변하는 영상에 대해 부호화 성능을 높여 주는 움직임 추정방식에 대해 부호화 제안하였다. 제안한 움직임 추정은 기존의 평균 절대 오차나 평균 제곱 오차를 기반으로 하는 기존의 움직임 추정에 의한 움직임 벡터와 매크로블록 간 오차의 최소 분산을 가지는 움직임 벡터 중 부호화 시 적은 비트를 필요로 하는 움직임 벡터를 이용함으로써 일반 영상에는 기존의 방법과 유사한 부호화 성능을 나타내고, 화면의 밝기가 급격하게 변하는 영상에서는 기존의 방법보다 우수한 부호화 성능을 나타내도록 하는 방법이다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 1995.06a
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• pp.105-108
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• 1995

본 논문에서는 초기 비트율 부호화(very low bit-rate coding)를 위한 새로운 움직임 예측 부호화를 제안한다. 움직임 추정 및 움직임 보상은 영역 기반으로 행해지며, 움직임 보상 후 예측 오차는 DCT(Discrete Cosine Transform)를 통해 변환되어 부호화 된다. 제안된 내용으로는 이전 영상을 이용하여 역방향(backward) 움직임 추정 후 얻어지는 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상된 영상을 구성하고, 여기에 보상되지 않은 영역은 순방향(forward) 움직임 추정을 선택적으로 행함으로써 영상을 재구성한다. 제안된 알고리듬은 모의 실험 결과 양질의 화질을 얻었다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.29 no.1C
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• pp.149-156
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• 2004

In this paper, novel power-aware motion estimation is proposed for low-power multimedia communication. In the video compression, motion estimation dominates the total power consumption, where better performance usually requires more power consumption. Among several motion estimation algorithms with different performance and power, the proposed motion estimation adaptively selects the optimal algorithm during run-time, considering the trade-off between performance and power. The proposed motion estimation can be easily applied to various motion estimation algorithms with negligible computation or hardware overhead. According to simulation results, the proposed motion estimation reduces the power consumption to 1/15.7~1/5.6 without performance degradation, when compared to the conventional algorithms.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2010.11a
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• pp.613-616
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• 2010

본 논문에서는 새로운 움직임 추정(motion estimation, ME) 방식을 사용한 프레임 비율 변환(frame rate conversion, FRC) 기법에 대해 제안한다. 기존의 프레임 비율 변환을 위한 움직임 추정 방식은 영상 압축에서 사용되고 있는 SAD를 사용하여 블록(block) 단위로 움직임 벡터를 추정하는 방식에 기초를 두고 있다. 그러나 잔여 신호(residual signal)를 저장하는 영상 압축과 달리, 잘못된 움직임 추정은 합성된 출력 영상에서 심각한 품질 저하를 가져올 수 있다. 이를 보완하기 위해 움직임 개선(motion refinement, MR)이 사용되고 있지만, 근본적인 해결을 위해서는 정확한 움직임 추정 알고리즘 사용이 필요하다. 특히 SAD를 통한 움직임 추정은 고르지 못한 움직임 벡터장(motion vector field, MVF)을 형성할 수 있으며, 종래의 연구에서 이를 해결하기 위해 SAD(sum of absolute difference)에 벡터의 공간제약(spatial constraint) 항목을 추가하여 비교적 고른 움직임 벡터장을 형성하는 방식이 제시되었다. SAD와 공간 제약 항목의 반영 비율에 따라 움직임 벡터의 중요성과 움직임 벡터장의 일관성이 서로 상충하는데, 기존의 방식은 이 비율을 일정한 상수(constant)값을 사용하고 있으며, 이러한 방식은 이미지의 특성에 따라 결과가 달라진다. 본 논문에서는 SAD와 공간 제약 항목 사이의 반영 비율을 이미지의 특성에 적응하는 방식을 사용하는 움직임 예측을 제시하고, 수행한 결과를 기존의 방식에 의한 결과와 비교하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2002.04a
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• pp.779-782
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• 2002

영상 압축 분야에서 데이터의 압축이 필수적인데, 이때 가장 많은 중복성을 가지고 있는 시간적 중복성은 이전 프레임의 데이터를 이용하여 움직임 추정과 움직임 보상을 수행하고 추정된 움직임 벡터에 의해서 보상된 영상과 원 영상과의 차 신호를 부호화하여 데이터를 압축한다. 움직임 추정과 움직임 보상 기법은 비디오 영상압축에서 중요한 역할을 하지만 많은 계산량으로 인하여 실시간 응용 및 고해상도 응용에 많은 어려움을 가지고 있다. 만일 움직임 추정을 하기 전에 블록의 움직임을 예측할 수 있다면 이를 바탕으로 탐색 영역에서 초기 탐색점의 위치 및 탐색 패턴을 결정할 수 있다. 본 논문에서는 움직임 벡터의 높은 공간적 상관성을 이용하여 초기 탐색점의 위치와 탐색 패턴을 결정함으로써 적응적으로 움직임 벡터를 추정하는 새로운 기법을 제안하고 성능을 평가한다. 실험을 통하여 제안된 알고리즘은 계산량의 감소에 있어서 높은 성능 향상을 보였다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2013.06a
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• pp.357-358
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• 2013

H.264 등 동영상 압축 표준에서는 비디오 신호의 시간적 중복 데이터를 제거하기 위해 움직임 추정/보상을 수행한다. 또한 움직임 추정/보상의 정확성을 향상하기 위해 다중 참조프레임을 지원한다. 여러 장의 참조 프레임 중 현재 블록과 가장 유사한 참조 프레임 영역으로부터 움직임 추정/보상을 수행하여 보다 정확한 예측에 의해 잔차신호의 크기가 감소하게 되고, 그 결과 부호화 효율이 더욱 개선되었다. 본 논문에서는 다중 참조 프레임을 사용한 움직임 추정/보상의 효율을 유지하면서도 참조프레임을 나타내는 참조프레임 인덱스 비트를 줄여주어 부호화 효율을 더욱 개선하는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 움직임 추정/보상 시, 각각의 참조 프레임에서 움직임 추정/보상에 사용되는 예측화소들을 비교하여 다중 참조 프레임이 효과가 있다고 판단 되는 경우에만 다중 참조 프레임 움직임 추정/보상을 수행하고, 다중 참조 프레임이 효과가 없다고 판단 되는 경우에는 단일 참조 프레임 움직임 추정/보상을 적응적으로 수행하였다. 실험결과 제안하는 방법은 다중 참조 프레임 인덱스 부호화에 소요되는 비트를 절감하면서도 부호화 효율을 유지함을 확인 할 수 있었다. 제안하는 방법은 동영상 압축 코덱에 적용되어 압축 성능을 더욱 향상 할 수 있다.