• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.50 no.1
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• pp.124-130
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• 2013

In this paper, a new motion estimation algorithm with low-computational complexity is proposed to improve the performance of H.264/AVC. The proposed architecture uses the directions of the median motion vector which is computed by the motion vectors of the three neighbor macroblocks in Integer Motion Estimation. By using the directions of the vector, the proposed architecture has a single computational level instead of multi-computational levels in Integer Motion Estimation. The proposed motion estimation is synthesized using the TSMC 0.18um standard cell library. The synthesis result shows that the gate count is about 217.92K at 166MHz and it was improved about 69% compared with previous one.

• Journal of Broadcast Engineering
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• v.18 no.6
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• pp.808-815
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• 2013

In this paper, we propose a novel fast and low-complexity Motion Estimation (ME) algorithm for Ultra High Definition (UHD) High Efficiency Video Coding (HEVC). Motion estimation occupies 77~81% of the amount of computation in HEVC. After all, the main key of video codec implementation is to find a fast and low-complexity motion estimation algorithm and architecture. We analyze the previous motion estimation algorithms and propose three optimal algorithm to reduce the computation proportion for HEVC. The proposed algorithm uses only 0.36% of the amount of operations compared to full search algorithm while maintaining compression performance with slight loss of 1.1%.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.40 no.2
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• pp.20-28
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• 2003

Recently we need a faster and more accurate motion vector search algorithm for ASIC(Application Specific IC) or small systems. Block motion estimation using Full Search(FS) algorithm provides the best visual quality and PSNR, but it requires intensive computations. The previously proposed fast algorithms reduced the number of computations by limiting the number of searching locations. This is accomplished at the expense of less accuracy of motion estimation and gives rise to an appreciably higher SAD(Sum of Absolute Difference) for motion compensated images. In this paper we exploit the spatial correlation of motion vectors and present a fast motion estimation scheme which uses the predicted motion vector(PMV). The PMV scheme is more clear and simpler than the previously proposed algorithms which also use adjacent motion vectors. Simulation results with standard video sequences show that the PMV scheme is faster and more accurate than other algorithms such as Nearest-Neighbors Search(NNS) algorithm.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2010.07a
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• pp.104-107
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• 2010

본 논문은 H.264/AVC 디코더의 하드웨어 구현 시 가장 많은 시간을 소비하는 부분이 움직임 추정기를 하드웨어로 구현하였다. 움직임 추정을 함에 있어서 외부메모리 Access 량을 줄이고, SAD연산을 수행할 때 Clock의 손실 없이 계산을 하는 움직임 예측기를 제안한다. 제안한 구조는 재탐색 구간에서 이전 탐색 범위와 공통부분을 이루는 부분을 레지스터에 따로 저장해 두었다가, 재탐색시에 이전 Data를 사용하는 방법을 이용하였다. 움직임 추정을 수행할 때의 SAD (Sum of absolute differences)연산 부분과 Adder-tree를 묶은 PU Array와 SAD 누적기, 선택기를 Pipelining을 통하여 Clock의 손실 없이 연속적으로 계산하는 움직임 예측기를 설계하였다. 구현한 하드웨어는 최대 446.43MHz의 주파수에서 동작할 수 있었고, 탐색영역 64${\times}$64, 참조 프레임 3, 그리고 영상크기 1920${\times}$1080 기준으로 구현한 결과 50 프레임을 처리할 수 있는 성능을 보였다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2010.07a
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• pp.432-434
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• 2010

움직임 추정(ME)은 동영상 압축에서 영상 화질과 인코더 속도에 대하여 중요한 역할을 하지만, 많은 수의 메모리 접근과 연산량이 발생한다. 기존의 움직임 추정 방법은 현재 프레임의 블록을 참조 프레임의 검색범위 내의 블록과 매칭하여 움직임 차이를 계산하여 움직인 위치를 추정하게 된다. H.264와 같은 최근의 압축 표준에서는 1/4화소 단위까지 움직임 예측을함으로써 영상 데이터 압축의 효율을 높일 수 있으나, 많은 양의 메모리 접근과 연산의 복잡도가 크게 증가하게 된다. 본 논문에서는 메모리 접근 횟수를 감소시키기 위하여 SAR(Search Area Reuse)알고리즘을 사용하여, 참조 프레임의 블록을 현재 프레임의 블록과 매칭하여 움직임 예측하는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하고 있는 아키텍쳐는 현재프레임의 검색범위 내에 있는 데이타를 재사용함으로서 메모리 액세스를 줄일 수 있으며, 참조프레임의 한 블록당 1/4화소 단위까지의 연산을 한 번만 하게 되므로 메모리 접근 횟수 감소와 함께 연산의 복잡도도 줄일 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2012.07a
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• pp.405-406
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• 2012

본 논문에서는 H.264 부호기의 복잡도를 낮추기 위한 고속 움직임 탐색 기법을 제안한다. H.264 부호기는 움직임 탐색 알고리즘 및 다양한 모드 결정으로 인해 매우 높은 복잡도를 갖기 때문에 고해상도 영상의 압축에 시간적 부담을 준다. 따라서, 우리는 비디오 프레임에 계층적으로 양자화를 적용한 뒤, 각 단계마다 움직임 탐색 영역을 적절히 분배함으로써 최적의 움직임 벡터를 예측하는 기법을 제시한다. 제안 기법은 H.264 부호기의 한가지 예측 모듈로 제안되며, 부가적으로 움직임 벡터 예측자 주변을 탐색하는 모듈이 수행된다. 실험 결과에서 제안 알고리즘이 기존의 H.264 부호기에 비해 매우 빠르면서 안정된 비트율-왜곡 성능을 가짐을 보인다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2018.06a
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• pp.22-23
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• 2018

본 논문에서는 그래프 간 정합을 이용한 포인트 클라우드 시퀀스 압축 기법을 제안한다. 우선, 그래프를 활용하여 포인트 클라우드 시퀀스의 시변하는 기하학적 구조를 표현하고, 그래프로부터 웨이블릿 변환을 사용하여 추출한 특징 벡터를 매칭하는 방법으로 인접 프레임 간 움직임 예측을 수행한다. 그리고 움직임 예측을 통해 얻은 움직임 벡터 중 정합 점수가 높은 소수의 움직임 벡터를 보간하여 프레임 전체의 움직임 필드를 얻는다. 최종적으로 움직임 정보를 활용하여 얻은 예측 프레임과 타겟 프레임의 차이를 선택적 엔트로피 부호화 방식으로 코딩하여 포인트 클라우드 시퀀스 압축을 수행한다. 실험 결과 제안하는 기법이 3D 포인트 클라우드 시퀀스를 효과적으로 압축함을 확인할 수 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.10a
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• pp.421-422
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• 2007

움직임을 예측하는 방법은 동영상 압축에서 중요한 부분 중 하나이다. 동영상은 움직임이 빠르거나 혹은 느린 것으로 나누어 볼 수 있고 이에 마라 움직임을 예측하는 방법을 달리 할 수 있다. 이 논문에서는 동영상의 움직임 벡터의 분포를 예상해보고 그에 따른 영역 대하여 다른 탐색 패턴을 적용하여 움직임 벡터를 예측하는 방법을 제안하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.40 no.4
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• pp.237-247
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• 2003

The Motion Estimation (ME) process is an important part of a video encoding systems since they can significantly reduce bitrate with keeping the output quality of an encoded sequence. Unfortunately this process may dominate the encoding time using straightforward full search algorithm (FS). Up to now, many fast algorithms can reduce the computation complexity by limiting the number of searching locations. This is accomplished at the expense of less accuracy of motion estimation. In this paper, we introduce a new fast motion estimation method based on the spatio-temporal correlation of adjacent blocks. A reliable predicted motion vector (RPMV) is defined. The reliability of RPMV is shown on the basis of motion vectors achieved by FS. The scalar and the direction of RPMV are used in our proposed scheme. The experimental results show that the proposed method Is about l1~14% faster than the nearest neighbor method which is a wellknown conventional fast scheme.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.31 no.10C
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• pp.1000-1010
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• 2006

This paper proposes a new architecture for DCT-based motion estimation and compensation. Previous methods do riot take sufficient advantage of the sparseness of 2-D DCT coefficients to reduce execution time. We first derive a recursion equation to perform DCT domain motion estimation more efficiently; we then use it to develop a wavefront array processor (WAP) consisting of processing elements. In addition, we show that the recursion equation enables motion predicted images with different frequency bands, for example, from the images with low frequency components to the images with low and high frequency components. The wavefront way Processor can reconfigure to different motion estimation algorithms, such as logarithmic search and three step search, without architectural modifications. These properties can be effectively used to reduce the energy required for video encoding and decoding. The proposed WAP architecture achieves a significant reduction in computational complexity and processing time. It is also shown that the motion estimation algorithm in the transform domain using SAD (Sum of Absolute Differences) matching criterion maximizes PSNR and the compression ratio for the practical video coding applications when compared to tile motion estimation algorithm in the spatial domain using either SAD or SSD.