본 논문은 블록 정합에 크게 기여하는 일부 서브블록들만 사용하는 서브블록 정합 알고리즘을 개선하기 위한 블록 정합 알고리즘을 제안한다. 하나의 서브블록 그룹을 사용하는 기존 알고리즘과 달리 제안된 알고리즘은 두개의 서브블록 그룹을 사용하고 있다. 소 그룹을 이용한 정합은 적은 계산량으로 유사 블록 가능성이 큰 후보 블록들을 선택하고, 선택된 블록에서 대 그룹을 이용해 추가적인 정합은 잘못된 정합을 줄인다. 모의 실험 결과들은 제안된 알고리즘이 기존 알고리즘과 비교하여 같은 계산량에서 항상 높은 화질을 갖는 것을 보이고 있고, 적은 서브블록들을 이용한 정합에서 매우 뛰어난 성능을 갖는 것을 보여주고 있다.
In this paper an effective block matching algorithm is proposed to find the motion vector. There are two approaches to the estimation of the motion vector in MCC (motion compensated coding), i.e., pel(pixel element) recursive algorithm and block matching algorithm. The search algorithm in this paper is based on the block matching method. The advantage of a proposed algorithm using integral projections is the reduction of the computation time. While the conventional block matching methods have to be computed in 2-dimensional arrays, the proposed algorithm using integral projections can be computed in 1-dimensional arrays. In comparison with conventional block matching methods, a computer simulation shows that though the prediction error increases 0.23 db, it is not detectable for human eyes and the average reduction ratio of computation time obtained from the proposed algorithm is about 3-4.
본 논문은 블록 정합에 크게 기여하는 화소들만을 이용함으로 정합 계산량을 줄이는 변형된 블록 정합 알고리즘을 제안한다. 알고리즘 구현과 부가 정보를 고려하여 제안된 알고리즘은 정합 블록을 서브블록들로 나누고, 서브블록의 복잡도를 이용해 일부의 서브블록들만을 선택해 정합을 수행한다. 모의실험 결과는 제안된 알고리즘이 일부의 서브블록만으로 유효한 정합을 수행하는 것을 보여준다.
본 논문은 블록 정합에 크게 기여하는 화소들만을 이용함으로 정합 계산량을 줄이는 변형된 블록 정합 알고리즘을 제안한다. 알고리즘 구현과 부가 정보를 고려하여 제안된 알고리즘은 정합 블록을 서브블록들로 나누고, 서브블록의 복잡도를 이용해 일부의 서브블록들만을 선택해 정합을 수행한다. 모의실험 결과는 제안된 알고리즘이 계산량을 줄이면서 유효한 정합을 수행하는 것을 보여준다.
블록정합 기법을 이용한 객체추적에서 크기가 다양하고 수시로 변하는 객체를 추적하기 위해 고정 정합블록을 사용하는 것은 적합하지 못하다. 본 논문은 동적 환경을 위한 적응적 정합블록을 정의하고, 이를 위한 블록정합 알 고리즘을 제안한다. 정합블록은 $42{\times}42$ 화소의 넓은 영역에 $10{\times}10$ 화소의 주 블록과 $6{\times}6$ 화소의 부 블록 8개로 구성되고, 영역 중심에 위치한 주 블록은 객체 블록으로 사용되고, 영역의 외곽에 위치한 부 블록은 객체블록을 위한 후보 블록으로 사용된다. 제안된 알고리즘은 부 블록에서 이전 10 프레임의 움직임 벡터를 이용해 객체블록을 추출하고, 주 블록과 추출된 객체블록을 이용해 블록정합을 수행한다. 성능 평가를 위한 실험들은 제안된 알고리즘이 정합블록에서 유효한 객체블록만을 적절히 추출하고, 자유로운 움직임을 갖는 객체를 영상의 중심 영역에 유지시켜 주는 것을 보여주고 있다.
Due to the significant computation of full search in motion estimation, extensive research in fast motion estimation algorithms has been carried out. However, most of the algorithms have the degradation in predicted images compared with the full search algorithm. To reduce an amount of significant computation while keeping the same prediction quality of the full search, we propose a fast block-matching algorithm based on gradient magnitude of reference block without any degradation of predicted image. By using Taylor series expansion, we show that the block matching errors between reference block and candidate block are proportional to the gradient magnitude of matching block. With the derived result, we propose fast full search algorithm with adaptively determined scan direction in the block matching. Experimentally, our proposed algorithm is very efficient in terms of computational speedup and has the smallest computation among all the conventional full search algorithms. Therefore, our algorithm is useful in VLSI implementation of video encoder requiring real-time application.
In this paper effective block matching algorithms are proposed to find the motion vector. There are two approaches to the estimation of the motion vector in MCC (motion compensated coding), i.e.pel(pixel element) recursive algorithm and block matching algorithm. The search algorithm in this paper is based on the block matching method. The advantage of this algorithm is the reduction of the computation time. In order to reduce the computation time, three mathods are proposed in this paper. These new algorithms are faster than other methods. Compared with the three step algorithm by Koga et al., the average ratio of the computational savings obtained from the proposed algorithm is about 3-4.
본 논문에서는 기존의 전영역 탐색 방식의 계산량을 현저히 줄임과 동시에 동일한 예측 화질을 얻기 위해, 기준 블록의 복잡도 순서와 정방형 서브블럭을 가지고 복잡한 영역 세분화를 통한 고속 블록 매칭(block matching) 알고리즘을 제안하였다. 매칭 에러가 기준 블록 기울기 크기에 비례한다는 것을 이용하여 종래의 순차적인 매칭 스캔(matching scan) 과 행/열 기반의 적응 매칭 스캔 대신, 복잡도에 기초한 정방형 서브 블록(sub-block) 적응 매칭 스캔을 가지고 불필요한 계산을 효율적으로 줄였다. 제안된 알고리즘은 예측 화질의 저하 없이 기존의 PDE(partial distortion elimination) 알고리즘을 이용한 전영역 탐색 방법에 비해 $30\%$의 계산량을 줄였으며, MPEG-2 및 MPEG-4 AVC를 이용하는 비디오 압축 응용분야에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
본 논문에서는 기존의 PDE방법의 계산량을 줄이고 동시에 동일한 예측화질을 얻기 위해, 초기 매칭블록의 서브블록별 SAD값의 비교를 통한 고속 움직임 예측 알고리즘을 제안한다. 제안한 방법은 최초 매칭 블록의 서브블록별 매칭 에러의 복잡도의 비교를 통해 후보블록들의 매칭순서를 변경하여 불필요한 계산량을 줄이는 방법을 제안한다. 제안한 알고리즘은 예측 화질의 저하 없이 기존의 PDE(partial distortion elimination) 알고리즘을 이용한 전영역 탐색 방법에 비해 45%의 계산량을 줄였으며, MPEG-2 및 MPEG-4 AVC를 이용하는 비디오 압축 응용분야에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
A new block matching algorithm that improved the existing block matching algorithm in terms of image quality is proposed in this paper. The subblock of image including the vertical edge of object is subdivided into new two subblocks, and the moving vector found. The result of computer simulation shows on real image that the image quality by the algorithm becomes higher than that of the three step search algorithm by 1.1dB.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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