• 제목/요약/키워드: Motion Vector Extrapolation

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Whole Frame Error Concealment with an Adaptive PU-based Motion Vector Extrapolation for HEVC

  • Kim, Seounghwi;Lee, Dongkyu;Oh, Seoung-Jun
    • IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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    • 제4권1호
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    • pp.16-21
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    • 2015
  • Most video services are transmitted in wireless networks. In a network environment, a packet of video is likely to be lost during transmission. For this reason, numerous error concealment (EC) algorithms have been proposed to combat channel errors. On the other hand, most existing algorithms cannot conceal the whole missing frame effectively. To resolve this problem, this paper proposes a new Adaptive Prediction Unit-based Motion Vector Extrapolation (APMVE) algorithm to restore the entire missing frame encoded by High Efficiency Video Coding (HEVC). In each missing HEVC frame, it uses the prediction unit (PU) information of the previous frame to adaptively decide the size of a basic unit for error concealment and to provide a more accurate estimation for the motion vector in that basic unit than can be achieved by any other conventional method. The simulation results showed that it is highly effective and significantly outperforms other existing frame recovery methods in terms of both objective and subjective quality.

적응적인 PU 기반 움직임 벡터 외삽과 경계 정합을 통한 프레임 전체 오류 은닉 방법에 관한 연구 (Whole Frame Error Concealment with an Adaptive PU-based Motion Vector Extrapolation and Boundary Matching)

  • 김승휘;이동규;오승준
    • 방송공학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.533-544
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    • 2015
  • 최근에 대부분의 비디오 서비스는 무선 네트워크를 통해서 전송된다. 하지만 무선 네트워크 환경에서 비디오 패킷은 전송되는 동안 오류에 노출되기 쉽다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 새로운 오류 은닉 (Error Concealment : EC) 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘에서는 High Efficiency Video Coding (HEVC) 환경에서 시간적 상관도를 이용한 적응적인 예측 단위 기반의 움직임 벡터 외삽 (Adaptive Prediction Unit-based Motion Vector Extrapolation : APMVE)과 공간적 상관도를 이용한 경계 정합(Boundary Matching : BM) 알고리즘을 이용한다. APMVE는 시간적 상관도를 기반으로 손실 프레임 이전 프레임의 예측 단위(Prediction Unit : PU)를 이용하여 오류 은닉 기본 단위 (Error Concealment Basic Unit : ECBU)를 적응적으로 결정하고 BM은 공간적 상관도를 이용하여 비신뢰 블록 (Unreliable Block)들에 한하여 수행한다. 제안하는 알고리즘은 기존 알고리즘에서 나타나는 블록킹 열화를 효과적으로 제거하여 높은 주관적 화질을 보여준다.

HEVC 오류 은닉을 위한 PU 기반 움직임 벡터 외삽법 (PU-based Motion Vector Extrapolation for HEVC Error Concealment)

  • 김상민;이동규;박동민;오승준
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2014년도 하계학술대회
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    • pp.209-210
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    • 2014
  • 최근 인터넷 상에서 제공되는 영상 서비스에 대한 요구가 증가하고 있다. 하지만 네트워크 환경에서 전송되는 데이터는 오류로 인하여 쉽게 손실될 수 있다. 특히 HEVC(High Efficiency Video Coding)와 같이 높은 압축률로 압축된 정보에 대한 전송 오류는 영상 복원에 심각한 영향을 끼친다. 따라서 네트워크 환경에서 일정한 화질을 유지하기 위한 오류 은닉(Error Concealment : EC) 방법이 필요하다. 본 논문은 HEVC EC 를 위한 PU(Prediction Unit) 기반 움직임 벡터 외삽법(Motion Vector Extrapolation : MVE) 모델을 제안한다. PU 는 예측의 기본 단위로써 PU 내에 동일한 물체가 포함될 확률이 높다. 따라서, 이 모델은 손실된 프레임의 이전 프레임이 갖는 PU 정보를 이용하여 PU 단위로 외삽(extrapolation)을 실시한다. 또한, 손실된 블록과 외삽 블록간의 관계를 고려하여 겹쳐진(overlapped) 외삽 블록 중 가장 작은 PU 크기를 EC 기본 단위로 결정한다. 이 방법은 PU 정보를 반영함으로써 블록 경계 오류(block artifact)를 감소시킨다.

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다중 참조영상 움직임 추정에 적응을 위한 연속 제거 알고리즘 기반 고속화 알고리즘 (Fast Algorithm Based on Successive Elimination Algorithm for Multi-Reference Motion Estimation)

  • 김영문;이재은;임찬;강현수
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제8권7호
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    • pp.889-897
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    • 2005
  • 본 논문에서는 다중 참조영상에 적용을 위한 고속 움직임 추정 (motion estimation) 알고리즘을 제안한다. 우선 전역움직임추정방법(full search)의 고속 알고리즘인 연속 제거 알고리즘(successive elimination algorithm)을 다중 참조영상(multi-reference frames)에 적용하였을 때의 결과를 분석하고, 이를 바탕으로 계산량 감축 방안을 제안한다. 제안된 방법은 바로 이전 영상에 대한 움직임 벡터를 연속 제거 알고리즘을 적용하여 추출하고, 그 외의 참조영상에 대해서는 이전 영상에서 얻어진 움직임 벡터를 기반으로 외삽(extrapolation)을 수행함으로써 추정한다. 이 추정된 벡터를 중심으로 탐색범위를 적응적으로 제한함으로써 화질 저하를 최소화시키면서 계산량을 크게 감축하도록 제안하였다. 실험을 통해 제안된 방법의 성능을 분석하고 검증하였다.

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Extra-phase Image Generation for Its Potential Use in Dose Evaluation for a Broad Range of Respiratory Motion

  • Lee, Hyun Su;Choi, Chansoo;Kim, Chan Hyeong;Han, Min Cheol;Yeom, Yeon Soo;Nguyen, Thang Tat;Kim, Seonghoon;Choi, Sang Hyoun;Lee, Soon Sung;Kim, Jina;Hwang, JinHo;Kang, Youngnam
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제44권3호
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    • pp.103-109
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    • 2019
  • Background: Four-dimensional computed tomographic (4DCT) images are increasingly used in clinic with the growing need to account for the respiratory motion of the patient during radiation treatment. One of the reason s that makes the dose evaluation using 4DCT inaccurate is a change of the patient respiration during the treatment session, i.e., intrafractional uncertainty. Especially, when the amplitude of the patient respiration is greater than the respiration range during the 4DCT acquisition, such an organ motion from the larger respiration is difficult to be represented with the 4DCT. In this paper, the method to generate images expecting the organ motion from a respiration with extended amplitude was proposed and examined. Materials and Methods: We propose a method to generate extra-phase images from a given set of the 4DCT images using deformable image registration (DIR) and linear extrapolation. Deformation vector fields (DVF) are calculated from the given set of images, then extrapolated according to respiratory surrogate. The extra-phase images are generated by applying the extrapolated DVFs to the existing 4DCT images. The proposed method was tested with the 4DCT of a physical 4D phantom. Results and Discussion: The tumor position in the generated extra-phase image was in a good agreement with that in the gold-standard image which is separately acquired, using the same 4DCT machine, with a larger range of respiration. It was also found that we can generate the best quality extra-phase image by using the maximum inhalation phase (T0) and maximum exhalation phase (T50) images for extrapolation. Conclusion: In the present study, a method to construct extra-phase images that represent expanded respiratory motion of the patient has been proposed and tested. The movement of organs from a larger respiration amplitude can be predicted by the proposed method. We believe the method may be utilized for realistic simulation of radiation therapy.