• Title/Summary/Keyword: Normalized Cross-Correlation Algorithm

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A Fast Normalized Cross Correlation-Based Block Matching Algorithm Using Multilevel Cauchy-Schwartz Inequality

  • Song, Byung-Cheol
    • ETRI Journal
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    • 제33권3호
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    • pp.401-406
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    • 2011
  • This paper presents a fast block-matching algorithm based on the normalized cross-correlation, where the elimination order is determined based on the gradient magnitudes of subblocks in the current macroblock. Multilevel Cauchy-Schwartz inequality is derived to skip unnecessary block-matching calculations in the proposed algorithm. Also, additional complexity reduction is achieved re-using the normalized cross correlation values for the spatially neighboring macroblock because the search areas of adjacent macroblocks are overlapped. Simulation results show that the proposed algorithm can improve the speed-up ratio up to about 3 times in comparison with the existing algorithm.

상호상관 PIV기법을 위한 빠르고 정확한 FFT 알고리듬의 개발 (Development of Fast and Exact FFT Algorithm for Cross-Correlation PIV)

  • 류권규;김동수;윤병만
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권10호
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    • pp.851-859
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    • 2005
  • 정규 상호 상관 (상관계수)은 입자영상유속계(PIV) 분석에서 형태 분석을 위한 가장 정확하고 적합한 척도이다. 그러나 상관계수는 주파수 영역에서 그에 상당하는 간단한 수식 표현이 없기 때문에, 빠르지만 부정확한 척도들이 종종 이용된다. 이러한 척도 중에서 선정된 세 가지 방법과 상관계수법을 상호 비교하였다. 그 결과 상관계수법을 제외한 나머지 척도들은 모두 종종 부정확한 결과를 도출함을 알 수 있었다. 그러나 상관계수법은 계산 시간이 많이 걸린다는 단점을 지니고 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 상관계수법을 계산하는 빠르고 정확한 방법을 제시하였다. 이 방법은 상관계수의 분산을 계산하는 Fn 알고리듬과 분모를 계산하는 순차가감법을 결합한 것이다. 시험 결과 이 방법은 상관계수를 빠르고 정확하게 계산할 수 있음을 보였다.

정규상호상관도를 이용한 입체 입자영상유속계 알고리즘 개발 (Development of Algorithm for Stereoscopic PIV using Normalized Cross-correlation)

  • 오정근;김유철;류민철;고원규;서정천
    • 대한조선학회논문집
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    • 제44권6호
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    • pp.579-589
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    • 2007
  • Contrary to the conventional single-point measuring devices such as LDV, pitot-tube, hot-wire, etc., it would be possible to measure instantaneously 3-D flow fields with a stereoscopic PIV system. In this paper, we present an analysis algorithm for a stereoscopic PIV system using the normalized cross-correlation (NCC) and a 3-D calibration based reconstruction method. The evaluation method based on NCC is one of the most accurate correlation-based methods. We validated the developed algorithm through a benchmarking comparison with 3-D artificial SPIV images and calibration target images.

확률적 목표 음성 검출을 통한 다채널 입력 기반 음성개선 (Probabilistic Target Speech Detection and Its Application to Multi-Input-Based Speech Enhancement)

  • 이영재;김수환;한승호;한민수;김영일;정상배
    • 말소리와 음성과학
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    • 제1권3호
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    • pp.95-102
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    • 2009
  • In this paper, an efficient target speech detection algorithm is proposed for the performance improvement of multi-input speech enhancement. Using the normalized cross correlation value between two selected channels, the proposed algorithm estimates the probabilistic distribution function of the value from the pure noise interval. Then, log-likelihoods are calculated with the function and the normalized cross correlation value to detect the target speech interval precisely. The detection results are applied to the generalized sidelobe canceller-based algorithm. Experimental results show that the proposed algorithm significantly improves the speech recognition performance and the signal-to-noise ratios.

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Fast Quadtree Based Normalized Cross Correlation Method for Fractal Video Compression using FFT

  • Chaudhari, R.E.;Dhok, S.B.
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제11권2호
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    • pp.519-528
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    • 2016
  • In order to achieve fast computational speed with good visual quality of output video, we propose a frequency domain based new fractal video compression scheme. Normalized cross correlation is used to find the structural self similar domain block for the input range block. To increase the searching speed, cross correlation is implemented in the frequency domain using FFT with one computational operation for all the domain blocks instead of individual block wise calculations. The encoding time is further minimized by applying rotation and reflection DFT properties to the IFFT of zero padded range blocks. The energy of overlap small size domain blocks is pre-computed for the entire reference frame and retaining the energies of the overlapped search window portion of previous adjacent block. Quadtree decompositions are obtained by using domain block motion compensated prediction error as a threshold to control the further partitions of the block. It provides a better level of adaption to the scene contents than fixed block size approach. The result shows that, on average, the proposed method can raise the encoding speed by 48.8 % and 90 % higher than NHEXS and CPM/NCIM algorithms respectively. The compression ratio and PSNR of the proposed method is increased by 15.41 and 0.89 dB higher than that of NHEXS on average. For low bit rate videos, the proposed algorithm achieve the high compression ratio above 120 with more than 31 dB PSNR.

급가속시 자동차 흡기계의 능동소음제어 성능향상을 위한 Correlation FXLMS 알고리듬 개발 (Development of Correlation FXLMS Algorithm for the Performance Improvement in the Active Noise Control of Automotive Intake System under Rapid Acceleration)

  • 이경태;심현진;아미누딘빈아부;이정윤;오재응
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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    • pp.551-554
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    • 2005
  • The method of the reduction of the automotive induction noise can be classified by the method of passive control and the method of active control. However, the passive control method has a demerit to reduce the effect of noise reduction at low frequency (below 500Hz) range and to be limited by a space of the engine room. Whereas, the active control method can overcome the demerit of passive control method. The algorithm of active control is mostly used the LMS (Least-Mean-Square) algorithm because the LMS algorithm can easily obtain the complex transfer function in real-time. Especially, When the Filtered-X LMS (FXLMS) algorithm is applied to an ANC system. However, the convergence performance of LMS algorithm goes bad when the FXLMS algorithm is applied to an active control of the induction noise under rapidly accelerated driving conditions. Thus Normalized FXLMS algorithm was developed to improve the control performance under the rapid acceleration. The advantage of Normalized FXLMS algorithm is that the step size is no longer constant. Instead, it varies with time. But there is one additional practical difficulty that can arise when a nonstationary input is used. If the input is zero for consecutive samples, then the step size becomes unbounded. So, in order to solve this problem. the Correlation FXLMS algorithm was developed. The Correlation FXLMS algorithm is realized by using an estimate of the cross correlation between the adaptation error and the filtered input signal to control the step size. In this paper, the performance of the Correlation FXLMS Is presented in comparison with that of the other FXLMS algorithms based on computer simulations.

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NCC기법을 이용한 무인항공기용 차종 식별 알고리즘 개발 (Development of Car Type Classification Algorithm on the UAV platform using NCC)

  • 정재원;김정호;허진우;한동인;이대우;성기정
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권7호
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    • pp.582-589
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    • 2012
  • 본 논문은 무인 항공기에서 지상의 차량을 촬영하여 차종을 인식하기 위한 알고리즘의 개발에 대해 논하고 있다. NCC(Normalized Cross-Correlation) 방법을 이용하여 영상에서 목표물의 기하학적인 정보를 정합하도록 하였고, 실제 비행영상을 통해 획득한 템플릿 이미지와 위성 지도를 통해 획득한 템플릿 이미지를 이용하여 영상의 정합을 수행하였다. 실내 기반 실험을 통해 정합 가능성을 평가하였으며, 위성 지도를 이용한 모의실험을 통해 NCC 알고리즘을 이용하여 차량의 종류를 식별할 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 실제 비행 실험을 통해 획득한 영상을 통해 동일한 차량을 전체 영상에서 정합하는 실험을 수행하였다. 비행 실험 결과 승용차의 위치가 정확하게 탐지되었으며, 정합 결과 0.6점이상의 유사도가 나타남을 확인할 수 있었다. 또한 유사한 색상을 지닌 트럭은 정합하지 않음으로서 이종 차량의 구분이 가능함을 확인하였다.

모바일 환경에서 모션 추정을 위한 빠르고 정확한 알고리즘 (Fast and Accurate Algorithm for Motion Estimation in Mobile Environments)

  • 김준호;오일석
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제10권3호
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    • pp.1-9
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    • 2010
  • 본 논문에서는 모바일 환경에서 모션을 추정하기 위하여 특징점을 코너로 선택하고, 기존 코너 검출 알고리즘인 Rosten 알고리즘 보다 모션 추정의 정확성을 높이는 방법을 제안한다. Rosten 알고리즘은 간단한 덧셈과 뺄셈만으로 코너를 검출함에 따라 처리 속도가 빠른 장점이 있지만, 코너를 매칭하면서 모션추정의 성능이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 우리는 Normalized Cross Correlation(NCC) 계수를 사용하여 코너를 매칭하고, 두 단계에 걸쳐 부정확한 매칭에 의한 외톨이를 제거한다. 기존의 Rosten 알고리즘과 제안하는 알고리즘을 실제 영상에서 실험을 통하여 성능을 비교하고, 실제 모바일 장치의 응용 프로그램에 적용한다. 제안한 알고리즘이 Rosten 알고리즘 보다 더 정확한 모션을 추정해 냄을 실험 결과 확인하였고, 실제 모바일 환경에서도 실시간으로 동작함을 확인하였다.

An Adaptive Occluded Region Detection and Interpolation for Robust Frame Rate Up-Conversion

  • Kim, Jin-Soo;Kim, Jae-Gon
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제9권2호
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    • pp.201-206
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    • 2011
  • FRUC (Frame Rate Up-Conversion) technique needs an effective frame interpolation algorithm using motion information between adjacent neighboring frames. In order to have good visual qualities in the interpolated frames, it is necessary to develop an effective detection and interpolation algorithms for occluded regions. For this aim, this paper proposes an effective occluded region detection algorithm through the adaptive forward and backward motion searches and also by introducing the minimum value of normalized cross-correlation coefficient (NCCC). That is, the proposed scheme looks for the location with the minimum sum of absolute differences (SAD) and this value is compared to that of the location with the maximum value of NCCC based on the statistics of those relations. And, these results are compared with the size of motion vector and then the proposed algorithm decides whether the given block is the occluded region or not. Furthermore, once the occluded regions are classified, then this paper proposes an adaptive interpolation algorithm for occluded regions, which still exist in the merged frame, by using the neighboring pixel information and the available data in the occluded block. Computer simulations show that the proposed algorithm can effectively classify the occluded region, compared to the conventional SAD-based method and the performance of the proposed interpolation algorithm has better PSNR than the conventional algorithms.

WSOLA 기반의 음성 시간축 변환을 위한 고속의 정규상호상관도 계산 (A Fast Normalized Cross-Correlation Computation for WSOLA-based Speech Time-Scale Modification)

  • 임상준;김형순
    • 한국음향학회지
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    • 제31권7호
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    • pp.427-434
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    • 2012
  • WSOLA 방식은 음성 신호의 시간축 변환을 위한 고음질의 효율적인 알고리즘으로 알려져 있다. WSOLA의 계산량은 두 신호 파형 사이의 유사도를 평가하는 반복적인 정규상호상관도 계산에 집중되어 있다. 본 논문은 WSOLA 계산량 감축을 위해 고속의 정규상호상관도 계산 방법을 제안하며, 제안된 방법에서는 미리 계산된 합 테이블을 통해 인접한 구간에서의 반복적인 정규상호상관도 계산의 중복성을 제거한다. 정규상호상관도의 분모 부분은 시간축 변환 비율에 관계없이 높은 중복성을 가지는데 반해, 분자 부분은 보다 낮은 중복성을 가지며 중복 정도가 시간축 변환 비율과 최적 이동값에 의해 영향을 받기 때문에 고속 계산을 위해 보다 복잡한 알고리즘이 요구된다. 시뮬레이션 결과, 제안된 방법이 기존의 WSOLA와 완전히 동일한 음질을 유지하면서도 시간축 압축의 경우 약 40%, 그리고 1/2배속 및 1/3배속으로의 시간축 신장의 경우 각각 약 47% 및 52%의 실행시간을 감소시킴을 보인다.