In this paper, we propose a fast motion estimation algorithm using initial matching errors by sorting square sub-blocks to find complex sub-block area adaptively based on partial calculation of SAD(sum of absolute difference) while keeping the same prediction quality compared with the PDE(partial distortion elimination) algorithm. We reduced unnecessary calculations with square sub-block adaptive matching scan based initial SAD calculation of square sub-block in each matching block. Our algorithm reduces about 45% of computations for block matching error compared with conventional PDE(partial distortion elimination) algorithm without any degradation of prediction quality, and for algorithm will be useful to real-time video coding applications using MPEG-4 AVC or MPEG-2.
In this paper, we propose a fast motion estimation algorithm using adaptive elimination of sub-block partial coefficients. The proposed algorithm predicts an adaptive threshold for each sub-block by using relationship of an initial sum of absolute difference(SAD) and a minimum SAD at the current point, and efficiently reduces unnecessary calculation time of the conventional partial distortion elimination(PDE) algorithm with the predicted threshold. Our algorithm reduces about 60% of computations of the conventional PDE algorithm without any degradation of prediction quality compared with the con ventional full search. Additionally, the proposed algorithm can be applied to other fast motion estimation 떠gorithms. the proposed Our proposing algorithm will be useful to real-time video coding applications using MPEG-2 or MPEG-4 AVC standards.
This paper introduces a new fast motion estimation based on estimating a block matching error (i.e., sum of absolute difference (SAD)) between blocks which can eliminate an impossible candidate block much earlier than a conventional partial distortion elimination (PDE) scheme. The basic idea of the proposed scheme is based on predicting the total SAD of a candidate block using its partial SAD. In particular, in order to improve prediction accuracy and computational efficiency, a sub-sample based block matching and a selective pixel-based approaches are employed. In order to evaluate the proposed scheme, several baseline approaches are described and compared. The experimental results show that the proposed algorithm can reduce the computations by about 44% for motion estimation at the cost of 0.0005 dB quality degradation versus the general PDE algorithm.
Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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2009.01a
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pp.278-281
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2009
In this paper, we propose a fast partial distortion algorithm using normalized dithering matching scan to get uniform distribution of partial distortion which can reduce only unnecessary computation significantly. Our algorithm is based on normalized dithering order matching scan and calibration of threshold error using LOG value for each sub-block continuously for efficient elimination of unlike candidate blocks while keeping the same prediction quality compared with the full search algorithm. Our algorithm reduces about 60% of computations for block matching error compared with conventional PDE (partial distortion elimination) algorithm without any prediction quality, and our algorithm will be useful to real-time video coding applications using MPEG-4 AVC or MPEG-2.
The partial distortion elimination (PDE) scheme is used to decrease the sum of absolute difference (SAD) computational complexity, since the SAD calculation has been taken much potion of the video compression. In motion estimation (ME) based on PDE, it is ideal that the initial value of SAD in summing performance has large value. The traditional scan order methods have many operation time and high operational complexity because these adopted the division or multiplication. In this paper, we introduce the new scan order and search order by using only adder. We define the average value which is called to rough average value (RAVR). Which is to reduce the computational complexity and increase the operational speed and then we can obtain the improvement of SAD performance. And also this RAVR is used to decide the search order sequence, since the difference RAVR between the current block and candidate block is small then this candidate block has high probability to suitable candidate. Thus, our proposed algorithm combines above two main concepts and suffers the improving SAD performance and the easy hardware implementation methods.
Significant computations for full search (FS) motion estimation have been a big obstacle in real-time video coding and recent MPEG-4 AVC (advanced video coding) standard requires much more computations than conventional MPEG-2 for motion estimation. To reduce an amount of computation of full search (FS) algorithm for fast motion estimation, we propose a new and fast matching algorithm without any degradation of predicted images like the conventional FS. The computational reduction without any degradation in predicted image comes from fast elimination of impossible candidate motion vectors. We obtain faster elimination of inappropriate motion vectors using efficient matching units from localization of complex area in image data and dithering order based matching scan. Our algorithm reduces about $30\%$ of computations for block matching error compared with the conventional partial distortion elimination (PDE) algorithm, and our algorithm will be useful in real-time video coding applications using MPEG-4 AVC or MPEG-2.
In this paper, we present advanced algorithms to reduce the computations of block matching algorithms for motion estimation in video coding. Advanced multi-level successive elimination algorithms(AMSEA) are based on the Multi-level successive elimination algorithm(MSEA)[1]. The first algorithm is that when we calculate the sum of absolute difference (SAD) between the sum norms of sub-blocks in MSEA, we use the partial distortion elimination technique. By using the first algorithm, we can reduce the computations of MSEA further. In the second algorithm, we calculate SAD adaptively from large value to small value according to the absolute difference values between pixels of blocks. By using the second algorithm, the partial distortion elimination in SAD calculation can occur early. So, the computations of MSEA can be reduced. In the third algorithm, we can estimate the elimination level of MSEA. Accordingly, the computations of the MSEA related to the level lower than the estimated level can be reduced. The fourth algorithm is a very fast block matching algorithm with nearly 100% motion estimation accuracy. Experimental results show that AMSEA are very efficient algorithms for the estimation of motion vectors.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2009.05a
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pp.225-228
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2009
본 논문에서는 인접블록간의 움직임 유사도를 이용하여 불필요한 후보블록을 보다 빠르게 제거하는 PDE기반의 고속 블록매칭 알고리즘을 제안한다. 제안한 방법은 기존의 방법보다 불필요한 계수를 효율적으로 제거하기 위하여 인접 블록간의 영상의 유사성에 기초하여 네 개의 인접 매크로블록 가운데 최대 복잡도를 가지는 서브블록의 누적 분포 함수(cumulative distribution function-CDF)와 서브블록별 복잡도가 집중되지 않도록 하기위하여 normalized스캔 방법에 사용하여 효율적으로 계산량을 감소하였다. 제안한 알고리즘은 화질의 저하 없이 기존의 PDE 알고리즘에 비해 55% 이상의 계산량을 줄였으며, MPEG-2 및 MPEG-4 AVC를 이용하는 비디오 압축 응용분야에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
In this Paper, we propose fast block matching algorithm by dividing complex areas based on complexity order of reference block and square sub-block to reduce an amount of computation of full starch(FS) algorithm for fast motion estimation, while keeping the same prediction quality compared with the full search algorithm. By using the fact that matching error is proportional to the gradient of reference block, we reduced unnecessary computations with square sub-block adaptive matching scan based image complexity instead of conventional sequential matching scan and row/column based matching scan. Our algorithm reduces about $30\%$ of computations for block matching error compared with the conventional partial distortion elimination(PDE) algorithm without any prediction quality, and our algorithm will be useful in real-time video coding applications using MPEG-4 AVC or MPEG-2.
In this paper, we present a fast algorithm for the motion estimation using the efficient selection of an initial search position. In the method, we select the initial search position using the motion vector from the subsmpled images, the predicted motion vector from the neighbor blocks, and the (0,0) motion vector. While searching the candidate blocks, we use the spiral search pattern with the successive elimination algorithm(SEA) and the partial distortion elimination(PDE). The experiment results show that the complexity of the proposed algorithm is about 2∼3 times faster than the three-step search(TSS) with the PSNR loss of just 0.05[dB]∼0.1[dB] than the full search algorithm PSNR. The search complexity can be reduced with quite a few PSNR loss by controling the number of the depth in the spiral search pattern.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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