A Study on motion estimator design using DCT DC value

DCT 직류 값을 이용한 움직임 추정기 설계에 관한 연구


Abstract

정보량이 많은 고화질의 동영상을 실시간으로 전송하기 위하여 압축 알고리즘을 필수적으로 사용하고 있으며, 시간적 중복성을 제거하는 동영상의 압축방법은 움직임 추정 알고리즘을 사용한다. 본 연구에서 설계하고자 하는 움직임 추정기는 블록정합 알고리즘이며, MPEG 부호기에서 사용되는 DCT 연산 결과인 DC 값을 이용하여 화면의 밝기를 판단한다. 움직임 추정기는 휘도 신호 8비트 모두를 사용하지 않고, 화면 밝기에 따른 비트 플레인(bit plane)에서 3비트만 선택하는 비교선택기를 이용한다. 본 연구에서 제안한 비교 선택기는 I-Picture만을 계산한다. I-Picture에 의해 계산된 선택 비트는 I, P와 B Picture의 움직임 추정 연산에 사용함으로서 움직임 추정기의 크기를 줄일 수 있는 구조를 제안하였다. 제안된 움직임 추정기의 고찰을 위하여 실험에 사용된 표준 동영상의 해상도는 352×288이며, DCT 연산의 처리 블록은 8×8이며, 탐색 영역은 23×23이다. 제안된 알고리즘은 C언어로 모델링하였으며, 기존 완전탐색방법과 PSNR을 비교한 결과 사람의 시각으로 거의 구별할 수 없는 작은 차이(0~0.83dB)가 나타남을 알 수 있었다. 본 연구에서 제안한 움직임 추정기의 하드웨어 크기는 기존 구조Ⅰ보다 38.3%, 기존 구조Ⅱ보다 30.7% 줄일 수 있었고, 메모리 크기는 기존 구조Ⅰ,Ⅱ보다 31.3% 줄일 수 있었다.

Keywords

References

  1. IEEE Trans. on Commun. v.COM-29 no.12 Displacement measurement and its application in interframe image coding J.R.Jain;A.K.Jain
  2. IEEE Trans. on Circuit and System v.36 Array Architecture for Block Matching Algorithms T.Komarek(et al.)
  3. IEEE Trans. on Circ. and Syst. v.36 Parameterizable VLSI Architectures for the Full-Search Block Matching Algorithm Luc De Vos(et al.)
  4. ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, MPEG90, no.41 MPEG video simulation model three(SM3) Simulation Model Editorial Group
  5. ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 Coding of moving pictures and associated audio for DSM at up to about 1.5 Mbits/s: ISO/IEC11172-2 IS MPEG Editorial Group
  6. ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, MPEG94, no.702 Generic coding of moving pictures and associated audio: MPEG-2 Test Model5(TM5) MPEG Test Model Editing Committee
  7. ITU-T Rec. H261 Video Codec for Audio Visual Services at p×64kb/s
  8. ITU-T Rec. H263 Video Coding for Low Bitrate Communication
  9. Proc. Nat. Telecommun. Conf. Motion compensated interframe coding for video-conferencing T.Koga(et al.)
  10. ICC'1984 Predictive coding based on efficient motion estimation R.Srinvasan;K.R.Rao
  11. IEEE Trans. on Commun. v.COM-33 no.8 Predictive coding based on efficient motion estimation R.Srinvasan;K.R.Rao
  12. 최신 MPEG 후지와라 히로시
  13. IEEE Trans. Comm. v.COM-23 Discrete cosine transform N.Ahmed(et al.)
  14. MPEG 비디오 대우전자 영상연구소
  15. Proc. IRE v.40 A method for the construction of minimum redundancy codes D.Huffman
  16. Proc. IEEE v.73 Advances in Picture Coding H.G.Musman(et al.)
  17. IEEE'96 A VLSI Architecture for MPEG2 MP@HL Real time Motion Estimation Takao ONOYE(et al.)
  18. ISSCC'97/SESSION16 A Real Time MPEG2 MP@ML Motion Estimator Chipset Renaud Pacalet(et al.)
  19. 한국과학기술대학 석사학위논문 완전탐색 블록정합 이동예측기 구조의 최적화 설계 이태호