A Prediction Search Algorithm by using Temporal and Spatial Motion Information from the Previous Frame

이전 프레임의 시공간 모션 정보에 의한 예측 탐색 알고리즘

There is the temporal correlation of the video sequence between the motion vector of current block and the motion vector of the previous block. If we can obtain useful and enough information from the motion vector of the same coordinate block of the previous frame, the total number of search points used to find the motion vector of the current block may be reduced significantly. In this paper, we propose the block-matching motion estimation using an adaptive initial search point by the predicted motion information from the same block of the previous frame. And the first search point of the proposed algorithm is moved an initial point on the location of being possibility and the searching process after moving the first search point is processed according to the fast search pattern. Simulation results show that PSNR(Peak-to-Signal Noise Ratio) values are improved UP to the 1.05dB as depend on the image sequences and improved about 0.33~0.37dB on an average. Search times are reduced about 29~97% than the other fast search algorithms. Simulation results also show that the performance of the proposed scheme gives better subjective picture quality than the other fast search algorithms and is closer to that of the FS(Full Search) algorithm.

비디오 시퀀스의 현재 블록의 모션 벡터와 이전 블록의 모션 백터는 시간적 상관성을 갖고 있다. 따라서 이전 프레임 블록들로부터 많은 정보를 얻을 수 있다면 현재 블록의 오션 추정에 대한 성능을 높일 수 있고 또한 탐색 횟수를 줄임으로써 계산 복잡도를 크게 줄일 수 있다. 본 논문에서는 이전 프레임 블록과 주위 블록들의 모션 벡터로부터 예측된 모션 정보를 구하여, 이를 탐색 원점으로 사용하지 않고, 탐색 구간에 따라 적응적으로 해당 초기점으로 탐색 원점을 이동시켜 고속 탐색 패턴을 이용하여 블록 정합을 수행하는 블록 정합 모션 추정 방식을 제안한다. 실험 결과 제안된 방식은 기존의 예측 탐색 방식들에 비해 PSNR 값에 있어서 평균적으로 0.33~0.37[dB] 개선되고 영상에 따라 최고 1.05[dB] 정도 우수한 결과를 나타내었다. 또한 탐색 횟수에서는 기존의 탐색 알고리즘보다 29~97%를 줄일 수 있었고, 정확한 모션 벡터를 찾는 비교에 있어서도 월등히 우수한 결과를 나타내었다. 제안된 방식은 정량적인 결과뿐만 아니라 부호화후 복호화한 영상의 화질에 있어서도 다른 고속 탐색 알고리즘보다 월등히 우수한 화질을 제공한다.