An efficient algorithm for motion estimation in H.264

H.264를 위한 효율적인 움직임 벡터 추정 알고리즘

  • 정인철 (세종대학교 정보통신공학과 멀티미디어 신호처리 연구실) ;
  • 한종기 (세종대학교 정보통신공학과 멀티미디어 신호처리 연구실)
  • Published : 2004.12.01

Abstract

In H.264, 7 modes {16${\times}$16, 16${\times}$8, 8${\times}$16, 8${\times}$8, 8${\times}$4, 4${\times}$8, 4${\times}$4) are used to enhance the coding efficiency. The motion vector estimation with 7 modes may require huge computing time. In this paper, to speed up the motion vector estimation procedure while the high image quality remains, we propose a motion vector refinement scheme using the temporary motion vector generated with little computation. The proposed estimation process consists of three phases: Mode decision for a 16${\times}$16 macroblock, Composing a temporary motion vector, Refinement of the temporary motion vector. We demonstrate the effectiveness of the proposed method by computer simulation. In the results, the encoding time consumed by the proposed scheme has been reduced significantly while the encoded video quality remains unchanged.

H.264/AVC [l]-[4]는 ITU-T H.264와 ISO/IEC 14496-10 (MPEG-4 Part 10)으로써 승인된 새로운 국제 비디오 압축 표준이다. H.264/AVC는 7가지 가변 블록에 대한 움직임 예측 및 RD[5], 디블로킹 필터[6], 다중 프레임 참조등 여러 가지 방식으로 인해 압축 효율은 높아졌으나 복잡도 또한 훨씬 증가하였다. 그러므로 압축시간 단축을 위한 효율적인 고속 알고리즘이 요구된다. 본 논문에서는 H.264/AVC에서 매크로 블록의 모드와 움직임벡터를 결정하기 위한 효율적인 방법을 제안한다. H.264/AVC에서는 7가지 가변블록들에 대한 블록모드와 움직임 벡터를 찾고 그 중에 가장 효율적인 하나의 모드와 움직임 벡터를 선택한다. 이와 달리 본 논문에서는 가장 작은 블록(4${\times}$4)의 움직임 벡터를 이용하여 더 큰 블록들의 모드와 움직임벡터를 추정하는 방법을 제안한다. 컴퓨터 실험을 통해 제안하는 방법과 기존의 방법을 비교한 결과 영상의 화질은 거의 유사하면서 전체적인 부호화 시간은 단축되어짐을 알 수 있다.

Keywords

References

  1. Thomas Wiegand, Joint Final Committee Draft of Join Video specfication (ITU-T Rec. H.264 |ISO/IEC 1496-10 AVC), JVT-G050, March 2003
  2. Thomas Wiegand, Gary J. Sullivan, and Ajay Luthra, 'Overview of the H.264/ AVC Video Coding Standard', IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol, July 2003
  3. Ralf $Sch\ddot afer$, Thomas Wiegand, and Heiko Schwarz, 'The Emerging H.264 /AVC Standard', EBU Technical Review, Jan. 2003
  4. 'Emerging H.264 Standard: Overview and TMS320DM642-Based Solutions for Real-Time Video Applications', UB Video Inc.www.ubvideo.com
  5. Gary J.Sullivan and Thomas Wiegand, 'Rate-Distortion Optimization for Video Compression', IEEE Signal Processing Magazine, pp. 23-50, Nov. 1998
  6. P. List, A. Joch, J. Lainema, G. $Bj\phi ntegaard$, M. Karczewicz: 'Adaptive Deblocking Filter,' IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, vol. 13, pp. 614-619, July 2003 https://doi.org/10.1109/TCSVT.2003.815175
  7. 'H.264/MPEG-4 AVC Video Compression Tutorial', LSI Logic Corporation, January 2003
  8. http://bs.hhi.de/-suehring/tml
  9. http://www.vcodex.com