• 제목/요약/키워드: 블록 매칭 알고리즘

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고속 영상 부호화를 위한 양자화 변환 및 움직임 예측 알고리즘 (Motion estimation algorithm using quantization for fast video encoding)

  • 박상욱;심재영;이상욱
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2012년도 추계학술대회
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    • pp.186-187
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    • 2012
  • 본 논문에서는 기존의 표준 동영상 부호기의 산술적 연산 복잡도 및 대역폭을 낮추기 위하여 양자화된 두 영상에서 움직임을 예측하는 고속 영상 부호화 알고리즘을 제안한다. 기존에 제안된 이진 변환 기반 움직임 예측 알고리즘은 표적 영상과 참조 영상의 각 매크로 블록 단위로 가우시안 양자화를 적용한 뒤, 움직임 예측을 수행하기 때문에 블록 단위의 아티팩트로 인한 탐색 성능 저하를 피할 수 없다. 따라서, 우리는 참조 영상의 탐색 영역에 대해 하나의 양자화기를 적용함으로써 보다 정확한 움직임을 예측한다. 또한, 기존 알고리즘이 하나의 가우시안 양자화기를 적용하는 것과 달리, 제안 알고리즘은 데이터 특성 파악에 따른 다양한 확률 모델을 가정한 뒤 각 모델에 적합한 최적의 양자화기를 적용함으로써 블록 매칭 오류를 낮춘다. 실험 결과를 통해 제안 알고리즘이 기존의 이진 변환 기반 움직임 예측 알고리즘에 비해 보다 정확한 움직임 벡터를 예측함을 보인다.

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탐색 영역내 매크로 블록 움직임 특성을 이용한 고속 움직임 예측 방법 (A method of Fast motion estimation using Motion characteristics of Macro-blocks in Search range)

  • 정용재;유태경;문광석;김종남
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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    • pp.233-234
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    • 2009
  • 본 논문에서는 움직임 추정을 위한 탐색 영역내의 스캔 방법을 움직임 벡터가 나올 확률에 근거하여 가변적으로 적용하여 불필요한 후보 블록을 건너뛰고 탐색 영역 안에서의 블록 정합을 PDE(partial distortion elimination) 기반으로 하여 고속 블록 매칭이 가능한 알고리즘을 제안한다. 제안한 방법은 기존의 방법보다 불필요한 계수를 효율적으로 제거하기 위하여 탐색 영역 안에서 움직임 벡터가 존재 할 확률이 가장 높은 영역은 모두 검색하고, 움직임 벡터가 존재할 확률이 낮은 영역은 가로 세로 각각 한 픽셀 건너뛰어서 블록 정합하고 만약 현재의 최소 비용보다 낮은 비용을 가지는 위치가 존재한다면 가로 세로 이웃한 4개의 화소를 추가적으로 정합하여 계산 비용을 효율적으로 감소시키면서 정확도를 높이도록 하였다. 제안한 알고리즘은 극히 낮은 화질 저하를 가지며, 기존의 전역 탐색 알고리즘에 비해 약 85% 이상의 계산 비용 감소가 있어 비디오 압축 응용 분야에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

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도광판의 자동결함검출을 위한 템플릿 검사와 블록 매칭 방법 (Template Check and Block Matching Method for Automatic Defects Detection of the Back Light Unit)

  • 한창호;조상희;오춘석;유영기
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제13B권4호
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    • pp.377-382
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    • 2006
  • 본 논문에서는 자동결함검출 방법으로 도광판의 다양한 패턴에 나타나는 돌출, 함몰, 점 등과 같은 작은 결함들을 검출하기 위해 모폴로지의 닫힘, 열림 방법을 이용하는 템플레이트 검사 방법을 사용하였고, 얼룩, 스크래치와 같은 큰 결함을 검출하기 위해 영상에서 격자와 같은 일정한 블록을 형성하여 각 블록을 비교하여 결함을 찾는 블록매칭 방법을 사용하였다. 또한 일정한 패턴이 없는 도광판의 결함에 대해 결함을 검출할 수 있는 개선된 오쯔 방법을 이용하였다. 이 알고리즘을 적용한 결과 결함 검출에 좋은 성능이 있음을 보여준다. 제안된 알고리즘은 자체 개발한 장비에서 실제 도광판의 영상을 얻어 테스트 하였다.

계층적 블록매칭 알고리즘을 위한 파이프라인식 VLSI 아키텍쳐 (Pipelined VLSI Architectures for the Hierarchical Block-Matching Algorithm)

  • 김형철;맹승렬
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제5권7호
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    • pp.1691-1716
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    • 1998
  • 본 논문에서는 계층적 블록매칭 알고리즘(HBMA)을 위한 두 가지 병렬 VLSI 아키텍쳐를 제안한다. HBMA는 계층에 따른 반복수행과 공간 인터폴레이션을 기반으로 수행되며, 이러한 수행 특성은 병렬처리의 장애요소인 데이터 종속성을 내재하고 있다. 제안된 아키텍쳐는 HBMA의 계층간 데이터 종속성을 해결하기 위하여 기본적으로 파이프라인 구조를 채택하고 있으며, HBMA에서 주어진 매개변수에 따라 세 단계의 스테이지로 구성된다. 제안된 아키텍쳐는 입력 프레임 데이터의 흐름을 제어하는 방식에 따라 두 가지 종류로 구분된다. U-Architecture는 단방향 스캔 순서를 따르도록 설계되었으며, B-Architecture는 양방향 스캔 수서를 따르도록 설계되었다. 각 아키텍쳐의 내부 메모리와 인터폴레이션 모듈은 해당 스캔 순서에 따라 동기적으로 동작할 수 있는 구조를 가진다. 성능분석의 결과로서 본 논문에서 제안한 두 가지 아키텍쳐가 모두 방송용 비디오 포맷을 실시간으로 처리할 수 있음을 보이고, HDTV 포맷은 가까운 장래의 VLSI 기술로 실시간 성능을 얻을 수 있음을 보였다. 또한, B-Architecture는 공간 연결성 내부 메모리 구조를 채택함으로써 입력 데이터의 재활용도를 높이고, 이에 따라 Q-Architecture에 비해서 데이터 입출력 핀의 개수를 약 반정도 줄일 수 있는 특성을 보이고 있다.

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움직임벡터의 분포와 적응적인 탐색 패턴 및 매칭기준을 이용한 유사 무손실 고속 움직임 예측 알고리즘 (Quasi-Lossless Fast Motion Estimation Algorithm using Distribution of Motion Vector and Adaptive Search Pattern and Matching Criterion)

  • 박성모;유태경;정용재;문광석;김종남
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제13권7호
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    • pp.991-999
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    • 2010
  • 본 논문에서는 비디오 부호화에서 움직임 추정을 위한 고속 알고리즘을 제안한다. 기존의 고속 움직임 예측 방법들은 프레임에 따라 예측화질이 현저히 떨어지는 문제점을 가지고 있으며, 전영역 탐색기반의 향상 방법들은 계산량 감축이 높지 않은 문제점을 지니고 있다. 본 논문에서는 전영역 탐색기반의 방법에 비하여 예측화질은 거의 같게 유지하면서 불필요한 계산량을 현저히 줄이는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 방법은 움직임 벡터의 확률분포와 적응적인 탐색 패턴 및 적응적인 블록매칭기준을 이용한다. 움직임 벡터의 확률분포에 따라 탐색패턴을 달리하며, 블록매칭 기준의 비교값을 다르게 함으로써 예측화질을 유지하면서 계산량만 효율적으로 감축할 수 있다. 제안한 알고리즘은 기존의 전영역 탐색 기반인 H.264 PDE 고속 알고리즘과 비교하여 예측 화질의 저하가 0~0.02dB이며, 소요된 계산량은 20%~30%정도이다. 제안한 알고리즘은 MPEG-2 및 MPEG-4 AVC를 이용하는 실시간 비디오 압축 응용분야에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

고주파 서브벤드를 이용한 임계 계층적 블록 매칭 알고리즘에 관한 연구 (A Study on the thresholding hierarchical block matching algorithm using the high frequency subband)

  • 안종구;이승협;추형석
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.155-160
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    • 2006
  • 본 논문에서는 웨이브릿 변환 영역의 4개의 서브밴드와 임계값 처리를 이용하는 계층적 블록 매칭 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 다분해능의 첫 번째 레벨에서 웨이브릿 변환 영역의 4개 서브밴드를 이용함으로써 복원된 영상의 PSNR 성능을 향상시켰고, 움직임 벡터에 대한 임계값 처리를 하여 계산량을 줄였다. Carphone 영상과 Mother and Daughter 영상에 대한 실험에서 기존의 계층적 움직임 추정 알고리즘과 비교하여 임계값을 0으로 하였을 경우에 계산량은 최대 16%까지 증가하였으나 복원된 영상의 PSNR 성능은 최대 0.16dB 정도 향상된 결과를 보였고, 임계값을 증가시킴에 따라서 계산량은 최대 8%정도 줄고 복원된 영상의 PSNR은 비슷한 성능을 보였다.

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가변 블록 크기와 블록 매칭 알고리즘의 조합에 의한 내용기반 화상 검색 (The Content-based Image Retrieval by Using Variable Block Size and Block Matching Algorithm)

  • 강현인;백광열
    • 전자공학회논문지S
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    • 제35S권8호
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    • pp.47-54
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    • 1998
  • 여러 가지 응용 분야에서 대용량 영상 데이터 베이스가 폭넓게 사용 되면서 전체 데이터베이스를 효율적이고 빠르게 검색하는 것이 절실하다. 가변 블록 크기와 블록 매칭 알고리즘에 의한 내용기반 화상의 검색을 위한 새로운 방법을 보인다. 제안한 방법에는 영상의 색상이나 공간 배치와 같은 가시적인 단서를 찾아서 영상의 특색을 나타내고 있다. 그리고 원하는 유사도에 함당한 검색 횟수에 자동으로 수렴되어 빠른 검색이 이루어진다. 구현된 방식은 약 150개의 영상 데이터 베이스로서 시험했다. 시험 결과 임의 지정한 검색효율 0.65에서 J & V 알고리즘 대비 1.9배 그리고 지정한 고정 블록 크기에 대비하여 1.83배 빠른 검색 시간을 달성함을 보인다.

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블록 물류 관리를 위한 트랜스포터와 작업 블록 자동 매칭 알고리즘 연구 (A Study on the Automatic Matching Algorithm of Transporter and Working Block for Block Logistics Management)

  • 송진호;박광필;옥진성
    • 대한조선학회논문집
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    • 제59권5호
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    • pp.314-322
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    • 2022
  • During the shipbuilding process, many blocks are moved between shipyard workshops by block carrying vehicles called a transporter. Because block logistics management is one of the essential factors in enhancing productivity, it is necessary to manage block information with the transporter that moves it. Currently, because a large amount of data per day are collected from sensors attached to blocks and transporters via IoT infrastructure installed in shipyards, automated methods are needed to analyze them. Therefore, in this study, we developed an algorithm that can automatically match the transporter and the working block based on the GPS sensor data. By comparing the distance between the transporter and the blocks calculated from the Haversine formula, the block is found which is moved by the transporter. In this process, since the time of the measured data of moving objects is different, the time standard for calculating the distance must be determined. The developed algorithm was verified using actual data provided by the shipyard, and the correct result was confirmed with the distance based on the moving time of the transporter.

MPEG-2 TM5 부호기의 움직임 예측 처리 과정 (The analysis of motion estimation algorithm of MPEG-2 TM5 encoder)

  • 김준기;이호석
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 1999년도 가을 학술발표논문집 Vol.26 No.2 (2)
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    • pp.245-247
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    • 1999
  • 본 논문은 MPEG-2 TM 5 비디오 부호기의 움직임 예측(motion estimation) 처리과정을 소개한다. 비디오에는 공간의 중복성보다 시간의 중복성이 훨씬 많다. 따라서 시간의 중복성을 찾아내는 것이 압축의 효율을 높이는 중요한 척도가 된다. MPEG-2 부호기는 움직임 예측 알고리즘을 사용하여 시간의 중복성을 줄여 압축 효율을 높인다. 움직임 예측은 참조 블록의 위치로부터 원래 블록의 위치를 추정하여 최적의 움직임 벡터를 찾는 과정이다. PMEG-2에서의 움직임 예측은 full search 알고리즘을 사용하여 마지막으로 hlaf pel로 산출한다. 본 논문에서는 MPEG-2 움직임 예측 과정을 frame estimation, field estimation, picture 타입에 따른 estimation, 움직임 예측을 위한 블록 매칭 알고리즘, full search 방법 및 움직임 벡터에 대하여 소개한다.

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열화상 영상 안정화 성능 비교 (Infrared Thermal Video Stabilization Performance Comparison)

  • 박찬혁;권혁신;강석훈
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.101-104
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    • 2015
  • 영상에서 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 얼마나 움직였는지를 나타내는 모션 벡터(motion vector)라 한다. 이러한 모션 벡터를 이용하여 현재 프레임의 이미지안의 객체들이 이전프레임의 이미지 객체가 있었던 위치로 보정을 한다면 손 떨림이나 카메라의 흔들림에서 오는 작은 떨림을 보정할 수 있다. 본 논문에서는 모션 벡터를 추출하는 방법인 SAD(Sum of Absolute Difference) 방정식을 이용한 블록 정합 매칭 알고리즘, 위상상관을 이용한 매칭, 특징점을 이용한 매칭, Bitplane을 이용한 블록매칭의 성능을 비교하였다.

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