• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2012.11a
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• pp.163-166
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• 2012

본 논문에서는 차세대 비디오 표준인 High Efficiency Video Coding(HEVC)의 영상 부호화 과정의 시간복잡도 감소를 위한 효율적인 Prediction Unit(PU)레벨 움직임예측(Motion Estimation, ME) 병렬화의 구현 기법을 제시하고자 한다. 움직임예측 과정은 부호화기에서 80%의 복잡도를 차지하는 과정으로 고속 부호화의 걸림돌이 되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 제안된 것이 움직임예측 알고리즘의 병렬화이다. 알고리즘 수준에서 ME 의 일부인 Merge Estimation 의 병렬화를 위해서 Merge Estimation Region (MER)기반의 ME 방법이 제안되었다. 하지만 HEVC Test Model reference software(HM)에 반영된 MER 을 이용하여 실제로 병렬화된 ME 를 구현하는 과정에서는 알고리즘 측면에서 아직 고려되지 않은 문제들이 존재한다. 이에 본 논문에서는 MER 을 사용한 안정적인 병렬 ME 를 구현하기 위한 전략으로 각 PU 의 정보를 독립적으로 사용하기 위한 부분 순차화 방법과 메모리 접근제한을 이용한 병렬화 방법을 제시한다. 실험을 통해 본 연구의 우수성이 확인되었는데, 제안된 방법에 기반을 둔 구현에서 순차적인 ME 를 이용한 부호화기 대비 평균 25.64%의 전체 부호화 과정 시간의 감소가 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2017.06a
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• pp.66-69
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• 2017

본 논문에서는 프레임율 향상 기법 (Frame Rate Up-Conversion, FRUC)에 사용되는 새로운 움직임 예측(motion estimation)알고리즘을 제시한다. 제안된 알고리즘은 단 방향 움직임 예측(unilateral motion estimation)에 의해 순방향 및 역방향의 움직임 벡터(motion vector)를 독립적으로 추정한다. 움직임 벡터를 찾은 후, weighted motion vector smoothing(WMVS)가 적용된다. 다음으로, 보간 프레임 (interpolated frame)의 관점에서 현재 블록의 인접 블록들의 모션 벡터들을 후보들로 사용하여 현재 블록과 가장 잘 일치하는 움직임 벡터를 찾는다. 그 후, 선택된 움직임 벡터를 현재 블록의 유도 움직임 벡터 (guidance motion vector)로 정한다. 그런 다음 motion vector shifting error 를 없애기 위해 motion vector refinement (MVR)가 진행된다. 마지막 단계에서는 각 움직임 벡터의 신뢰도를 계산하여 순방향 및 역방향 움직임 벡터 중 최종 움직임 벡터를 선택한다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2007.02a
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• pp.13-17
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• 2007

스케일러블 비디오 코딩(SVC, Scalable Video Coding)은 MPEG(Moving Picture Expert Group)과 VCEG (Video Coding Expert Group)의 JVT(Joint VIdeo Team)에 의해 현재 표준화 되고 있는 새로운 압축 표준 기술이며 시간, 공간 및 화질의 스케일러빌리티를 지원하기 위해 계층 구조를 가지고 있다. 공간적 스케일러빌리티를 위해 기본 계층으로부터 텍스처, 움직임 그리고 잔차신호 정보를 예측하여 사용한다. 그러나 고효율의 압축효과를 얻기 위해 기존의 방식에서는 기본계층에서 얻은 세가지 정보이외에 현재 향상 계층에서 자체적으로 얻은 부호화 정보를 비교하여 최소의 RD(Rate Distortion) 비용을 가지는 정보를 이용하여 부호화 하도록 되어 있다. 하지만 이러한 방식은 향상 계층에서 인터 모드 결정 시 $16\times16,\;16\times8,\;8\times16,\;8\times8,\;4\times4,\;4\times8,\;4\times4$ 블록 모드에 대한 움직임 벡터 예측 및 보상 과정을 거쳐야 하기 때문에 향상 계층에서의 부호화 복잡도는 기본 계층에 비해 상당히 증가하게 된다. 본 논문에서는 기본계층에서 예측한 움직임 벡터 정보를 이용하여 항상 계층에서 모드 결정을 고속화하는 방법에 대해 소개한다. 제안된 방법은 기본 계층에서 예측한 블록모드 중에서 큰 블록인 $16\times16$ 블록에서 움직임 벡터가 (0, 0) 일 경우에 대하여 향상 계층에서는 $16\times16$매크로 블록에 대해서만 움직임 예측 및 보상을 수행함으로써 향상 계층에서 움직임 모드 결정을 조기에 완료하게 된다. 이것은 하위 공간 계층에서 예측한 움직임 벡터 정보가 아주 작을 때는 큰 블록 크기로 모드로 결정되는 일반적인 원리를 이용한 것이고 이 제안 방법을 이용하였을 경우 향상계층에의 모드 결정과정을 고속화함으로써 전체 스케일러빌 비디오 부호하기의 연산량 및 복잡도를 최대 70%까지 감소 시켰다. 그러나 연산량 감소에 따른 비트율의 증가와 화질 열화는 각각 최대 1.32%와 최대 0.11dB로 무시할 수 있을 정도로 작음을 확인 하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.11a
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• pp.742-744
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• 2005

본 논문에서는 인접 블록의 움직임 벡터를 이용한 움직임 예측 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 두개의 탐색 단계로 구성된다. 첫 번째 단계는 인접 블록의 움직임 벡터를 이용한 탐색점에서 오차값이 제일 작은 위치를 초기 시작 위치로 사용하였다. 두 번째 단계는 첫 번째 단계에서 찾은 시작 위치에서 정확한 움직임 예측을 위한 패턴과 방법을 적용 하였다. 제안된 알고리즘은 움직임 벡터가 클 경우에 불필요한 탐색점 개수를 줄이고, 성능저하의 원인인 지역적 최소값(local minimum)에 빠질 위험을 감소시켰다. 제안된 알고리즘은 NTSS, 4SS, IDFS, ARPS와 비교 했으며, 성능면에서는 평균 PSNR이 $0.27\~2.56dB$향상되었고, 탐색점 개수면에서는 평균 27개 감소 하였다.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.4 no.5
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• pp.390-395
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• 2001

In this paper, we propose a fast warping prediction using bit-pattern for motion estimation. Because of the spatial dependency between motion vectors of neighboring node points carrying motion information, the optimization of motion search requires an iterative search. The computational load stemming from the iterative search is one of the major obstacles for practical usage of warping prediction. The motion estimation in the proposed algorithm measures whether the motion content of the area is or not, using bit-pattern. Warping prediction using the motion content of the area make the procedure of motion estimation efficient by eliminating an unnecessary searching. Experimental results show that the proposed algorithm can reduce more 75% iterative search while maintaining performances as close as the conventional warping prediction.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.37 no.8A
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• pp.669-678
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• 2012

In this paper, we propose an efficient fast integer-pel motion estimation for H.264/AVC using local statistics of local motion vectors. Using neighboring motion vectors, we define a new statistical property that is used to determine a mode of motion search range of current block. In addition, an adaptive motion search range compensated method that is based on cumulative statistics of previous coded blocks is addressed to solve the problem of the statistical motion search range decision method. Experimental results show that proposed algorithm has the capability to reduce the computational cost over the other methods.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.44 no.3
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• pp.70-79
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• 2007

H.264/AVC has many repeated computation for motion estimation. Because of that, it takes much time to encode and it is very hard to implement into a real-time encoder. Many fast algorithms were proposed to reduce computation time but encoding quality couldn't be qualified. In this paper we proposed a new motion vector prediction method for efficient and fast full search H.264/AVC motion estimation. We proposed independent motion vector prediction and SAD share for motion estimation. Using our algorithm, motion estimation reduce calculation complexity 80% and less distortion of image (less PSNR drop) than previous full search scheme. We simulated our proposed method. Maximum Y PSNR drop is about 0.04 dB and average bit increasing is about 0.6%.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2012.07a
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• pp.356-357
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• 2012

본 논문에서는 Full-HD 영상에서 사용되는 H264/AVC의 정수 단위 고속 움직임 예측 방법을 제안한다. 제안되는 알고리즘에서는 다중 해상도 고속 움직임 예측 기법에 기반을 두어 두 계층이 각기 탐색된다. 낮은 해상도의 계층에서는 움직임 벡터 예측자를 중심으로 좁은 탐색 영역을 2 단계로 탐색하여 최적의 점을 찾는다. 높은 해상도의 계층에서는 4 단계로 탐색을 하여 탐색점의 개수를 줄인다. 그리고 두 계층에서 각기 구해진 탐색점들의 비용을 비교하여 매크로블록의 최종 움직임 벡터를 구한다. 시뮬레이션 결과에서는 기존의 연구 결과보다 JM을 기준으로 BD-Rate는 1.55 % 높았고, BD-PSNR은 0.05 dB 낮아진데 비해 시간은 63% 만큼 감소하여 높은 속도를 낼 수 있었다.

• Journal of Broadcast Engineering
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• v.8 no.3
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• pp.297-305
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• 2003

In this paper, we propose a wavelet based fast motion estimation algorithm for video sequence encoding with very low bit-rate. By using one of properties oi wavelet transform, multi-resolution analysis(MRA) property and spatial Interpolation of an image, we are able to reduce both prediction error and computational complexity at the same time. Especially, by defining a significant block(SB) based on the differential information of wavelet coefficients between successive frames, the proposed algorithm makes up a defect of multi-resolution motion estimation(MRME) algorithm of increasing the number of motion vectors. As experimental results. we can reduce the computational load up to 70% but also improve PSNR up to about 0.1 ∼ 1.2 dB comparing with the MRME algorithm.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.3 no.4
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• pp.372-379
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• 2000

In this paper, we propose a fast variable-size block matching algorithm for motion estimation based on bit-pattern. Motion estimation in the proposed algorithm is performed after the representation of image sequence is transformed 8bit pixel values into 1bit ones depending on the mean value of search block, which brings a short searching time by reducing the computational complexity. Moreover, adaptive searching methods according to the motion information of the block make the procedure of motion estimation efficient by eliminating an unnecessary searching of low motion block and deepening a searching procedure in high motion block. Experimental results show that the proposed algorithm provides better performance-0.5dB PSNR improvement-than full search block matching algorithm with a fixed block size.