• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.7 no.8
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• pp.1025-1034
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• 2004

This paper proposes an adaptive motion estimation algorithm using the temporal continuity of motion. We set up a squared global search region (GSR), which basically corresponds to the search region of FSA, and non-squared adaptive local search regions (LSRs), the positions for which are predicted by the motion vectors of the temporal neighbor blocks, are constructed in the GSR. The previous frame blocks that possibly have effects on the current block are to be the temporal neighbor blocks. Because motion estimation is only performed in the areas made by LSRs, we can estimate motion more correctly and reduce processing time. Experimental results show that the proposed method can enhance visual qualities with significant reductions of complexity by reducing search regions, when compared to the conventional methods.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.11 no.5
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• pp.9-14
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• 2011

This paper presents a new fast motion estimation method where search ranges are determined by the probabilities of motion vector differences (MVDs), which is an adaptive/dynamic search range (ASR) method. The MVDs' distribution is investigated and its parameter is estimated by the maximum likelihood estimator. With the estimated distribution, we show that the search ranges can be efficiently restricted by a prefixed probability for MVDs. Experimental results showed that the performance of the proposed method is very similar to that of the full search algorithm in PSNR but it enables significant reduction in the computational complexity. In addition, they revealed that the proposed method determine the search ranges much more efficiently than the conventional ASR methods.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.26 no.8B
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• pp.1109-1118
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• 2001

움직임 추정 및 보상 기법은 비디오 코딩 응용 분야에서 일반적으로 많이 사용되는 방법이나 많은 계산량으로 인하여 실시간 움직임 추정이 쉽지 않다. 본 논문에서는 낮은 비트율 비디오 코딩을 위한 전역 탐색 기법의 블록 정합 알고리즘의 복잡도를 줄이기 위하여 탐색 영역을 적응적으로 줄여주는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 연속한 비디오 프레임에서 변위된 블록의 차이(displaced block difference)와 블록 구분 정보(block classification information) 등과 같은 상관성을 이용하여 탐색 영역의 범위를 적응적으로 조정한다. 실험을 통하여 제안된 기법이 전역 탐색 영역 기법과 비교하여 계산량에서 1/2의 계산량 이득이 있으며, 비슷한 MSE(mean square error) 성능을 가짐을 보인다.

• Journal of Broadcast Engineering
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• v.19 no.5
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• pp.699-712
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• 2014

In this paper, we propose a new Adaptive Search Range (ASR) decision algorithm for accelerating GPU-based Integer-pel Motion Estimation (IME) of High Efficiency Video Coding (HEVC). For deciding the ASR, we classify a frame into two models using Motion Vector Differences (MVDs) then adaptively decide the search ranges of each model. In order to apply the proposed algorithm to the GPU-based ME process, starting points of the ME are decided using only temporal Motion Vectors (MVs). The CPU decides the ASR as well as the starting points and transfers them to the GPU. Then, the GPU performs the integer-pel ME. The proposed algorithm reduces the total encoding time by 37.9% with BD-rate increase of 1.1% and yields 951.2 times faster ME against the CPU-based anchor. In addition, the proposed algorithm achieves the time reduction of 57.5% in the ME running time with the negligible coding loss of 0.6%, compared with the simple GPU-based ME without ASR decision.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.67-70
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• 2009

H.264/AVC 동영상 표준은 기존의 동영상 표준과 비교했을 때 뛰어난 압축률을 보인다. 특히 세밀한 움직임 예측을 통해 영상을 효율적으로 압축하지만 움직임 예측은 H.264/AVC 동영상 표준의 높은 복잡도의 원인 중 하나이다. 따라서 H.264/AVC의 부호화 시간을 단축하기 위해서는 고속 움직임 추정 기법이 필수적이다. 일반적으로 영상 신호는 인접한 화면과 매크로블록 사이에서 상관관계가 높고 부호화하고자 하는 매크로블록의 움직임벡터는 인접한 매크로블록에서 결정된 최적의 움직임 벡터와 유사한 방향성을 가진다. 그러므로 고정된 탐색 영역의 크기를 이용하면 불필요한 영역까지 움직임 예측 과정이 수행되어 계산량이 증가한다. 본 논문에서는 영상의 공간적, 시간적 상관도를 이용하여 탐색 영역의 크기를 결정하는 방법을 제안한다. 인접하는 블록들의 움직임 벡터의 표준편차를 이용하여 움직임이 작은 영역에서는 작은 탐색 영역을 이용하여 움직임 예측을 수행하고 반대로 움직임이 큰 영역에서는 큰 탐색 영역을 이용하여 움직임 예측을 수행한다. 또한 현재 화면과 참조 화면의 거리차가 클수록 참조 화면으로 선택되는 확률이 낮다는 사실을 이용하여 적응적으로 탐색 영역의 크기를 조절한다. 제안한 방법은 기존의 전 영역 탐색 방법과 유사한 부호화 성능을 보이면서 움직임 예측 시간이 평균 약 58.93% 감소하는 것을 확인할 수 있다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.12 no.7
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• pp.1187-1192
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• 2008

This paper proposes a fast motion estimation using an adaptive search region and a new three step search. The proposed method improved in the quality of motion compensation image as $0.43dB{\sim}2.19dB$, according as it predict motion of current block from motion vector of neigher blocks, and adaptively set up search region using predicted motion information. We show that the proposed method applied a new three step search pattern is able to fast motion estimation, according as it reduce computational complexity per blocks as $1.3%{\sim}1.9%$ than conventional method.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2012.11a
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• pp.572-575
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• 2012

본 논문은 스테레오 시각에서 3차원 정보를 얻기 위해 변형된 Census 변환과 적응적 윈도우를 이용한 다해상도 스테레오 영상 정합 방법을 제안하고자 한다. 영역 기반 기법으로 스테레오 영상의 대응점을 찾기 위해 탐색 화소 주변 영역의 기울기를 계산하여 윈도우의 크기 및 모양을 적응적으로 결정하고, 윈도우 영역의 정합 비용 함수는 변형된 Census 변환과 AD 연산 결과의 가중합으로 구한다. 정합 과정에서 계산복잡도를 줄이기 위해 계층적 다해상도 구조를 적용하여 영상 피라미드를 만들고, 정합의 정확성을 향상시키기 위해 정합 영역에 변위 평활성과 같은 제약 조건을 적용하여 변위를 전파하는 방법을 사용한다. 실험을 통해 제안한 방법이 변위 탐색 시간을 감소시킬 뿐만 아니라 정합의 타당성이 보장됨을 확인하고자 한다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.24 no.8B
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• pp.1540-1548
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• 1999

We propose a multi-resolution motion estimation algorithm using adaptive search region. It is constructed in wavelet domain that a binary plane which represents the potential motion areas(PMA's) based on the temporal redundancy between video frames, and motion estimation is processed in the PMA's. We reduce the PMA's gradually as the resolution level is higher, considering the distribution of the energy in subband layers and the complexity. As compared with EMRME(enhanced multi-resolution motion estimation) method[7], simulation results show that computational amount and bit rate reduced to about 33 ~46 % and 10 ~l8% respectively in active image with similar PSNR, and computational amount reduced to about 37 ~65 % in small notion image with similar PSNR and bit rate.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.299-302
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• 2011

분산비디오압축(DVC, Distributed Video Coding) 기술은 부호화기의 복잡한 과정을 복호화기로 이동시킴으로써 경량화 비디오 부호화를 위한 새로운 방법으로 주목 받고 있다. 하지만 복호화기에서 채널 복호 과정과 움직임 추정/보상 과정이 수행됨으로써 복호화기의 복잡도가 상당히 증가하게 되며, 이에 복호화기 채널 복호 과정을 고속화하기 위한 방법이 지속적으로 제안되고 있다. 그러나 채널 복호 과정이 고속화될수록 움직임 추정/보상에 소요되는 계산량이 상대적으로 증가하게 되어, 이에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 상대적으로 증가하는 움직임 추정/보상 과정에 적응적 탐색 영역 방법을 적용하여 DVC 복호화기를 고속화하는 알고리즘을 제안한다. 제안 방법은 고정된 탐색 영역을 사용한 보조 정보 생성 방법과 비교하여 평균 76%의 시간절감이 가능하며, 성능저하는 BDBR이 약 0.31% 증가하는 정도로 크지 않다.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.13 no.7
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• pp.991-999
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• 2010

In this paper, we propose a fast motion estimation algorithm for video encoding. Conventional fast motion estimation algorithms have a serious problem of low prediction quality in some frames. However, full search based fast algorithms have low computational reduction ratio. In the paper, we propose an algorithm that significantly reduces unnecessary computations, while keeping prediction quality almost similar to that of the full search. The proposed algorithm uses distribution probability of motion vectors and adaptive search patterns and block matching criteria. By taking different search patterns and error criteria of block matching according to distribution probability of motion vectors, we can reduces only unnecessary computations efficiently. Our algorithm takes only 20~30% in computational amount and has decreased prediction quality about 0~0.02dB compared with the fast full search of the H.264 reference software. Our algorithm will be useful to real-time video coding applications using MPEG-2 or MPEG-4 AVC standards.