• Title/Summary/Keyword: 적응적 탐색영역

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H.264/AVC Fast Motion Estimation using Spatial and Temporal Correlation of Motion Vector (움직임 벡터의 시공간적 관계를 이용한 H.264/AVC 고속 움직임 예측 방법)

  • Moon, Ji-Hee;Ho, Yo-Sung
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2010.07a
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    • pp.335-336
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    • 2010
  • H.264/AVC 비디오 압축 표준은 압축 효율을 높이기 위해 다양한 크기의 블록을 사용하여 화면 사이의 움직임 예측을 수행한다. 세밀한 움직임 예측으로 인해 기존의 동영상 표준보다 압축 효율을 높일 수 있었지만, 복잡도도 증가하는 단점이 있다. 따라서, H.264/AVC의 고속 움직임 추정 기법은 필수적이다. H.264/AVC에서 사용하는 움직임 예측 방법은 고정된 탐색 영역 안에서 모든 정수 화소 단위로 최적의 움직임 벡터를 계산한다. 불필요한 정수 화소까지 움직임을 예측하므로 계산양이 증가한다. 본 논문에서는 움직임 벡터의 시간적 상관도와 공간적 상관도를 이용하여 가변적으로 탐색 영역의 크기를 조절하는 방법과 적응적인 초기 시작점 결정 방법을 제안했다. 현재 매크로블록과 참조 화면 사이의 거리를 고려하여 시간적 상관도와 공간적 상관도의 탐색 영역 비중을 가변적으로 조절했다. 또한 참조 화면과 현재 매크로블록 사이의 거리가 멀어질수록 초기 시작점의 정확도를 높이기 위해 초기 시작점을 예측 움직임 벡터와 이전 참조 화면에서 결정된 최적의 움직임 벡터의 평균으로 결정했다. 제안하는 방법은 기존의 전 영역 탐색 방법과 유사한 부호화 성능을 보이면서 움직임 예측 시간이 평균 53.98% 감소하는 것을 확인할 수 있다.

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Moving Object Segmentation Using Spatio-temporal Entropic Thresholding (시공간 엔트로피 임계법을 이용한 형태학적 이동 객체 분할)

  • 백경환;신민수;곽노윤
    • Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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    • 2003.05b
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    • pp.410-414
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    • 2003
  • 본 논문은 비디오 시퀀스에 카메라 패닝 보상과 2차원 시공간 엔트로피 임계법을 적용하여 추출한 객체포함영역을 대상으로 영상 분할을 수행하는 이동 객체 분할 기법에 관한 것이다. 우선, 웨이블렛 변환에 의해 구성한 피라미드 계층 구조상에서 카메라 패닝 벡터를 추정하여 전역 움직임을 보상한다. 이후, 전역 움직임이 보상된 기준영상을 대상으로 각 프레임간에서 2차원 시공간 엔트로피 임계법을 적용하여 이동 객체가 포함될 가능성이 있는 영역을 블록 단위로 추출한다. 다음으로, 2차원 시공간 엔트로피 입계법에 의해 분류된 영역을 토대로 각 블록을 움직임블록, 준 움직임 블록, 비 움직임 블록 중 어느 하나로 분류한 검색 테이블을 작성한다. 이어서, 검색 테이블을 참조하여 초기 탐색 계층 및 탐색 영역을 적응적으로 선정함으로써 피라미드 계층 구조상에서 효율적인 고속 움직임 추정을 수행하여 이동 객체에 해당하는 객체포함영역만을 추출한다. 최종적으로, 이렇게 추출된 객체포함영역에서 임계 기울기 영상을 정의한 후, 이를 기준 삼아 객체포함영역에 화소 단위의 형태학 기반 영상 분할 알고리즘을 적용함으로써 비디오 시퀀스에 포함된 이동 객체를 분할한다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 통해 고찰할 때, 제안된 방법은 이동 객체에 대한 상대적으로 우수한 분할 특성을 제공할 수 있고, 특히 저대조 경계면의 분할 특성을 제고시키고 있음을 확인할 수 있다.

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An Adaptive Search Range Decision Algorithm for Fast Motion Estimation using Local Statistics of Neighboring Blocks (고속 움직임 추정을 위한 인접 블록 국부 통계 기반의 적응 탐색 영역 결정 방식)

  • 김지희;김철우;김후종;홍민철
    • Journal of Broadcast Engineering
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    • v.7 no.4
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    • pp.310-316
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    • 2002
  • In this paper, we propose an adaptive search range decision algorithm for fast motion estimation of video coding. Block matching algorithm for motion vector estimation that improves coding efficiency by reduction of temporal redundancy has trade-off problem between the motion vector accuracy and the complexity. The proposed algorithm playing as a pre-processing of fast motion estimation adaptively determines the motion search range by the local statistics of neighboring motion vectors. resulting in dramatic reduction of the computational cost without the loss of coding efficiency. Experimental results show the capability of the proposed algorithm.

Fast Motion Estimation Algorithm Using Importance of Search Range and Adaptive Matching Criterion (탐색영역의 중요도와 적응적인 매칭기준을 이용한 고속 움직임 예측 알고리즘)

  • Choi, Hong-Seok;Kim, Jong-Nam;Jeong, Shin-Il
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.16 no.4
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    • pp.129-133
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    • 2015
  • In this paper, we propose a fast motion estimation algorithm which is important in the performance of video encoding. Conventional fast motion estimation algorithms have serious problems of low prediction quality in some frames and still much computation. In the paper, we propose an algorithm that reduces unnecessary computations only, while keeping prediction quality almost similar to that of the full search. The proposed algorithm uses distribution of probability of motion vectors, divides search range into several groups according to its importance, and applies adaptive block matching criteria for each group of search range. The proposed algorithm takes only 3~5% in computational amount and has decreased prediction quality about 0~0.01dB compared with the fast full search algorithm.

A Fast Motion Estimation Algorithm with Adjustable Searching Area (적응 탐색 영역을 가지는 고속 움직임 추정 알고리즘)

  • Jeong, Seong-Gyu;Jo, Gyeong-Rok;Jeong, Cha-Geun
    • Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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    • v.26 no.8
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    • pp.966-974
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    • 1999
  • 완전 탐색 블록 정합 알고리즘(FBMA)은 다양한 움직임 추정 알고리즘 중 최상의 움직임 추정을 할 수 있으나, 방대한 계산량이 실시간 처리의 적용에 장애 요소이다. 본 논문에서는 완전 탐색 블록 정합 알고리즘에 비해 더 낮은 계산량과 유사한 화질을 가지는 새로운 고속 움직임 추정 알고리즘을 제안한다. 제안한 방법에서는 공간적인 상관성을 이용함으로써 적절한 탐색 영역의 크기를 예측할 수 있다. 현재 블록의 움직임 추정을 위하여 이웃 블록이 가지고 있는 움직임과 탐색 영역의 크기를 이용하여 현재 블록의 탐색 영역을 적응적으로 변화시키는 방법이다. 이 예측값으로 현재 블록의 탐색 영역 크기를 결정한 후, FBMA와 같이 이 영역 안의 모든 화소점들에 대하여 현재 블록을 정합하여 움직임 벡터를 추정한다. 컴퓨터 모의 실험 결과 계산량 측면에서 제안 방법이 완전 탐색 블록 정합 알고리즘보다 50%정도 감소하였으며, PSNR 측면에서는 0.08dB에서 1.29dB 정도 감소하는 좋은 결과를 얻었다.Abstract Full search block-matching algorithm (FBMA) was shown to be able to produce the best motion compensated images among various motion estimation algorithms. However, huge computational load inhibits its applicability in real applications. A new motion estimation algorithm with lower computational complexity and good image quality when compared to the FBMA will be presented in this paper. In the proposed method, The appropriate search area can be predicted by using the temporal correlation between neighbouring blocks. For motion estimation of the current block, it is the method changing adjustably search area of current block by using motion and search area size of the neighbouring block. After deciding search area size of the current block with this predicted value, we estimate motion vector that matching current block like the FBMA for every pixel in this area. By the computer simulation the computation amount of the proposed method can be greatly decreased about 50% than that of the FBMA and the good result of the PSNR can be attained.

A Fast Motion Estimation Algorithm using Probability Distribution of Motion Vector and Adaptive Search (움직임벡터의 확률분포와 적응적인 탐색을 이용한 고속 움직임 예측 알고리즘)

  • Park, Seong-Mo;Ryu, Tae-Kyung;Kim, Jong-Nam
    • Journal of KIISE:Information Networking
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    • v.37 no.2
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    • pp.162-165
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    • 2010
  • In the paper, we propose an algorithm that significantly reduces unnecessary computations, while keeping prediction quality almost similar to that of the full search. In the proposed algorithm, we can reduces only unnecessary computations efficiently by taking different search patterns and error criteria of block matching according to distribution probability of motion vectors. 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-2/4 AVC standards.

An Adaptive Block Matching Motion Estimation Method Using Optical Flow (광류를 이용한 적응적인 블록 정합 움직임 추정 기법)

  • Kim, Kyoung-Kyoo;Park, Kyung-Nam
    • Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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    • v.13 no.1
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    • pp.57-67
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    • 2008
  • In this paper, we present an adaptive block matching motion estimation using optical flow. In the proposed algorithm, we calculate the temporal and spatial gradient value for each pixel value from tile differential filter, and estimate the optical flow which is used to decide the location and the size of the search region from the gradient values by least square optical flow algorithm. In particular, the proposed algorithm showed a excellent performance with fast and complex motion sequences. From the computer simulation for various motion characteristic sequences. The proposed algorithm shows a significant enhancement of PSNR over previous blocking matching algorithms.

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An Efficient Approximation method of Adaptive Support-Weight Matching in Stereo Images (스테레오 영상에서의 적응적 영역 가중치 매칭의 효율적 근사화 방법)

  • Kim, Ho-Young;Lee, Seong-Won
    • Journal of Broadcast Engineering
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    • v.16 no.6
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    • pp.902-915
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    • 2011
  • Recently in the area-based stereo matching field, Adaptive Support-Weight (ASW) method that weights matching cost adaptively according to the luminance intensity and the geometric difference shows promising matching performance. However, ASW requires more computational cost than other matching algorithms do and its real-time implementation becomes impractical. By applying Integral Histogram technique after approximating to the Bilateral filter equation, the computational time of ASW can be restricted in constant time regardless of the support window size. However, Integral Histogram technique causes loss of the matching accuracy during approximation process of the original ASW equation. In this paper, we propose a novel algorithm that maintains the ASW algorithm's matching accuracy while reducing the computational costs. In the proposed algorithm, we propose Sub-Block method that groups the pixels within the support area. We also propose the method adjusting the disparity search range depending on edge information. The proposed technique reduces the calculation time efficiently while improving the matching accuracy.

Frame-rate Up-conversion using Hierarchical Adaptive Search and Bi-directional Motion Estimation (계층적 적응적 탐색과 양방향 움직임 예측을 이용한 프레임율 증가 방법)

  • Min, Kyung-Yeon;Park, Sea-Nae;Sim, Dong-Gyu
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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    • v.46 no.3
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    • pp.28-36
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    • 2009
  • In this paper, we propose a frame-rate up-conversion method for temporal quality enhancement. The proposed method adaptively changes search range during hierarchical motion estimation and reconstructs hole regions using the proposed bi-direction prediction and linear interpolation. In order to alleviate errors due to inaccurate motion vector estimation, search range is adaptively changed based on reliability and for more accurate, motion estimation is performed in descending order of block variance. After segmentation of background and object regions, for filling hole regions, the pixel values of background regions are reconstructed using linear interpolation and those of object regions are compensated based on the proposed hi-directional prediction. The proposed algorithm is evaluated in terms of PSNR with original uncompressed sequences. Experimental results show that the proposed algorithm is better than conventional methods by around 2dB, and blocky artifacts and blur artifacts are significantly diminished.

Motion Adaptive Temporal-Spatial Noise Reduction Scheme with Separated Pre- and Post-Spatial Filter (분리된 전처리 및 후처리 광간영역 필터를 가진 움직임 적응적 시공간영역 잡음 제거 기법)

  • Kim, Sung-Deuk;Lim, Kyoung-Won
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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    • v.46 no.5
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    • pp.40-47
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    • 2009
  • A motion adaptive video noise reduction scheme is proposed by cascading a temporal filter and a spatial filter. After a noise-robust motion detection is performed with a pre-spatial filter, the strength of the motion adaptive temporal filter is controlled by the amount of temporal movement. In order to fully utilize the temporal correlation of video signal, noisy input image is processed first by the temporal filter, therefore, image details of temporally stationary region are quite well preserved while undesired noises are suppressed. In contrast to the pre-spatial filter used for the robust motion detection, the cascaded post-spatial filter removes the remained noises by considering the strength of the temporal filter and the spatial self-similarity search results obtained from the pre-spatial filter.