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영상 보간을 이용한 다시점 비디오 부호화 방법 (Multi-view Video Coding using View Interpolation)

  • 이천;오관정;호요성
    • 방송공학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.128-136
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    • 2007
  • 사용자에게 보다 실감나는 입체감을 제공하기 위해 개발되고 있는 다시점 비디오는 두 대 이상의 카메라를 이용하여 촬영한 영상들을 기하학적으로 교정하고 공간적으로 처리하여 여러 방향의 다양한 시점 영상을 사용자에게 제공하는 3차원 영상처리 기술의 새로운 분야이다. 다시점 비디오는 사용자에게 시청 시점을 자유롭게 선택할 수 있는 기회를 주고 넓은 화면을 통한 3차원 입체감을 느낄 수 있는 장점을 가진다. 그러나 다시점 비디오는 시점 수가 증가하는 만큼 데이터 양도 증가하므로 효율적인 데이터 처리 방법이 요구된다. 최근 인접한 시점의 영상을 이용하여 중간시점의 영상을 합성하고 이를 부호화에 적용하는 방법이 연구되고 있다. 다시점 비디오 부호화 효율을 높이기 위해 제안되었던 기존의 영상보간법은 최대변위 설정과 고정된 블록을 이용한 블록정합 방법을 이용한다. 이때, 변위 종류가 다양한 영상이거나 변위차가 큰 영역에 대해서 변위 오류가 많이 발생한다. 이 논문에서는 이러한 문제점을 보완하고 개선된 화질의 중간시점의 영상을 얻기 위한 방법과 이 영상을 이용하여 부호화에 적용하는 방법을 제안한다. 제안한 영상보간법은 변위의 검색 범위를 초기에 설정하지 않고 블록 단위부터 화소 단위까지 변위를 측정하여 중간영상을 합성한다. 또한 이렇게 합성한 영상을 부호화 과정에서 참조 영상으로 추가하여 부호화한다. 이 논문에서 제안한 방법을 이용한 결과, 기존의 영상 보간법보다 약 $1{\sim}4dB$ 정도 개선된 화질의 중간시점 영상을 얻었고, 이 영상들을 이용하여 제안한 부호화 방법으로 부호화한 결과 참조 모델에 비해 최대 0.5 dB의 부호화 효율이 개선됨을 확인했다.

부화소 움직임 추정을 위한 효과적인 화소 재구성 알고리즘 (Efficiency Pixel Recomposition Algorithm for Fractional Motion Estimation)

  • 신왕호;선우명훈
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제48권1호
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    • pp.64-70
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    • 2011
  • 본 논문은 H.264/AVC 비디오 코덱의 부화소 움직임 추정 연산을 효율적으로 줄일 수 있는 화소 재구성 알고리즘을 제안한다. 부화소 움직임 추정 연산은 보다 정확한 움직임 벡터를 찾을 수 있어 비디오 코덱에 널리 사용되지만, 추가적인 보간 및 탐색 연산으로 인해 부호화가의 연산량을 증가시키는 문제점이 있다. 본 논문은 화소 재구성 알고리즘을 이용한 부화소 움직임 추정기를 제안 하였다. 일반적인 부화소 움직임 추정기는 보간 시 같은 화소를 중복하여 보간한다. 이러한 중복 보간은 연산량을 증가 시키는 원인이 된다. 화소 재구성 알고리즘은 화소의 중복 보간을 제거하여 부화소 움직임 추정기의 연산량을 감소시킨다. 제안한 알고리즘은 고속 전역 부화소 탐색 알고리즘과 비교하여 보간 시 연산량이 18.1% 감소하였으며, PSNR 감소는 평균 0.067dB로 화질의 열화는 매우 미비했다. 그러므로 제안한 알고리즘은 저전력의 고효율을 요구하는 모바일 응용에 적합하다.

디인터레이싱을 위한 방향지향 보간법의 개선 (Improvement of Direction-Oriented Interpolation for Deinterlacing)

  • 박도영;이연경;유훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권9호
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    • pp.2209-2215
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    • 2014
  • 본 논문은 DOI방법을 개선한 디인터레이싱 방법을 제안한다. DOI방법은 강력한 인트라필드 기반의 디인터레이싱 기술이지만 긴 연산시간과 주기적인 패턴에서 방향을 잘못 찾는 문제를 가지고 있다. 이 문제를 해결하기 위해 기존의 전역검색 대신하여 2단계 검색을 하여 연산속도를 향상시키고 두 가지 과정을 추가하여 영상의 화질을 개선하는 방법을 제안한다. 첫 번째 단계로 잘못된 방향으로 찾은 공간벡터를 삭제하며 두 번째 단계로 찾지 못한 방향에 대한 공간 방향벡터를 삽입함으로써 제안된 방법에서 잘못 찾은 공간 방향벡터를 정확한 결과인지 재확인하여 픽셀의 보간에 사용할지 검사한다. ISO 실험 이미지를 이용하여 제안된 방법과 line evarage, edge-based line averaging, DOI, selective deinterlacing algorithm 등의 기존의 방법을 비교한 결과 제안된 방법이 객관적으로나 주관적으로 우 수하다는 것을 보였다.

Robust Motion Compensated Frame Interpolation Using Weight-Overlapped Block Motion Compensation with Variable Block Sizes to Reduce LCD Motion Blurs

  • Lee, Jichan;Choi, Jin Hyuk;Lee, Daeho
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제19권5호
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    • pp.537-543
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    • 2015
  • Liquid crystal displays (LCDs) have slow responses, so motion blurs are often perceived in fast moving scenes. To reduce this motion blur, we propose a novel method of robust motion compensated frame interpolation (MCFI) based on bidirectional motion estimation (BME) and weight-overlapped block motion compensation (WOBMC) with variable block sizes. In most MCFI methods, a static block size is used, so some block artefacts and motion blurs are observed. However, the proposed method adjusts motion block sizes and search ranges by comparing matching scores, so the precise motion vectors can be estimated in accordance with motions. In the MCFI, overlapping ranges for WOBMC are also determined by adjusted block sizes, so the accurate MCFI can be performed. In the experimental results, the proposed method strongly reduced motion blurs arisen from large motions, and yielded interpolated images with high visual performance and peak signal-to-noise ratio (PSNR).

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

  • 민경연;박시내;심동규
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제46권3호
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    • pp.28-36
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    • 2009
  • 본 논문은 비디오의 시간적 화질 향상을 위한 새로운 프레임율 증가 방법을 제안한다. 제안하는 방법에서는 계층적 움직임 추정 시에 탐색범위를 적응적으로 변환하는 방법을 이용하며, 움직임 보상 시 보간되지 않은 부분에 한하여 양방향 움직임 추정 및 보상과 선형 보간법을 수행한다. 부정확한 움직임 벡터 추정으로 인한 오류를 방지하기 위하여 신뢰도를 기반으로 탐색범위를 적응적으로 조절하며, 움직임 추정에 대한 신뢰도를 높이기 위하여 분산이 높은 블록 순으로 움직임 추정을 수행한다. 또한, 보간되지 않은 영역에서 배경과 객체를 분리한 후 배경인 영역에서는 선형보간법을 수행하고, 객체로 추정된 영역에서는 양방향 움직임 추정 방법을 이용하여 보간한다. 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 원본 프레임과 제안한 알고리즘을 이용하여 보간한 프레임 사이의 PSNR을 측정하였다. 그 결과, 화질이 기존 알고리즘보다 약 2dB 정도 개선되었으며, 블록화 현상과 몽롱화 현상이 감소한 것을 확인할 수 있었다.

안티-바운드리 스위칭 디지털 지연고정루프 (An Anti-Boundary Switching Digital Delay-Locked Loop)

  • 윤준섭;김종선
    • 전기전자학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.416-419
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    • 2017
  • 본 논문에서는 고속 DDR3/DDR4 SDRAM을 위한 새로운 디지털 지연고정루프 (delay-locked loop: DLL)를 제안한다. 제안하는 디지털 DLL은 디지털 지연라인의 boundary switching 문제에 의한 jitter 증가 문제를 제거하기 위하여 위상보간 (phase interpolation) 방식의 파인지연라인 (fine delay line)을 채택하였다. 또한, 제안하는 디지털 DLL은 harmonic lock 문제를 제거하기 위하여 새로운 점진직 검색 (gradual search) 알고리즘을 사용한다. 제안하는 디지털 DLL은 1.1V, 38-nm CMOS DRAM 공정으로 설계되었으며, 0.25-2.0 GHz의 주파수 동작 영역을 가진다. 2.0 GHz에서 1.1 ps의 피크-투-피크 (p-p) 지터를 가지며, 약 13 mW의 전력소모를 가진다.

움직임 예측을 이용한 고속 부화소 움직임 추정기 (Motion-based Fast Fractional Motion Estimation Scheme for H.264/AVC)

  • 이광우;선우명훈
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제45권3호
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    • pp.74-79
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    • 2008
  • 본 논문은 H.264/AVC 비디오 코덱의 부화소 움직임 추정 연산을 효율적으로 줄일 수 있는 고속 부화소 움직임 추정 알고리즘을 제안한다. 부화소 움직임 추정 연산은 보다 정확한 움직임 벡터를 찾을 수 있어 비디오 코덱에 널리 사용되지만, 추가적인 보간 및 탐색 연산으로 인해 부호화기의 연산량을 증가시키는 문제점이 있다. 제안하는 고속 부화소 움직임 추정 알고리즘은 SASR(Simplified Adaptive Search Range)을 이용하여 부화소 움직임 추정 연산을 선택적으로 수행하며 MSDSP(Mixed Small Diamond Search Pattern)을 이용하여 부화소 탐색 지점을 감소시켰다. 제안한 알고리즘은 전역 부화소 탐색 알고리즘과 비교하여 탐색 지점이 최대 93.2% 감소하였으며, PDFPS(Prediction-based directional fractional pixel search) 알고리즘보다 탐색 지점이 최대 81% 감소하며 PSNR 감소는 최대 0.04dB로 화질의 열화는 매우 미비했다.

크리깅과 타부탐색법을 이용한 운전석 에어백의 최적설계 (OPTIMIZATION OF A DRIVER-SIDE AIRBAG USING KRIGING AND TABU SEARCH METHODS)

  • 김정환;이권희;주원식
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.1035-1040
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    • 2004
  • In the proto design stage of a new car, the performance of an occupant protection system is often evaluated by CAE instead of the real test. CAE predicts and recommends the appropriate design values hence reducing the number of the real tests. However, the existing researches using CAE in predicting the performances do not consider the uncertainties of parameters, in which inconsistency between the actual test results and CAE exists. In this research, the optimization procedure of a protection system such as airbag and load limiter is suggested for the frontal collision. The DACE modeling known as Kriging interpolation is introduced to obtain the meta model of the system followed by the tabu search method to determine a global optimum. Finally, the distribution of a suggested design is determined through the Monte-Carlo Simulation.

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부화소 단위의 빠른 움직임 예측을 위한 개선된 탐색 알고리즘 (An Enhanced Search Algorithm for Fast Motion Estimation using Sub-Pixel)

  • 김대곤;유철중
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.103-112
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    • 2011
  • 움직임 예측은 동영상 인코딩 과정에서 가장 많은 연산량을 차지하는 매우 중요한 처리과정이다. H.264/AVC에서는 움직임 예측을 할 때 정수 화소 단위 뿐만 아니라 부화소 단위까지 예측을 실시함으로써 영상의 압축률을 매우 높일 수 있다. 하지만 이로 인해 계산량이 더욱 증가되는 문제점이 있다. 일반적으로 움직임 예측시 각 블록들 간의 절대 변환 오차(SATD : Sum of Absolute Transform Difference)는 최소점을 기준으로 포물선 형태를 가지는 특성이 있다. 본 논문에서는 이러한 특성을 이용하여 움직임 예측 과정에서 필요한 탐색점을 줄이는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 연산 처리 시간을 감소시킴으로써 계산의 복잡도를 줄일 수 있었다. 제안한 기법을 적용한 결과, 기존의 고속 움직임 예측 알고리즘들과 비교하여 화질 저하는 적은데 비해, 인코딩시 움직임 예측 과정에 서 약 20%정도 처리속도를 감소시키는 결과를 얻었다.

도영상 압축을 위한 모델 기반 부화소 단위 움직임 추정 기법 (Model-based subpixed motion estimation for image sequence compression)

  • 서정욱;정제창
    • 전자공학회논문지S
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    • 제35S권1호
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    • pp.130-140
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    • 1998
  • This paper presents a method to estimate subpixel accuracy motion vectors using a mathermatical model withoug interpolation. the proposed method decides the coefficients of mathematical model, which represents the motion vector which is achieved by full search. And then the proposed method estimates subpixel accuracy motion vector from achieved mathematical model. Step by step mathematical models such as type 1, type 2, type 3, modified bype 2, modified type 3, and Partial Interpolation type 3 are presented. In type 1, quadratic polynomial, which has 9 unknown coefficients and models the 3by 3 pixel plane, is used to get the subpixel accuracy motion vectors by inverse matrix solution. In type 2 and 3, each quadratic polynomial which is simplified from type 1 has 5 and 6 unknown coefficients and is used by least square solution. Modified type 2 and modified type 3 are enhanced models by weighting only 5 pixels out of 9. P.I. type 3 is more accurate method by partial interpolation around subpixel which isachieved by type 3. LThese simulation results show that the more delicate model has the better performance and modified models which are simplified have excellent performance with reduced computational complexity.

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