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움직임벡터의 상관성을 이용한 반화소단위 움직임 추정 기법
이법기,이경환,최정현,김덕규,Lee, Bub-Ki,Lee, Kyeong-Hwan,Choi, Jung-Hyun,Kim, Duk-Gyoo 대한전자공학회 1998 電子工學會論文誌, S Vol.s35 No.6
본 논문에서는 인접블럭의 화소단위 움직임벡터와 반화소단위 움직임벡터 사이의 통계적인 특성과 반화소단위 움직임벡터의 공간적 상관성을 이용하여 새로운 반화소단위 움직임벡터 추정 기법들을 제안하였다. 즉, 화소단위 움직임벡터가 같은 인접블럭과는 반화소단위 움직임벡터도 같을 확률이 높다는 사실과 반화소위치들 간에도 서로 인접된 반화소위치간에는 높은 상관성을 지니고 있음을 실험을 통해 확인할 수 있었다. 이러한 성질을 이용한 제안한 방법들은 모의실험 결과 기존의 방법에 비해 아주 미약한 PSNR감소를 보이는 대신 비트 율 및 계산량을 효과적으로 줄일 수 있음을 보여주었다. In this paper, we proposed two new methods of half-pel accuracy motion estimation using spatial correlation of half-pel accuracy motion vectors and stochastic characteristics between pixel accuracy motion vectors and half-pel accuracy motion vectors. We confirmed two facts : One is that the probability of having same half-pel accuracy motion vectors with neighboring blocks is high when having same pixel accuracy motion vectors. And the other is that there is high correlation between neighboring half-pel positions. These new half-pel motion estimation technique are shown to decrease the bit rates for vector coding and computational complexity with similar PSNR.
탐색 영역 부표본화 및 이웃 화소간의 차를 이용한 고속 전역 탐색 블록 정합 알고리듬
정원식,이법기,이경환,최정현,김경규,김덕규,이건일,Cheong, Won-Sik,Lee, Bub-Ki,Lee, Kyeong-Hwan,Choi, Jung-Hyun,Kim, Kyeong-Kyu,Kim, Duk-Gyoo,Lee, Kuhn-Il 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌, S Vol.s36 No.11
본 논문에서는 탐색 영역에서의 탐색점 부표본화와 현재 블록 내의 화소들의 이웃 화소간의 화소값의 차를 이용한 고속 전역 탐색 블록 정합 알고리듬을 제안하였다. 제안한 방법에서는 각 탐색점에서의 평균 절대치 오차 (mean absolute difference; MAD) 값의 최소 범위를 이웃 탐색점에서의 MAD와 현재 블록 내의 화소들의 이웃 화소간의 화소값의 차를 이용하여 구한 뒤, 이를 이용하여 블록 정합이 필요한 탐색점에 대하여서만 블록 정합을 행함으로써 고속으로 움직임을 추정하였다. 이때, 현재 탐색점에서의 MAD의 최소 범위를 구하기 위해서는 이웃 탐색점에서의 MAD를 사용한다. 그러므로 제안한 방법에서는 먼저, 탐색 영역에 대하여 4:1로 탐색점 부표본화를 행한 뒤, 부표본화 된 탐색점에 대하여 블록 정합을 행하여 MAD를 구한다. 그리고, 나머지 탐색점에 대하여서는 각 탐색점의 MAD 값의 최소범위를 부표본화 된 탐색점에서의 MAD와 현재 블록 내의 화소들의 이웃 화소간의 화소 값의 차를 이용하여 구한 뒤, 블록 정합이 필요한 탐색점에 대하여서만 블록 정합을 행하였다. 즉, 제안한 방법에서는 각 탐색점에서 MAD의 최소 범위를 이용하여 블록 정합이 필요한 탐색점 수를 줄임으로써 전역 탐색 블록 정합 알고리듬 (full search block matching algorithm; FSBMA)과 동일한 성능을 유지하면서도 고속으로 움직임을 추정할 수 있었다. 모의 실험을 통하여 제안한 방법이 FSBMA와 동일한 성능을 유지하면서도 많은 계산량의 감소를 얻을 수 있음을 확인하였다. In this paper, we propose a fast full search block matching algorithm using the search region subsampling and the difference of adjacent pixels in current block. In the proposed algorithm, we calculate the lower bound of mean absolute difference (MAD) at each search point using the MAD value of neighbor search point and the difference of adjacent pixels in current block. After that, we perform block matching process only at the search points that need block matching process using the lower bound of MAD at each search point. To calculate the lower bound of MAD at each search point, we need the MAD value of neighbor search point. Therefore, the search points are subsampled at the factor of 4 and the MAD value at the subsampled search points are calculated by the block matching process. And then, the lower bound of MAD at the rest search points are calculated using the MAD value of the neighbor subsampled search point and the difference of adjacent pixels in current block. Finally, we discard the search points that have the lower bound of MAD value exceed the reference MAD which is the minimum MAD value of the MAD values at the subsampled search points and we perform the block matching process only at the search points that need block matching process. By doing so, we can reduce the computation complexity drastically while the motion compensated error performance is kept the same as that of full search block matching algorithm (FSBMA). The experimental results show that the proposed method has a much lower computational complexity than that of FSBMA while the motion compensated error performance of the proposed method is kept same as that of FSBMA.
이웃 탐색점에서의 평균 절대치 오차를 이용한 2단계 고속 블록 정합 알고리듬
정원식,이법기,권성근,한찬호,신용달,송규익,이건일,Cheong, Won-Sik,Lee, Bub-Ki,Kwon, Seong-Geun,Han, Chan-Ho,Shin, Yong-Dal,Sohng, Kyu-Ik,Lee, Kuhn-Il 대한전자공학회 2000 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.37 No.3
In this paper, we propose a two-stage fast block matching algorithm using the mean absolute error (MAE) of neighbor search point that can reduce the computational complexity to estimate motion vector while the motion estimation error performance is nearly the same as full search algorithm (FSA) In the proposed method, the lower bound of MAE 6at current search point IS calculated using the MAE of neighbor search point And we reduce the computational complexity by performing the block matching process only at the search point that has to be block matched using the lower bound of MAE The proposed algorithm is composed of two stages The experimental results show that the proposed method drastically reduces the computational complexity while the motion compensated error performance is nearly kept same as that of FSA. 본 논문에서는 이웃 탐색점에서의 평균 절대치 오차(mean absolute error, MAE)를 이용하여 전역 탐색 알고리듬(full search algorithm, FSA)과 거의 같은 움직임 추정 성능을 얻으면서도 고속으로 움직임을 추정할 수 있는 2단계 고속 블록 정함 알고리듬을 제안하였다. 제안한 방법에서는 현재 탐색점에서 블록 정합을 통하여 얻을 수 있는 MAE의 최소 범위를 이웃 탐색점에서의 MAE를 이용하여 구한 뒤, 이를 이용하여 블록 정합이 필요한 탐색점에 대하여서만 블록 정합을 행하였다. 즉, 제안한 방법에서는 블록 정함이 필요한 탐색점 수를 줄임으로써 고속으로 움직임을 추정하였으며, 움직임 추정을 두 단계로 나누어 수행하였다 모의 설험을 통하여 제안한 방법이 FSA와 거의 같은 움직임 추정 성능을 유지하면서도 많은 계산량의 감소를 얻을 수 있음을 확인하였다
움직임 벡터 및 보상 블록의 특성을 이용한 움직임 보상된 차영상 CVQ
최정현,이경환,이법기,정원식,김경규,김덕규,Choi, Jung-Hyun,Lee, Kyeong-Hwan,Lee, Bub-Ki,Cheong, Won-Sik,Kim, Kyoung-Kyoo,Kim, Duk-Gyoo 대한전자공학회 2000 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.37 No.2
본 논문에서는, 움직임 벡터와 보상 블록을 이용한 분류기를 제안하고, 이 분류기로써 MCD(motion compensated difference) 블록을 CVQ(classified vector quantization)하는 새로운 MCDI(motion compensated difference image) 부호화 방법을 제안하였다. MCD 블록의 분산은 움직임 벡터의 크기뿐만 아니라 보상 블록의 분산과도 밀접한 관계가 있으므로, 이 특성들을 이용하여, 새로운 분류기를 제안하였다. 제안한 방법은 서브 코드북(sub-codebook)을 선택하는 분류기에 대한 부가 정보가 필요 없으면서, 모의 실험 결과 분류 비트가 필요한 기존의 방법에 비해 제안한 방법이 좋은 성능을 나타내었다. In this paper, we presents a new MCDI(motion compensated difference image) coding method using CVQ(classifled vector quantization) whoes MCD(motion compensated difference) block is classified by proposed classifier using motion vector and compensated block The variance of MCD block is closely related with the magnitude of motion vector as well as the variance of compensated block, so using this property, we propose a new classifier. This scheme has no side information of the classifier what sub-codebook is selected, and simulation results show that the proposed method exhibits a good performance even when compared with a conventional method that requires classification bits.
이경환,최정현,이법기,정원식,김경규,김덕규,Lee, Kyeong-Hwan,Choi, Jung-Hyun,Lee, Bub-Ki,Cheong, Won-Sik,Kim, Kyoung-Kyoo,Kim, Duk-Gyoo 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌, S Vol.s36 No.11
In vector quantization (VQ), mean squared error (MSE) is widely used as a distance measure between vectors. But the distance between averages appears as a dominant quantity in MSE. In the case of image vectors, the coincidence of edge pattern is also important considering human visual system (HVS). Therefore, this paper presents a new distance measure using the variance of difference (VD) as a criterion for the coincidence of edge pattern. By using this in the VQ encoding, we can reduce the degradation of edge region in the reconstructed image. And applying this to the codebook design, we can obtain the final codebook that has a lot of various edge codevectors instead of redundant shade ones. 벡터양자화에서 거리계산법으로 주로 평균자승오차가 사용된다. 그러나 이를 이용하면 벡터들의 평균값 사이의 거리가 전체거리를 크게 좌우한다. 영상벡터일 경우 인간시각체계로 볼 때 에지패턴의 일치가 매우 중요하다. 본 논문에서는 벡터간의 에지패턴의 일치를 가늠하는 양으로 편차분산을 이용하고, 이것을 적용한 영상벡터에 맞는 거리계산법을 제안하였다. 이를 벡터양자화 부호화에 적용한 결과 복원영상의 에지부분 열화를 줄일 수 있었으며, 코드북 설계에 적용한 결과 중복된 평탄성분의 코드벡터 생성을 줄이고 다양한 에지성분의 코드벡터들을 가진 효율적인 코드북을 얻으므로써 부호화 성능이 향상됨을 볼 수 있었다.
최정현,박대규,이경환,이법기,김덕규,Choi, Jung-Hyun,Park, Dae-Gyue,Lee, Kyeong-Hwan,Lee, Bub-Ki,Kim, Duk-Gyoo 대한전자공학회 2000 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.37 No.2
고속 움직임 추정 방법들에서는, 움직임 추정 오차는 최적 탐색점에서 멀어질수록 단조 증가한다는 성질을 이용하여, 계산량을 줄인다 본 논문에서는 먼저, 참조 탐색점들의 MAE (mean absolute error) 차가 클 때에, 대부분의 움직임 벡터는 작은 MAE의 참조 탐색점 방향에서 나타난다는 통계적 특성을 조사하였다 그러므로, 이 특성을 이용하여 탐색점 수를 줄일 수 있는 고속 움직임 추정 방법을 제안한다 모의 실험 결과, 기존의 고속 움직임 추정 방법들에 비해서는 비슷한 성능을 유지하면서 계산량을 줄일 수 있었다. In Fast motion estimaion algorithms, they reduce the computational complexity using the assumption that the matching error increases monotonically as the search moves away from the global minimum error In this paper, we first investigate the statistical characteristics of motion vector that the motion vector mostly occures on the side of small MAE (mean absolute error) between the reference search points when the MAE difference of them is large Therefore, we propose a fast motion estimation algorithm using this property and can reduce the number of search points The computer simulation result shows that the proposed method reduces computational complexity compared with conventional fast algorithms.