[논문]주변 블록의 움직임 벡터를 고려한 수정된 3단계 탐색 방법

이성호; 박일우; 조용국; 오승준; 안창범

주변 블록의 움직임 벡터를 고려한 수정된 3단계 탐색 방법
A Modified Three-Step Search Method Using Motion Vectors at Adjacent Macro Blocks 원문보기

이성호 (광운대학교 전자공학과) , 박일우 (광운대학교 전기공학과) , 조용국 (광운대학교 전기공학과) , 오승준 (광운대학교 전기공학과) , 안창범 (광운대학교 전기공학과)

영상압축 인코더에서 가장 많은 계산량을 차지하는 부분이 움직임 벡터를 추정하는 부분이다. 일반적인 3단계 탐색 (Three-Step Search: TSS) 방법은 한 개의 매크로 블록에 대해 25개의 탐색점에 대해서 탐색을 한다. 본 논문에서는 주변 움직임 벡터로부터 예측된 움직임 벡터를 또 하나의 탐색 점으로 추가하는 수정된 3 단계 탐색 방법을 제안한다. 제안한 방법은 기존 방법 보다 일반적으로 속도를 향상시키면서 최대 15% 정도 비트율을 감소시킬 수 있다.

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문제 정의

본 논문에서 는 PMV 를 TSS 방법에 적용한 TSS+P 방법을 제안하였다. TSS+P 방법은 기존의 TSS 방법과 유사한 속도를 유지하면서 시퀀스에 따라 다르지만, 최고 15% 정도의 비트량을 감소시킬 수 있었다.

제안 방법

비트율을 고정한 실험에서는 목표 비트율을 시퀀스에 따라 300kbps, 100kbps, 48kbps로 한다. 각 방법의 성능은 프레임율(FRAME), 인코더의 움직임 예측 모듈에서 소요하는 시간(TIME), PSNR 등을 측정하여 비교한다. 표 7-11 은 실험시퀀스들에 대하여 비트율을 고정하여 인코딩한 경우에 대한 성능 평가이다.
본 논문에서는 PMV 를 3 단계 탐색 방법에 적용하여 보다 정확한 MV 를 구함으로써 비트율을 줄이고자 한다 3단계 탐색 방법은 주변 움직임 벡터에 상관없이 항상 고정된 위치의 25개의 탐색점에 대해서 탐색을 수행한다. 1단계에서의 9개의 탐색점에 PMV 를 새로운 탐색 점 으로 주가한다.
263 과 MPEG4 에서 성능검사를 위해서 가장 보편적으로 사용하는 스테판(Stefan), 아키오(Akiyo), 코스트가드(Coastguard), 컨테이너쉽 (Container Ship), 포맨(Foreman) 비디오 시퀀스 등이다. 비디오 시퀀스의 시간적인 화질과 공간적인 화질을 살펴보기 위해서 H[트율을 고정한 경우와 프레임율을 고정한 경우로 분류하여 실험한다. 각 비디오 시퀀스에 대하여 CIF 크기를 사용하고 양자화 매개 변수 QP 는 13을 사용한다.

대상 데이터

제안한 수정된 TSS 를 TSS+P 로 표기한다. 사용한 비디오 시퀀스는 H.263 과 MPEG4 에서 성능검사를 위해서 가장 보편적으로 사용하는 스테판(Stefan), 아키오(Akiyo), 코스트가드(Coastguard), 컨테이너쉽 (Container Ship), 포맨(Foreman) 비디오 시퀀스 등이다. 비디오 시퀀스의 시간적인 화질과 공간적인 화질을 살펴보기 위해서 H[트율을 고정한 경우와 프레임율을 고정한 경우로 분류하여 실험한다.

데이터처리

H.263+ 코덱의 움직임 예측 모듈을 FS, TSS, 본고에서 제안한 수정된 TSS 에 대하여 각 방법들의 성능을 비교한다. 제안한 수정된 TSS 를 TSS+P 로 표기한다.

성능/효과

TSS+P 방법은 TSS 방법에 비해 스테판 시퀀스의 경우 프레임 율면에서 2.22 血 증가했고 PSNR은 0.2dB 증가했다. 즉, 시간적인 화질과 공간적 화질이 모두 증가하였다.
본 논문에서 는 PMV 를 TSS 방법에 적용한 TSS+P 방법을 제안하였다. TSS+P 방법은 기존의 TSS 방법과 유사한 속도를 유지하면서 시퀀스에 따라 다르지만, 최고 15% 정도의 비트량을 감소시킬 수 있었다. 그러므로 TSS+P 방법은 기존의 TSS 방법에 비해 이동통신이나 인터넷 등과 같은 저대역 폭 통신 환경에서 비디오 데이터 전송에 유용할 것이다.
즉, 시간적인 화질과 공간적 화질이 모두 증가하였다. 또한, 프레임율을 고정한 실험과 마찬가지로 움직임이 많은 시퀀스에서 더욱 효과가 좋았다.
비트율 면에서 TSS+P 는 기존 TSS 방법에 비해 많게는 15%의 비트율 감소를 나타냈다. 움직임이 ' 많은 비디오 시퀀스일수록 더욱 효과가 좋았다.
첫 단계에서 10개의 탐색점이 후보로 선택되는 경우 중에 PMV 가 첫 단계에서 가장 작은 SAD 값을 가지는 경우가 전체 검색에서 차지하는 비중을 표 1 에 정리하였다. 움직임이 많은 시퀀스일수록 제안한 방법의 효과가 커서 많은 성능 향상을 얻을 수 있다는 것을 보여준다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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