Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR100845644B1 - Fast motion mode decision method - Google Patents

Fast motion mode decision method Download PDF

Info

Publication number
KR100845644B1
KR100845644B1 KR1020060128081A KR20060128081A KR100845644B1 KR 100845644 B1 KR100845644 B1 KR 100845644B1 KR 1020060128081 A KR1020060128081 A KR 1020060128081A KR 20060128081 A KR20060128081 A KR 20060128081A KR 100845644 B1 KR100845644 B1 KR 100845644B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motion
block
similarity
block type
mode
Prior art date
Application number
KR1020060128081A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080055135A (en
Inventor
김문철
이범식
박근수
이근식
함상진
김병선
Original Assignee
한국정보통신대학교 산학협력단
한국방송공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국정보통신대학교 산학협력단, 한국방송공사 filed Critical 한국정보통신대학교 산학협력단
Priority to KR1020060128081A priority Critical patent/KR100845644B1/en
Publication of KR20080055135A publication Critical patent/KR20080055135A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100845644B1 publication Critical patent/KR100845644B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/567Motion estimation based on rate distortion criteria
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/136Incoming video signal characteristics or properties
    • H04N19/137Motion inside a coding unit, e.g. average field, frame or block difference
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

본 발명은 고속 움직임 모드 결정 방법에 관한 것으로, 비디오 압축 부호화에 있어서 적어도 하나의 움직임 블록 타입을 이용하여 움직임 예측 및 보상 과정을 수행하는 고속 움직임 모드 결정 방법으로서, 부호화 대상 블록과 참조 블록 사이의 대상 움직임 블록 타입에 대해 유사도를 계산하는 단계와, 상기 계산된 유사도를 기 설정된 임계값과 비교하여 유사도를 판정하는 단계와, 상기 판정 결과, 유사도가 높다고 판정되는 경우 대상 움직임 블록 타입을 움직임 추정 블록 타입으로 결정하는 단계와, 율-왜곡 비용을 계산하는 단계와, 상기 계산된 율-왜곡 비용의 비교를 통한 최종 움직임 블록 타입으로 결정하는 단계를 포함함으로써, 비디오 부호화 시에 많은 연산량이 소요되는 움직임 예측 과정을 고속화할 수 있으며, 연산량을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있다.The present invention relates to a fast motion mode determination method. A fast motion mode determination method for performing a motion prediction and compensation process using at least one motion block type in video compression encoding, comprising: an object between an encoding target block and a reference block Calculating similarity with respect to the motion block type; comparing the calculated similarity with a preset threshold; determining similarity; and when the determination indicates that the similarity is high, the target motion block type is a motion estimation block type. And determining the final motion block type by comparing the calculated rate-distortion cost with each other. To speed up the process and more effectively Cattle can be.

움직임 예측, 부호화기 Motion prediction, encoder

Description

고속 움직임 모드 결정 방법{FAST MOTION MODE DECISION METHOD}FAST MOTION MODE DECISION METHOD}

도 1은 본 발명의 MPEG-4 AVC|H.264의 부호화기 구조 형태를 나타낸 도면.1 is a diagram showing the structure of an encoder of MPEG-4 AVC | H.264 of the present invention;

도 2는 본 발명의 MPEG-4 AVC|H.264 움직임 예측 가변 블록 타입형태를 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating an MPEG-4 AVC | H.264 motion prediction variable block type form of the present invention.

도 3은 다양한 블록 사이즈로 움직임 예측 블록 모드가 결정된 화면을 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating a screen in which a motion prediction block mode is determined in various block sizes.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 t 통계 분포의 일 예를 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating an example of a t-statistic distribution applied to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 움직임 결정 방법을 적용하기 위한 연속된 프레임에 대해 통계적 가설 검증이 적용되는 현재 블록과 복원된 블록을 나타낸 도면.5 is a diagram illustrating a current block and a reconstructed block to which statistical hypothesis verification is applied to successive frames for applying a fast motion determination method according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 움직임 모드 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도.6 is a flowchart illustrating a method of determining a fast motion mode according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 고속 움직임 모드 결정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 움직임 블록을 사용하여 움직임 예측을 수행하는 과정에서의 화질 저하 및 발생 비트양을 최소화하면서 효과적으로 단축할 수 있도록 한 고속 움직임 모드 결정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fast motion mode determination method, and more particularly, to a fast motion mode determination method capable of effectively shortening while minimizing image quality degradation and amount of bits generated during motion prediction using various motion blocks. It is about.

일반적으로, 움직임 예측에 소요되는 연상량은 전체 부호화에 소요되는 연산량의 절대적 영향을 주게 된다.In general, the associative amount required for motion prediction has an absolute effect on the amount of computation required for the entire encoding.

예컨대, H.264|AVC 압축 부호화 방식과 같이 한 장 이상의 순방향 및 역방향 참조 프레임에 대해 움직임 예측을 수행하게 되는 경우 그 복잡도는 매우 높으며, MPEG-4 AVC|H.264 압축 비디오 구조의 경우, 시간적 스케일러빌러티(Scalability)를 갖기 위해 계층적 B-픽처에 대해 다양한 블록을 사용하여 움직임 예측을 수행 할 경우 그 복잡도는 기하급수적으로 증가하게 된다.For example, when the motion prediction is performed on one or more forward and backward reference frames such as the H.264 | AVC compression coding scheme, the complexity is very high, and in the case of the MPEG-4 AVC | H.264 compressed video structure, the temporal When motion prediction is performed using various blocks on hierarchical B-pictures for scalability, the complexity increases exponentially.

따라서, 소프트웨어 실시간 부호화기를 구현하는데 많은 걸림돌로 작용되어 왔으며 상대적으로 하드웨어에만 의존해 구현하는 문제점이 있다.Therefore, there have been many obstacles in implementing a software real-time encoder, and there is a problem in that it is relatively dependent on hardware.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 비디오 부호화 시에 많은 연산량이 소요되는 움직임 예측 과정을 고속화함으로써, 연산량을 효과적으로 감소시킬 수 있는 고속 움직임 모드 결정 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a fast motion mode determination method that can effectively reduce the amount of computation by speeding up the motion prediction process that requires a large amount of computation in video encoding. have.

본 발명의 다른 목적은, 다양한 움직임 블록을 사용하여 움직임 예측을 수 행하는 과정에서의 화질 저하 및 발생 비트양을 최소화하면서 효과적으로 단축할 수 있는 고속 움직임 모드 결정 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a fast motion mode determination method capable of effectively shortening while minimizing image quality degradation and amount of generated bits in a process of performing motion prediction using various motion blocks.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 비디오 압축 부호화에 있어서 적어도 하나의 움직임 블록 타입을 이용하여 움직임 예측 및 보상 과정을 수행하는 고속 움직임 모드 결정 방법으로서, (a) 주어진 대상 움직임 블록 타입에 대해 부호화 대상 블록내의 픽셀들과 참조 블록 내의 픽셀들과의 유사도를 계산하는 단계; (b) 상기 계산된 유사도를 기 설정된 임계값과 비교하여 유사도를 판정하는 단계; (c) 상기 단계(b)에서의 판정 결과, 유사도가 높다고 판정되는 경우 대상 움직임 블록 타입을 움직임 추정 블록 타입으로 결정하는 단계; (d) 율-왜곡 비용을 계산하는 단계; 및 (e) 상기 계산된 율-왜곡 비용의 비교를 통한 최종 움직임 블록 타입으로 결정하는 단계를 포함하여 이루어진 고속 움직임 모드 결정 방법을 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a fast motion mode determination method for performing a motion prediction and compensation process using at least one motion block type in video compression encoding. Calculating a similarity between the pixels in the encoding target block and the pixels in the reference block for the block type; (b) comparing the calculated similarity with a preset threshold to determine similarity; (c) determining the target motion block type as the motion estimation block type when it is determined that the similarity is high as a result of the determination in step (b); (d) calculating the rate-distortion cost; And (e) determining the final motion block type by comparing the calculated rate-distortion cost.

여기서, 상기 단계(a)는, 부호화 대상 블록과 참조 블록 내의 픽셀 값들의 유사도를 계산하기 위해 유사도 비교를 위한 통계적 가설을 세우고, 이 통계적 가설 검증을 위한 검증 통계량을 계산함이 바람직하다.Here, in the step (a), it is preferable to establish a statistical hypothesis for comparing the similarity in order to calculate the similarity between the pixel values in the encoding object block and the reference block, and to calculate a verification statistic for verifying the statistical hypothesis.

바람직하게는, 현재 블록 내의 픽셀 값들과 참조 블록 내의 픽셀 값들에 대해 평균과 분산 중 적어도 하나에 대한 유사도 측정을 위한 검증 통계량을 계산한다.Preferably, a verification statistic is calculated for the similarity measure for at least one of mean and variance for pixel values in the current block and pixel values in the reference block.

바람직하게는, 현재 블록과 참조 블록 내 상호간의 픽셀 값들에 대한 유사도 검정을 위해 통계적 가설을 세우는 것에 있어서, 평균과 분산 중 적어도 하나에 대해 두 블록의 픽셀 값을 비교하기 위한 가설로 세우는 과정을 더 포함한다.Preferably, in constructing a statistical hypothesis for the test of similarity between pixel values in the current block and the reference block, the hypothesis for comparing the pixel values of the two blocks with respect to at least one of the mean and the variance is further established. Include.

바람직하게는, 상기 단계(b)는, 통계적 가설 검증을 이용하기 위한 가설에 대해 검증 통계량이 주어진 신뢰구간에 존재하는지 여부에 대해 판정하여 유사도를 판정한다.Preferably, step (b) determines similarity by determining whether a test statistic exists within a given confidence interval for a hypothesis for using statistical hypothesis testing.

바람직하게는, 상기 단계(c)에서, 기타 움직임 블록 타입에 대해 움직임 예측 및 보상 과정을 수행하지 않고 움직임 예측 및 보상 과정을 조기 종료하는 단계를 더 포함한다.Preferably, the step (c) further comprises the step of early termination of the motion prediction and compensation process without performing the motion prediction and compensation process for the other motion block type.

바람직하게는, 상기 단계(e)는, 각 움직임 추정 블록 타입에 대한 율-왜곡 비용을 비교하여 최소 비용을 발생시키는 움직임 추정 블록 타입을 최종 움직임 블록 타입으로 결정한다.Preferably, step (e) compares the rate-distortion cost for each motion estimation block type to determine the motion estimation block type that generates the minimum cost as the final motion block type.

본 발명의 제2 측면은, 상술한 고속 움직임 모드 결정 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체를 제공한다.A second aspect of the present invention provides a recording medium having recorded thereon a program for executing the above-described fast motion mode determination method.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설 명하기 위하여 제공되어지는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention illustrated below may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiment of the present invention is provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

먼저, 영상 데이터를 압축하기 위해 움직임 예측을 이용한 부호화기는 높은 압축률을 얻을 수 있으나, 정확한 움직임 예측을 하기 위한 움직임 추정과정에 많은 연상량이 소요된다.First, an encoder using motion prediction for compressing image data can obtain a high compression rate, but a large amount of association is required for a motion estimation process for accurate motion prediction.

이러한 움직임 예측을 이용한 부호화기는 정확한 움직임 예측을 하기 위해 다양한 블록을 사용한다. 예컨대, H.264|AVC 압축 부호기의 경우, 움직임 예측을 하기 위한 블록 크기가 16x16, 16x8, 8x16, 8x8, 8x4, 4x8, 4x4까지 7가지 타입이 있다.The encoder using such motion prediction uses various blocks for accurate motion prediction. For example, in the case of the H.264 | AVC compressed coder, there are seven types of block sizes for motion prediction: 16x16, 16x8, 8x16, 8x8, 8x4, 4x8, and 4x4.

즉, 움직임 예측 시에 7가지 타입을 모두 사용하여 부호화 과정을 수행한 후, 원 영상과 복원 영상의 왜곡 정도와 발생 비트량을 가중치 비용이 최소가 되는 움직임 추정 블록 타입을 최종 블록 타입으로 결정한다.That is, after performing the encoding process using all seven types in motion estimation, the motion estimation block type having the minimum weighting cost is determined as the final block type by the distortion degree and the generated bit amount of the original image and the reconstructed image. .

이때, 부호화기는 모든 블록에 대해 움직임 예측을 수행하므로 많은 연상량이 소요되며 실시간 소프트웨어 부호화의 큰 걸림돌로 작용한다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 종래의 과도한 연상량을 요구하는 움직임 예측 과정을 보다 효율적으로 수행함으로써, 부호화 시에 연산량을 효과적으로 줄일 수 있도록 한 고속 움직임 모드 결정 방법을 제공하는 것이다.In this case, since the encoder performs motion prediction for all blocks, a large amount of association is required, which acts as a big obstacle to real-time software encoding. Accordingly, the present invention provides a fast motion mode determination method that can effectively reduce the amount of computation during encoding by more efficiently performing the conventional motion prediction process requiring an excessive amount of association.

한편, 화면간 움직임 예측은 블록기반 움직임 보상을 사용하여 이전 또는 이후 하나 이상의 여러 프레임이나 필드로부터 예측 모델을 만들어 낸다. 예컨대, MPEG-4 AVC|H.264에서는 가변 블록 크기의 움직임 예측 및 움직임 보상을 위하여 총 7개의 블록 크기를 이용한다.Inter-screen motion prediction, on the other hand, uses block-based motion compensation to generate predictive models from one or more frames or fields before or after. For example, MPEG-4 AVC | H.264 uses a total of seven block sizes for motion prediction and motion compensation of variable block size.

또한, 각 블록 크기마다 각 1개씩 움직임 벡터를 측정하며, 그 움직임 벡터는 1/4 화소 정밀도로 측정되어 보상된다. 하기의 표 1은 기존의 비디오 부호화 표준과 MPEG-4 AVC|H.264와의 차이를 나타낸다.In addition, one motion vector is measured for each block size, and the motion vector is measured and compensated with 1/4 pixel precision. Table 1 below shows the difference between the existing video coding standard and MPEG-4 AVC | H.264.

Figure 112006092789230-pat00001
Figure 112006092789230-pat00001

상기의 표 1과 같이, MPEG-4 AVC|H.264 부호화 효율의 증가를 위해 기존의 비디오 코덱 보다 훨씬 높은 연산량을 요구하게 된다.As shown in Table 1, a much higher amount of computation is required than a conventional video codec in order to increase MPEG-4 AVC | H.264 coding efficiency.

도 1은 본 발명의 MPEG-4 AVC|H.264의 부호화기 구조 형태를 나타낸 도면으로서, 부호화기는 화면간 움직임 예측 및 보상을 위한 움직임 블록 모드의 사용을 나타낸다.1 is a diagram showing the structure of an encoder of MPEG-4 AVC | H.264 of the present invention, wherein the encoder shows the use of a motion block mode for inter-screen motion prediction and compensation.

도 1을 참조하면, MPEG-4 AVC|H.264의 부호화기는, 크게 코더 제어(Coder Control), 변환/스케일링/양자화(Transform/Scaling/Quantization), 디코더(Decoder), 움직임 추정(Motion Estimation), 엔트로피 코딩(Entropy Coding) 등이 유기적으로 서로 결합되어 있다.Referring to FIG. 1, an encoder of MPEG-4 AVC | H.264 is largely classified into coder control, transform / scaling / quantization, decoder, motion estimation, and motion estimation. And entropy coding are organically coupled to each other.

여기서, 디코더(Decoder)는 스케일링 & 역변환(Scaling & Inv. Transform), 디블록킹 필터(Deblocking Filter), 인트라-프레임 예측(Intra-frame Prediction), 움직임 보상(Motion Compensation) 등으로 구성되어 있다.The decoder includes a scaling & inv. Transform, a deblocking filter, an intra-frame prediction, a motion compensation, and the like.

한편, 전술한 각각의 구성요소들은 통상적인 것으로서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, each of the above-described components are conventional, a detailed description thereof will be omitted.

상기와 같이 구성된 MPEG-4 AVC|H.264의 부호화기는 움직임 추정 및 보상을 7가지의 블록 타입에 대해 모두 수행하고, 그 각각에 대해 율-왜곡(Rate-Distortion, RD) 비용을 비교하여 최소값을 나타내는 블록 모드를 최종 블록 모드로 결정한다. 이렇게 함으로써 부호화 시에 특히 많은 연산량이 요구된다.The encoder of MPEG-4 AVC | H.264 configured as described above performs motion estimation and compensation for all seven block types, and compares the rate-distortion (RD) cost for each of the minimum values. The block mode indicating is determined as the final block mode. By doing so, a large amount of computation is required at the time of encoding.

도 2는 본 발명의 MPEG-4 AVC|H.264 움직임 예측 가변 블록 타입형태를 나타낸 도면으로서, 계층적으로 구분되는 다양한 크기를 갖는 블록들을 보여 준다.FIG. 2 is a diagram illustrating an MPEG-4 AVC | H.264 motion prediction variable block type according to the present invention, and shows blocks having various sizes that are hierarchically divided.

도 2를 참조하면, 첫 번째 레벨에서는 16x16, 16x8, 8x16 및 8x8 등 비교적 큰 크기를 갖는 블록들이 있으며, 하위 레벨에서는 8x8, 8x4, 4x8 및 4x4와 같이 작은 크기를 갖는 블록들이 존재한다.Referring to FIG. 2, there are blocks having relatively large sizes such as 16x16, 16x8, 8x16, and 8x8 in the first level, and blocks having small sizes such as 8x8, 8x4, 4x8, and 4x4 in the lower level.

이전의 비디오 코덱 표준과 다른 점은 여러 블록 크기(16x16, 16x8, 8x16, 8x8, 8x4, 4x8 및 4x4)와 1/4 정밀도를 가지는 서브 샘플 움직임 벡터를 지원한다는 것이다. 이전의 비디오 부호화 표준에서는 움직임 벡터의 측정을 16x16 매크로 블록 단위로 수행하였다.The difference from previous video codec standards is that it supports multiple block sizes (16x16, 16x8, 8x16, 8x8, 8x4, 4x8 and 4x4) and subsample motion vectors with 1/4 precision. In previous video coding standards, motion vectors were measured in units of 16 × 16 macroblocks.

하지만, 16x16 매크로 블록만으로는 다양한 객체의 움직임 및 텍스처 특성을 반영하지 못하므로, MPEG-4 AVC|H.264 비디오 표준에서는 상기 7개의 블록 모드를 사용하여 콘텐츠의 특성을 반영하도록 하였다.However, since the 16x16 macroblock alone does not reflect the motion and texture characteristics of various objects, the MPEG-4 AVC | H.264 video standard uses the seven block modes to reflect the characteristics of the content.

다시 말해 16x16 블록과 같이 블록 사이즈가 큰 경우는 움직임이 거의 없거나 동일 조직(homogeneous)의 특성을 보이는 영역에 할당되며, 8x8∼4x4 같이 작은 블록 사이즈를 갖는 서브 매크로 블록은 움직임이 큰 영역이나 세밀한 텍스처 특성을 보이는 영역에 할당된다.In other words, a large block size, such as a 16x16 block, is allocated to an area with little or no homogeneous characteristics, and a sub macro block with a small block size, such as 8x8 to 4x4, has a large area or a fine texture. It is assigned to the area showing the characteristic.

이러한 블록 크기의 결정은 모든 블록에 대하여 율-왜곡(Rate-Distortion, RD) 비용(cost)을 구하여 가장 작은 율-왜곡 비용을 갖는 블록을 할당하도록 하는 원칙을 따른다.The determination of this block size follows the principle of finding the rate-distortion (RD) cost for all blocks and assigning the block with the smallest rate-distortion cost.

도 3은 다양한 블록 사이즈로 움직임 예측 블록 모드가 결정된 화면을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a screen in which a motion prediction block mode is determined in various block sizes.

도 3을 참조하면, 이렇게 다양한 블록 크기를 갖는 모드 결정과 움직임 벡터 결정으로 연산량이 급격하기 증가한다. 왜냐하면, 각 블록별로 각각의 움직임 벡터가 존재하며, 하나의 매크로 블록에서 블록 사이즈를 결정하기 위하여 7개의 모든 블록에 대하여 율-왜곡 비용을 구하는 과정의 복잡도가 크기 때문이다. 이는 부호화 효율을 극대화하기 위하여 연산량 증가에 대한 희생을 감수하였기 때문이다.Referring to FIG. 3, the amount of computation increases rapidly with mode determination and motion vector determination with various block sizes. This is because there is a motion vector for each block, and the complexity of calculating the rate-distortion cost for all seven blocks in order to determine the block size in one macro block is large. This is because at the cost of increasing the amount of computation in order to maximize the coding efficiency.

예컨대, MPEG-4 AVC|H.264에서는 화면간 모드 결정은 하기의 수학식 1을 최소로 하는 블록을 최적의 블록으로 판단하는 것이다.For example, in MPEG-4 AVC | H.264, the inter-screen mode determination determines a block that minimizes Equation 1 as an optimal block.

Figure 112006092789230-pat00002
Figure 112006092789230-pat00002

여기서, s는 원 영상을 의미하며, c는 복원된 영상을 의미한다. Qp는 움직임 벡터와 프레임간 모드 결정 시 사용되는 양자화 파라미터를 의미한다. λmode는 라그랑지안 계수로서

Figure 112006092789230-pat00003
으로 계산된다. 그리고, SSD는 원 영상과 복원된 영상간의 왜곡도를 나타내며 클수록 왜곡이 심하며 모드 결정이 잘못된 것을 의미한다.Here, s means original image and c means reconstructed image. Q p denotes a quantization parameter used when determining a motion vector and an interframe mode. λ mode is the Lagrangian coefficient
Figure 112006092789230-pat00003
Is calculated. In addition, the SSD represents a degree of distortion between the original image and the reconstructed image, and the larger the value, the more severe the distortion and the incorrect mode decision.

또한, 화면간 예측 시 MPEG-4 AVC|H.264에서는 복수개의 참조 픽처로부터 최적의 블록을 선택할 수 있도록 설계되어 있다. 이것은 참조 픽처를 여러 개로 함으로써 부호화 효율을 증대하기 위한 목적이지만, 복수 개의 참조 픽처로부터 7개의 블록 유형에 따른 움직임 벡터를 추정해야 하므로 연산량은 급격히 증가한다.In addition, MPEG-4 AVC | H.264 is designed to select an optimal block from a plurality of reference pictures during inter prediction. This is for the purpose of increasing the coding efficiency by using several reference pictures, but the amount of computation increases rapidly since motion vectors for seven block types have to be estimated from the plurality of reference pictures.

본 발명의 핵심 기술요지는, 복잡도가 높은 움직임 예측 모드를 효과적으로 수행하여 연산량을 급격히 감소시킴으로써, 부호화 시에 연산을 고속화할 수 있는 고속 움직임 결정 방법을 제공한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.A key technical aspect of the present invention is to provide a fast motion determination method capable of speeding up an operation at the time of encoding by effectively performing a complicated motion prediction mode and rapidly reducing the amount of computation. It is easy to achieve the purpose.

본 발명은 MPEG-4 AVC|H.264 (ISO/IEC 14496-10) 비디오 압축 규격에 대해 한 일례로 설명한다. 그러나, 본 발명의 적용범위가 MPEG-4 AVC|H.264(ISO/IEC 14496-10) 비디오 압축 규격에 한정되는 것은 아니며, 적어도 하나 이상의 움직임 블록을 사용하여 움직임 모드 결정을 하는 어떠한 비디오 압축 방법 및 방식에도 적용가능하다.The present invention is described as an example of the MPEG-4 AVC | H.264 (ISO / IEC 14496-10) video compression standard. However, the scope of the present invention is not limited to the MPEG-4 AVC | H.264 (ISO / IEC 14496-10) video compression standard, and any video compression method that makes a motion mode determination using at least one or more motion blocks. It is also applicable to the method.

먼저, 이 가설 검증법을 SVC(Scalable Video Coding)의 고속 프레임 간 모드 결정 방법에 사용하기 위하여, XC와 XR을 각각 현재 블록과 참조 블록의 픽셀값 을 나타내는 랜덤변수로서 독립적인 정규 모집단이라고 가정하고 하기의 수학식 2와 같이 정의한다.First, in order to use this hypothesis testing method in the fast interframe mode determination method of SVC (Scalable Video Coding), X C and X R are called independent normal populations as random variables representing pixel values of the current block and the reference block, respectively. It is assumed and defined as in Equation 2 below.

Figure 112006092789230-pat00004
Figure 112006092789230-pat00004

여기서, μc와 μR은 각각 현재 블록과 참조 블록의 픽셀값 랜덤변수의 평균을 나타내며, 이미 이 값들이 알려져 있다고 가정하고, 하기의 수학식 3과 같은 가설 검증을 실시한다.Here, μ c and μ R represent the average of the random values of the pixel values of the current block and the reference block, respectively, and assume that these values are already known, and hypothesis verification is performed as in Equation 3 below.

Figure 112006092789230-pat00005
Figure 112006092789230-pat00005

여기서, H0를 귀무가설(null hypothesis)이라고 하며, 현재 블록과 참조 블록의 픽셀 값들이 같은 모집단으로부터 온 것인지를 판단한다. 만일, 설정된 귀무가설이 받아들여지면, 현재 블록과 복원된 참조 블록내의 두 개의 픽셀 그룹은 같은 모집단으로부터 온 것으로 판단하고 현재 테스트하는 블록의 크기로 모드를 결정하게 된다.Here, H 0 is called a null hypothesis and determines whether pixel values of the current block and the reference block are from the same population. If the set null hypothesis is accepted, the two groups of pixels in the current block and the restored reference block are determined to be from the same population, and the mode is determined by the size of the block currently being tested.

Figure 112006092789230-pat00006
을 현재 블록과 참조 블록 내 픽셀들의 샘플 평균과 분산이라고 하자. 이때, 알려지지 않은 모집단의 분산이 같다고 가정하고, 상기의 수학식 3에 대하여 가설 검증을 실시한다. 두 평균에 대하여 귀무가설을 테스트하기 위해 다음과 같은 t 통계 분포를 사용한다. 이때, 자유도
Figure 112006092789230-pat00007
(n1 및 n2는 매크로 블록 의 수)를 가진 t 통계 분포는 하기의 수학식 4 및 수학식 5와 같다.
Figure 112006092789230-pat00006
Let be the sample mean and variance of the pixels in the current block and the reference block. At this time, it is assumed that the variance of the unknown population is the same, and the hypothesis test is performed with respect to Equation 3 above. To test the null hypothesis for two means, we use the following t-statistic distribution: Where the degrees of freedom
Figure 112006092789230-pat00007
The t statistical distribution with (n 1 and n 2 are the number of macro blocks) is as shown in Equations 4 and 5 below.

Figure 112006092789230-pat00008
Figure 112006092789230-pat00008

Figure 112006092789230-pat00009
Figure 112006092789230-pat00009

여기서,

Figure 112006092789230-pat00010
는 두 개의 샘플 집단을 대표하는 분산으로 공분산이라고 한다. 일단 t 통계 분포가 생성되면, α를 갖는 신뢰 구간(Confidence Interval)을 설정하여, 구간 내에 t 통계 분포가 존재하면, 즉,
Figure 112006092789230-pat00011
이면 귀무가설을 받아들이고(H0 accepted), 그렇지 않을 경우 받아들이지 않는다(H0 rejected).here,
Figure 112006092789230-pat00010
Is a variance representing two sample populations and is called covariance. Once the t statistic distribution is generated, a confidence interval with α is set so that if there is a t statistic distribution in the interval, i.e.
Figure 112006092789230-pat00011
If so, the null hypothesis is accepted (H 0 accepted), otherwise it is not accepted (H 0 rejected).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 t 통계 분포의 일 예를 나타낸 도면으로서, 일단 신뢰 구간을 설정하여 샘플의 평균과 분산을 이용한 t 검증통계량이 신뢰 구간 내로 들어오면 두 모집단의 평균이 같다고 판단하는 것이다.4 is a diagram illustrating an example of a t-statistic distribution applied to an embodiment of the present invention. Once a confidence interval is set and a t-test statistic using the variance of the sample is within the confidence interval, the mean of the two populations is the same. To judge.

다음은 분산에 대한 가설 검증 방법으로서, 두 개의 평균에 대한 가설 검증과 마찬가지로 두 개의 분산에 대한 가설 검증을 실행한다. 상기의 수학식 3과 마찬가지로 하기의 수학식 6과 같이 분산에 대한 귀무가설을 설정한다.The following is a hypothesis test method for variance. Like hypothesis test for two means, hypothesis test is performed for two variances. As in Equation 3, the null hypothesis for variance is set as in Equation 6 below.

Figure 112006092789230-pat00012
Figure 112006092789230-pat00012

이 두 개의 분산에 대한 가설(H0, H1)을 검증하기 위하여 z 통계 분포를 이용한다. z 통계 분포는 하기의 수학식 7과 같이 정의한다.The z statistical distribution is used to test the hypotheses (H 0 , H 1 ) for these two variances. The z statistical distribution is defined as in Equation 7 below.

Figure 112006092789230-pat00013
Figure 112006092789230-pat00013

여기서, 공통 표준 편차의 예측치인 Sp는 하기의 수학식 8과 같이 정의한다.Here, S p, which is a prediction value of the common standard deviation, is defined as in Equation 8 below.

Figure 112006092789230-pat00014
Figure 112006092789230-pat00014

그리고, z 통계 분포는 일반적으로 정규 분포를 따른다. 이 것 역시 일단 신뢰 구간을 설정하고 두 블록(현재 블록과 참조 블록)의 픽셀 값에 대한 각각의 분산이 서로 같은지를 검증하기 위한 z 검증통계량을 계산하고 이것이 신뢰 구간에 존재하면, 귀무가설을 받아들이고 그렇지 않으면 받아들이지 않는다.And, the z statistical distribution generally follows a normal distribution. This also sets the confidence interval and computes the z-validation statistics for verifying that each variance of the pixel values of the two blocks (the current block and the reference block) is equal to each other and, if it is in the confidence interval, accepts the null hypothesis Otherwise it will not be accepted.

여기서, 평균과 분산에 대한 귀무가설이 모두 받아들여지지만, 현재 블록과 참조 블록은 같은 모집단으로부터 온 일치된 블록이라고 판단하기 때문에, 현재 블록과 하위 블록에 대한 움직임 벡터 측정 및 모드 결정 없이 현재 블록을 16x16 블록이나 8x8 블록으로 결정하여 모드 결정 과정을 조기에 완료한다.Here, both the null hypothesis for the mean and the variance are accepted, but because the current block and the reference block are considered to be matched blocks from the same population, the current block is estimated without measuring the motion vector and determining the mode for the current block and the lower block. The mode decision process is completed early by selecting 16x16 blocks or 8x8 blocks.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 간 고속 블록 모드 결정 방법을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of determining an inter-frame fast block mode according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저, 연산량 감소를 위한 고속 블록 모드 결정 방법은 전술한 통계적 가설 검증 테스트에 기반 한다. 본 발명에서 제안하는 블록 모드 결정 방법은 다음과 같은 과정을 따른다.First, the fast block mode determination method for reducing the amount of computation is based on the statistical hypothesis verification test described above. The block mode determination method proposed in the present invention follows the following process.

과정 1 : 현재 블록이 P-픽처 예측이면 먼저 스킵모드(SKIP Mode) 실행, B 예측이면 직접모드(Direct Mode)를 실행한다.Step 1: If the current block is P-picture prediction, skip mode (SKIP Mode) first, if B prediction, direct mode (Direct Mode).

과정 2 : 16x16 매크로 블록에 대하여 움직임 벡터를 측정한다.Step 2: Measure the motion vector for the 16x16 macroblock.

과정 3 : 움직임 벡터를 이용하여 이동한 최적의 복원된 참조 매크로 블록과 현재 블록에 대하여 평균과 분산의 통계적 가설 검증을 실시한다.Step 3: Perform statistical hypothesis testing of mean and variance on the optimal reconstructed reference macro block and the current block moved using the motion vector.

과정 4 : 평균과 분산에 대한 가설 검증을 모두 통과하면, 현재의 블록은 직접 또는 스킵 모드와 16x16 블록을 비교하여 최적의 모드를 결정하고, 모드 결정과정을 완료한다. 통과하지 않으면 과정 5로 진행한다.Step 4: If both hypotheses and variance tests are passed, the current block compares the 16x16 block with the direct or skip mode to determine the best mode and completes the mode decision process. If not, proceed to Step 5.

과정 5 : 율-왜곡(RD) 최적화(Optimization) 방법에 기반하여 16x8, 8x16 및8x8 블록에 대하여 움직임 벡터를 측정한다.Step 5: Measure motion vectors for 16x8, 8x16, and 8x8 blocks based on the rate-distortion (RD) optimization method.

과정 6 : 각 8x8 블록에 대하여 평균과 분산의 통계적 가설 검증 테스트를 한다.Step 6: Test the statistical hypothesis test of mean and variance for each 8x8 block.

과정 7 : 각각의 8x8 블록에 대하여 가설 검증이 통과되면, 현재 블록은 8x8 블록으로 결정되고, 8x8 서브 블록에 대한 모드 결정과정을 완료한다. 그렇지 않으면 과정 8로 간다.Step 7: If the hypothesis verification passes for each 8x8 block, the current block is determined to be an 8x8 block, and completes the mode decision process for the 8x8 subblock. Otherwise go to step 8.

과정 8 : 율-왜곡(RD) 최적화(Optimization) 방법에 기반하여 8x4, 4x8 및 4x4 블록에 대하여 움직임 벡터 측정 및 모드 결정을 한다.Step 8: Perform motion vector measurement and mode determination on 8x4, 4x8, and 4x4 blocks based on the rate-distortion (RD) optimization method.

과정 9 : 다음 매크로 블록에 대한 모드 결정을 진행한다.Step 9: Proceed with mode determination for the next macro block.

상기의 과정 2에서 율-왜곡 비용이 최소가 되는 움직임 벡터를 추정하여 가설검증 테스트를 할 참조 블록을 찾는다. 즉, 다중 참조 프레임 중에서 몇 번째 프레임의 매크로 블록인지 찾아 현재 블록과 참조 블록간의 가설 검증 테스트를 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 움직임 결정 방법을 적용하기 위한 연속된 프레임에 대해 통계적 가설 검증이 적용되는 현재 블록과 복원된 블록을 보여주고 있다.In step 2, a reference block for hypothesis testing is found by estimating a motion vector having a minimum rate-distortion cost. That is, the hypothesis verification test is performed between the current block and the reference block by finding out which frame the macroblock is among the multiple reference frames. FIG. 5 illustrates a current block and a reconstructed block to which statistical hypothesis verification is applied to successive frames for applying the fast motion determination method according to an embodiment of the present invention.

한편, 상기의 과정 1의 스킵모드(SKIP Mode) 및 직접모드(Direct Mode)는 통상적인 기술로서, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다(대한민국 공개특허공보 제2005-98243호(향상된 코딩 모드 선택 방법 및 장치) 참조).On the other hand, the skip mode (SKIP Mode) and the direct mode (Direct Mode) of the above process 1 is a conventional technique, a detailed description thereof will be omitted (Korean Patent Publication No. 2005-98243 (enhanced coding mode selection) Method and device)).

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 움직임 모드 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of determining a fast motion mode according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 먼저, 입력영상의 현재 프레임(매크로 블록)에 대해 참조프레임을 입력 영상으로 하는 입력영상 단계(S100)와, 스킵(SKIP)/직접(Direct) 및 16x16 모드 움직임 예측 및 보상 단계(S101)와, 스킵(SKIP)/직접(Direct) 모드 및 16x16 모드 율-왜곡(RD) 비용 계산 단계(S102)와, 16x16 모드 가설 검증 단계(S103)와, 가설 검증 통계량의 신뢰구간 존재 여부 판정 단계(S104)와, 16x8, 8x16 및 8x8 모드 움직임 예측 및 보상 단계(S105)와, 16x8, 8x16 및 8x8 모드 율-왜곡(RD) 비용 계산 단계(S106)와, 8x8 모드 율-왜곡 비용의 최소여부 판정 즉, 8x8 모드 가설 검증 단계(S107)와, 가설 검증 통계량의 신뢰구간 존재 여부 판정 단계(S108)와, 8x4, 4x8 및 4x4 모드 움직임 예측 및 보상 단계(S109)와, 8x4, 4x8 및 4x4 모드 율-왜곡(RD) 비용 계산 단계(S110)와, 최소 율-왜곡(RD) 비용 결정 및 최종 움직임 블록 모드 결정 단계(S111)들이 연계되어 지속적으로 수행된다.Referring to FIG. 6, first, an input image step S100 of using a reference frame as an input image with respect to a current frame (macro block) of the input image, and skip (SKIP) / direct (Direct) and 16x16 mode motion prediction and compensation Step S101, skip / direct mode, and 16x16 mode rate-distortion (RD) cost calculation step (S102), 16x16 mode hypothesis verification step (S103), and confidence intervals of hypothesis verification statistics exist Whether or not the determination step (S104), the 16x8, 8x16 and 8x8 mode motion prediction and compensation step (S105), the 16x8, 8x16 and 8x8 mode rate-distortion (RD) cost calculation step (S106), and the 8x8 mode rate-distortion cost 8x8 mode hypothesis verification step (S107), the existence of the confidence interval of the hypothesis test statistics (S108), 8x4, 4x8 and 4x4 mode motion prediction and compensation step (S109), 8x4, 4x8 And 4x4 mode rate-distortion (RD) cost calculation step (S110), minimum rate-distortion (RD) cost determination and final motion block. Mode determining step (S111) are linked is continuously performed.

전술한 바와 같이, 움직임 모드 결정에서, 16x16 블록에 대해 가설 검증을 수행(S104)함에 있어 검증통계량 값이 주어진 신뢰구간 내에 존재할 경우 최종 움직임 모드가 16x16 움직임 블록으로 결정함으로써, 움직임 모드 예측 및 보상 과정을 조기에 마치게 된다. 이러한 경우 하위 16x8, 8x16 및 8x8 움직임 블록에 대한 움직임 예측 및 보상 과정을 수행하지 않아도 되므로 많은 계산량을 줄일 수 있다.As described above, in the determination of the motion mode, when performing the hypothesis verification on the 16x16 block (S104), the final motion mode is determined as the 16x16 motion block when the verification statistic value exists within a given confidence interval, thereby making the motion mode prediction and compensation process. Will finish early. In this case, a large amount of computation can be reduced because the motion prediction and compensation processes for the lower 16x8, 8x16, and 8x8 motion blocks are not required.

만약, 검증통계량 값이 주어진 신뢰구간 내에 존재하지 않을 경우, 16x8, 8x16 및 8x8 블록에 대해 움직임 예측 및 보상과정을 수행한 후(S105), 율-왜곡 비용을 계산한다(S106).If the verification statistic value does not exist within the given confidence interval, after performing the motion prediction and compensation process for the 16x8, 8x16 and 8x8 blocks (S105), the rate-distortion cost is calculated (S106).

여기서, 16x8 또는 8x16 움직임 블록 모드가 최소 율-왜곡 비용 값을 발생시키면, 최종 움직임 블록모드를 16x8 또는 8x16 움직임 블록 모드로 정한다(S107).Here, when the 16x8 or 8x16 motion block mode generates a minimum rate-distortion cost value, the final motion block mode is determined as the 16x8 or 8x16 motion block mode (S107).

그러나, 8x8 움직임 블록이 최소 율-왜곡 비용 값을 발생시킬 경우 이에 대해 가설 검증 과정을 수행하고(S108), 검증 통계량 값이 신뢰구간에 존재하면 8x8 움직임 블록 모드를 최종 움직임 블록 모드로 결정한 후, 움직임 예측 및 보상 과정을 종료한다(S111). 이러한 경우 하위 8x4, 4x8 및 4x4 움직임 블록에 대한 움 직임 예측 및 보상 과정을 수행하지 않아도 되므로 많은 계산량을 줄일 수 있다.However, if the 8x8 motion block generates a minimum rate-distortion cost value, a hypothesis verification process is performed (S108). If the verification statistics value exists in the confidence interval, the 8x8 motion block mode is determined as the final motion block mode. The motion prediction and compensation process ends (S111). In this case, a large amount of computation can be reduced because the motion prediction and compensation process for the lower 8x4, 4x8 and 4x4 motion blocks is not required.

만약, 검증통계량 값이 주어진 신뢰구간 내에 존재하지 않을 경우, 8x4, 4x8 및 4x4 블록에 대해 움직임 예측 및 보상과정을 수행한 후(S109), 율-왜곡 비용 값을 계산한다(S110). 여기서, 최소 율-왜곡 비용 값을 발생시키는 블록이 최종 움직임 모드로 결정된다.If the verification statistic value does not exist within the given confidence interval, after performing the motion prediction and compensation process for the 8x4, 4x8 and 4x4 blocks (S109), the rate-distortion cost value is calculated (S110). Here, the block that generates the minimum rate-distortion cost value is determined as the final motion mode.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 움직임 모드 결정 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.On the other hand, the fast motion mode determination method according to an embodiment of the present invention can also be implemented as computer-readable code on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored.

예컨대, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 롬(ROM), 램(RAM), 시디-롬(CD-ROM), 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 이동식 저장장치, 비휘발성 메모리(flash memory), 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다.For example, a computer-readable recording medium may be a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a hard disk, a floppy disk, a removable storage device, a flash memory. Optical data storage, and the like, and also implemented in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet).

또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.The computer readable recording medium can also be distributed over computer systems connected over a computer network so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

전술한 본 발명에 따른 고속 움직임 모드 결정 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.While a preferred embodiment of the method for determining a high speed motion mode according to the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications are made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. It is possible and this also belongs to the present invention.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 고속 움직임 모드 결정 방법에 따르면, 비디오 부호화 시에 많은 연산량이 소요되는 움직임 예측 과정을 고속화함으로써, 연산량을 효과적으로 감소시킬 수 있는 이점이 있다.According to the fast motion mode determination method of the present invention as described above, there is an advantage that the amount of calculation can be effectively reduced by speeding up the motion prediction process that requires a large amount of calculation in video encoding.

또한, 본 발명에 따르면, 다양한 움직임 블록을 사용하여 움직임 예측을 수행하는 과정을 화질 저하 및 발생 비트양을 최소화하면서 효과적으로 단축할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that the process of performing motion prediction using various motion blocks can be effectively shortened while minimizing image quality deterioration and amount of generated bits.

또한, 본 발명에 따르면, 부호화 과정에서 움직임 예측 및 보상 과정에 소요되는 과도한 연산량을 줄임으로써, 부호화 처리 속도를 향상시켜 실시간 소프트웨어 부호화기를 설계하는데 중요한 고속 처리 요구사항을 충족시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, by reducing the excessive amount of operations required for the motion prediction and compensation process in the encoding process, there is an advantage that can meet the high-speed processing requirements that are important in designing a real-time software encoder by improving the encoding processing speed.

Claims (8)

비디오 압축 부호화에 있어서 적어도 하나의 움직임 블록 타입을 이용하여 움직임 예측 및 보상 과정을 수행하는 고속 움직임 모드 결정 방법으로서,A fast motion mode determination method for performing motion prediction and compensation using at least one motion block type in video compression encoding. (a) 주어진 대상 움직임 블록 타입에 대해 부호화 대상 블록내의 픽셀들과 참조 블록 내의 픽셀들과의 유사도를 계산하는 단계;(a) calculating the similarity between the pixels in the encoding target block and the pixels in the reference block for the given target motion block type; (b) 상기 계산된 유사도를 기 설정된 임계값과 비교하여 유사도를 판정하는 단계;(b) comparing the calculated similarity with a preset threshold to determine similarity; (c) 상기 단계(b)에서의 판정 결과, 유사도가 높다고 판정되는 경우 대상 움직임 블록 타입을 움직임 추정 블록 타입으로 결정하는 단계;(c) determining the target motion block type as the motion estimation block type when it is determined that the similarity is high as a result of the determination in step (b); (d) 율-왜곡 비용을 계산하는 단계; 및(d) calculating the rate-distortion cost; And (e) 상기 계산된 율-왜곡 비용의 비교를 통한 최종 움직임 블록 타입으로 결정하는 단계를 포함하여 이루어진 고속 움직임 모드 결정 방법.(e) determining a final motion block type by comparing the calculated rate-distortion cost. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(a)는,The method of claim 1, wherein step (a) 부호화 대상 블록과 참조 블록 내의 픽셀 값들의 유사도를 계산하기 위해 유사도 비교를 위한 통계적 가설을 세우고, 이 통계적 가설 검증을 위한 검증 통계량을 계산하는 것을 특징으로 하는 고속 움직임 모드 결정 방법.A statistical hypothesis for similarity comparison is established to calculate the similarity between pixel values in a block to be encoded and a reference block, and a verification statistic for verifying the statistical hypothesis is calculated. 제 2 항에 있어서, 현재 블록 내의 픽셀 값들과 참조 블록 내의 픽셀 값들에 대해 평균과 분산 중 적어도 하나에 대한 유사도 측정을 위한 검증 통계량을 계산하는 것을 특징으로 하는 고속 움직임 모드 결정 방법.3. The method of claim 2, wherein a verification statistic is calculated for a similarity measure for at least one of mean and variance for pixel values in the current block and pixel values in the reference block. 제 2 항에 있어서, 현재 블록과 참조 블록 내 상호간의 픽셀 값들에 대한 유사도 검정을 위해 통계적 가설을 세우는 것에 있어서, 평균과 분산 중 적어도 하나에 대해 두 블록의 픽셀 값을 비교하기 위한 가설로 세우는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 움직임 모드 결정 방법.3. The process of claim 2, wherein in the statistical hypothesis for the test of similarity between pixel values in the current block and the reference block, a hypothesis for comparing pixel values of two blocks with respect to at least one of an average and a variance. The fast motion mode determination method further comprises. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(b)는,The method of claim 1, wherein step (b) comprises: 통계적 가설 검증을 이용하기 위한 가설에 대해 검증 통계량이 주어진 신뢰구간에 존재하는지 여부에 대해 판정하여 유사도를 판정하는 것을 특징으로 하는 고속 움직임 모드 결정 방법.A method for determining a fast motion mode, characterized in that for a hypothesis for using statistical hypothesis testing, a similarity is determined by determining whether a verification statistic exists in a given confidence interval. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(c)에서,The method of claim 1, wherein in step (c), 기타 움직임 블록 타입에 대해 움직임 예측 및 보상 과정을 수행하지 않고 움직임 예측 및 보상 과정을 조기 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 움직임 모드 결정 방법.And prematurely terminating the motion prediction and compensation process without performing the motion prediction and compensation process for the other motion block types. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(e)는,The method of claim 1, wherein step (e) 각 움직임 추정 블록 타입에 대한 율-왜곡 비용을 비교하여 최소 비용을 발생시키는 움직임 추정 블록 타입을 최종 움직임 블록 타입으로 결정하는 것을 특징으로 하는 고속 움직임 모드 결정 방법.And comparing the rate-distortion cost for each motion estimation block type to determine a motion estimation block type that generates the minimum cost as the final motion block type. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터로 실행시킬 수 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program capable of executing the method of any one of claims 1 to 7.
KR1020060128081A 2006-12-14 2006-12-14 Fast motion mode decision method KR100845644B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060128081A KR100845644B1 (en) 2006-12-14 2006-12-14 Fast motion mode decision method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060128081A KR100845644B1 (en) 2006-12-14 2006-12-14 Fast motion mode decision method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080055135A KR20080055135A (en) 2008-06-19
KR100845644B1 true KR100845644B1 (en) 2008-07-10

Family

ID=39801998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060128081A KR100845644B1 (en) 2006-12-14 2006-12-14 Fast motion mode decision method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100845644B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100100540A (en) * 2009-03-06 2010-09-15 삼성전자주식회사 Moving pictures encoder/decoder and method for determining block mode for encoding/decoding moving pictures in the moving pictures encoder/decoder

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060021149A (en) * 2004-09-02 2006-03-07 삼성전자주식회사 Method for selecting macro block type
KR20060092813A (en) * 2004-06-27 2006-08-23 애플 컴퓨터, 인크. Selecting encoding types and predictive modes for encoding video data
KR20070050335A (en) * 2005-11-10 2007-05-15 한국전자통신연구원 An estimation method for cbp and a block mode decision method using estimated cbp on a moving picture encoding system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060092813A (en) * 2004-06-27 2006-08-23 애플 컴퓨터, 인크. Selecting encoding types and predictive modes for encoding video data
KR20060021149A (en) * 2004-09-02 2006-03-07 삼성전자주식회사 Method for selecting macro block type
KR20070050335A (en) * 2005-11-10 2007-05-15 한국전자통신연구원 An estimation method for cbp and a block mode decision method using estimated cbp on a moving picture encoding system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080055135A (en) 2008-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. Low-complexity CTU partition structure decision and fast intra mode decision for versatile video coding
KR100898176B1 (en) Inter mode decision Method for video encoding
CN101023674B (en) Method and apparatus for fast mode decision for interframes
KR100728031B1 (en) Method and apparatus for deciding encoding mode for variable block size motion estimation
JP4777889B2 (en) Mode decision for intermediate prediction in video coding
CN100551025C (en) Macroblock coding method and encoder
KR100739714B1 (en) Method and apparatus for intra prediction mode decision
US20090279603A1 (en) Method and Apparatus for Adaptively Determining a Bit Budget for Encoding Video Pictures
US20060120452A1 (en) Fast multi-frame motion estimation with adaptive search strategies
JP2014090427A (en) Method and apparatus for fast mode decision of b-frames in video encoder
JP2005191706A (en) Moving picture coding method and apparatus adopting the same
KR20080067631A (en) Mode selection techniques for multimedia coding
US10440384B2 (en) Encoding method and equipment for implementing the method
KR20080009608A (en) Motion prediction apparatus and method and image encoding apparatus and method employing the same
Kuo et al. A spatiotemporal content-based CU size decision algorithm for HEVC
CN109688411B (en) Video coding rate distortion cost estimation method and device
JP2008503919A (en) Method and apparatus for optimizing video coding
JP4130617B2 (en) Moving picture coding method and moving picture coding apparatus
KR100845644B1 (en) Fast motion mode decision method
Chen et al. CNN-based fast HEVC quantization parameter mode decision
CN109587487B (en) Method and system for evaluating structural distortion degree of RDO strategy
Kuo et al. Fast macroblock partition prediction for H. 264/AVC
CN117294861B (en) Coding block dividing method based on inter-frame prediction and coder
Amara et al. Trailing artifact avoidance for low bit-rate block-based video coders
Lu et al. Fast block size selection for H. 264 video-downsizing transcoding

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131007

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140630

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150629

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee