본 논문에서는 새로운 고속 다중 참조 프레임 움직임 추정 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 참조 프레임간의 거리와 움직임 벡터 간의 선형 관계를 이용하여 검색영역을 줄인다. 새로운 알고리즘은 0번 참조 프레임과 1번 참조 프레임에서는 전영역 움직임 추정을 사용한 후, 2번 참조 프레임, 3번 참조 프레임, 4번 참조 프레임에서는 0번 참조 프레임과 1번 참조프레임에서의 움직임 추정의 결과를 사용하여 검색 영역을 최소화 한다. 제안된 알고리즘은 문턱값을 사용하지 않기 때문에 하드웨어 구현과 프로세싱 스케줄을 지정하는 것이 용이하고 많은 연산량을 줄일 수 었다. 이러한 몇 가지 특징으로 인하여 제안된 알고리즘은 다중 참조 프레임 움직임 추정기의 하드웨어 구현에 용이하다. 시뮬레이션 결과는 제안된 알고리즘의 PSNR 감소와 bitrate의 증가가 기존의 고속 다중 창조 프레임 움직임 추정 알고리즘에 비해서 좋은 성능을 나타내고 있고, 연산량은 기존의 5장의 참조 프레임을 사용하는 전영역 검색 방법에 비해서 52.5%의 감소를 나타낸다.
This paper proposed a new fast multi-reference frame motion estimation algorithm. The proposed algorithm reduces search areas of motion estimation using a linear relation of motion vector with distance of each reference frame. New algorithm executes full search area motion estimation in reference frame 0 and reference frame 1. After that, search areas in reference frame 2, reference frame 3 and reference frame 4 are minimized by distance of each reference frame and results of motion estimation in reference frame 0 and reference frame 1. The proposed algorithm does not use a threshold value which is obstacle of hardware implementation and processing time schedule. Also, it reduced computation quantity of multi-reference motion estimation. Hardware implementation of multi-reference frame motion estimation is possible by these features. Simulation results show that PSNR drop and bitrate increase of proposed algorithm are lower than those of previous fast multi-reference frame motion estimation algorithm The number of computation of new algorithm is reduced 52.5% and quality of result is negligible when compared with full search area motion estimation which has 5 reference frames.
