MOTION ESTIMATION METHOD WITH SUBPIXEL RESOLUTION OF CODEC H264/AVC

• Main Author: JULIANO MELQUIADES VIANELLO
• Other Authors: MARCO ANTONIO GRIVET MATTOSO MAIA
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2007
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=10168@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=10168@2

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO === Foi desenvolvido pelos grupos MPEG (Moving Picture Expert Group) e VCEG (Video Coding Expert Group) um novo padrão de codificação de vídeo denominado AVC (Advanced Vídeo Coding). Este padrão fornece uma capacidade de compressão maior de vídeo se comparado com os padrões anteriores. A estimação de movimento é a fase da codificação de vídeo que demanda maior tempo de processamento. Estimação de movimento é computacionalmente custosa para H.264/AVC se o método Full Search [1] é usado. A fim de reduzir o tempo de codificação, o software de referência JM 9.8 adota um rápido método de estimação de movimento para pixel inteiro chamado UMHexagonS e um método para pixel fracionário chamado CBFPS. Um método proposto por Xiaoquan Yi, Jun Zhang, Nam Ling e Weijia Shang [2] chamado aqui, por simplicidade, de P021 apresenta, em comparação com o software de referência JM, uma melhor e simplificada forma de estimação de movimento para aumentar a velocidade do processo de codificação e manter a qualidade visual do vídeo. Visando diminuir ainda mais o tempo de processamento e o custo computacional apresentada pelos métodos citados anteriormente, o que é necessário principalmente para aplicações de codificação de vídeo móveis, como celulares e palm tops e aplicações de tempo real, como videoconferência, este trabalho propõe um método de estimação de movimento que consiste em evitar o processamento de blocos que não se beneficiam da pesquisa de metade de pixel. Após a execução dos testes, pode-se constatar que com uma qualidade de vídeo semelhante, o método proposto reduz o tempo de processamento em 76,17%, 75,95% e 11,74% em média quando comparado com os métodos Full Search, JM 98 e P021. Além disso, este método praticamente preserva a taxa de bits, apresentando um pequeno aumento de 8,72% , 8,06% e 8,02% em média quando comparado com os mesmos métodos. Isto representa, em nossa opinião, um pequeno preço a ser pago, considerando os benefícios em termos de tempo de processamento. === The MPEG (Moving Picture Experts Group) and the VCEG (Video Coding Experts Group) have developed a new video compression standard entitled AVC (Advanced Video Coding). This standard offers the capacity of video compression greater than the previous standards.The motion estimation which is a phase of the video compression is extremely computer-intensive and therefore demands most of the processing time. When Full Search [1] method is used for H.264/AVC, this process is extremely expensive. In order to reduce encoding time, the reference software JM (throughout this work, JM98 is the version used) has respectively adopted a fast motion estimation method for the integer pixel called UMHexagonS and a method for the sub- pixel called CBFPS. A method proposed by Xiaoquan Yi, Jun Zhang, Nam Ling e Weijia Shang [2] called here P021 (as referenced by the Joint Video Team) has shown, when compared to the reference software JM, a simple way of motion estimation that increases the speed of coding process while maintaining the video visual quality. In order to decrease the processing time and computational cost of these methods, which are: i) particularly needed in mobile video coding applications such as mobile phones and palmtops; ii) in real time applications such as videoconference, this work proposes a motion estimation method that eliminates the processing of blocks that does not produce benefits for the half-pixel search. The simulation results show that the proposed method reduces the processing time in 76,17%, 75,95% and 11,74% in average when respectively compared with Full Search, JM98 and P021 methods, without relevant impact in video quality. Besides, this method produces a bits rate increase of 8,72% , 8,06% e 8,02% in average when compared with the same methods. This is in our opinion, an inexpensive price to be paid when the time benefits are considered.