Hierarchical adaptive rood pattern search for motion estimation at video sequence analysis

Van Truong Nguyen, A.A. Tropchenko
2016 Naučno-tehničeskij Vestnik Informacionnyh Tehnologij, Mehaniki i Optiki  
Язык статьирусский Ссылка для цитирования: Нгуен Ван Чыонг, Тропченко А.А. Иерархический адаптивный алгоритм шаблонного поиска для оценки движения при анализе видеопоследовательности // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. Аннотация Предмет исследования. Рассматриваются алгоритмы оценки движения для анализа видеопоследовательностей в стандартах сжатия MPEG-4 Visual и Н.264. На основе анализа достоинств и недостатков существующих алгоритмов был предложен
more » ... был предложен собственный алгоритм. Метод. Алгоритм, названный нами иерархическим адаптивным алгоритмом шаблонного поиска (иерархический ARPS, Hierarchical ARPS), включает в себя классический адаптивный алгоритм шаблонного поиска ARPS и иерархический поиск MP (Hierarchical search or Mean pyramid). Алгоритмы оценки движения реализованы с помощью пакета MATLAB и протестированы на нескольких видеопоследовательностях. Основные результаты. В качестве критериев оценки алгоритмов использованы скорость работы, соотношение сигнал/шум, среднеквадратичная ошибка и среднее абсолютное отклонение. Предложенный метод показал гораздо большее быстродействие при сравнимой ошибке и отклонению. Соотношение сигнал/шум оказалось на разных видеопоследовательностях как больше, так и ниже показателей известных алгоритмов, что требует дальнейших исследований. Практическая значимость. При использовании взамен стандартного алгоритма в кодеках MPEG-4 и H.264 предложенный алгоритм позволяет значительно снизить время сжатия и может быть рекомендован для применения в телекоммуникационных системах для задач хранения, передачи и обработки мультимедиа данных. Ключевые слова компенсация движения, алгоритмы сопоставления блоков, иерархический адаптивный алгоритм шаблонного поиска, сопоставление блоков, оценка подобия Article in Russian For citation: Nguyen Van Truong, Tropchenko A.A. Hierarchical adaptive rood pattern search for motion estimation at video sequence analysis. Abstract Subject of Research. The paper deals with the motion estimation algorithms for the analysis of video sequences in compression standards MPEG-4 Visual and H.264. A new algorithm has been offered based on the analysis of the advantages and disadvantages of existing algorithms. Method. The algorithm is called hierarchical adaptive rood pattern search (Hierarchical ARPS, HARPS). This new algorithm includes the classic adaptive rood pattern search ARPS and hierarchical search MP (Hierarchical search or Mean pyramid). All motion estimation algorithms have been implemented using MATLAB package and tested with several video sequences. Main Results. The criteria for evaluating the algorithms were: speed, peak signal to noise ratio, mean square error and mean absolute deviation. The proposed method showed a much better performance at a comparable error and deviation. The peak signal to noise ratio in different video sequences shows better and worse results than characteristics of known algorithms so it requires further investigation. Practical Relevance. Application of this algorithm in MPEG-4 and H.264 codecs instead of the standard can significantly reduce compression time. This feature enables to recommend it in telecommunication systems for multimedia data storing, transmission and processing. Нгуен Ван Чыонг, А.А. Тропченко Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2016, том 16, № 3 475
doi:10.17586/2226-1494-2016-16-3-474-481 fatcat:jtlmmq5665fqphd6azttwkiewq