오늘날 통신 기술이 나날이 발전하고 있지만 디지털 영상신호가 방대한 데이터를 가지고 있기 때문에 데이터의 저장, 처리 및 전송을 위해서는 보다 많은 데이터 압축이 필요하게 되었다. 이에 따라 ITU-T에서는 디지털 영상신호의 압축 표준을 위해서 H.26x 등을 제정하였다. 일반적으로 영상처리에서는 픽쳐간 상관 관계를 이용하여, 픽쳐간의 움직임 예측을 통한 시간적 중복성을 제거하여 데이터를 크게 압축하는 것이 많이 사용되고 있다. 대부분의 비디오 코팅 시스템에서 움직임 예측/보상(Motion Estimation/Compensation)방법으로 블록 정합 알고리즘을 사용하는데 이는 특정한 비용 함수의 최소 값을 기반으로 사용되고 있다. 그러나 이 방법은 많은 수의 계산을 필요로 하여 탐색 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 따라서 H.26x에서와 같은 실시간 저비트율 부호화를 위해서는 전역 탐색법 보다는 효율적인 고속 탐색 알고리즘이 효과적이다. 본 논문에서는 움직임 예측에 소요되는 탐색 시간을 줄이기 위해서 고속 탐색 알고리즘 중에서 Nearest-Neighbors 탐색 알고리즘을 이용하여 움직임 예측기를 FPGA로 설계하였으며, VHDL로 코딩(Coding)하고, Xilinx Foundation을 이용하여 설계 및 검증하였다.
Sine digital signal processing for motion pictures requires huge amount of data computation to store, manipulate and transmit, more effective data compression is necessary. Therefore, the ITU-T recommended H.26x as data compression standards for digital motion pictures. The data compression method that eliminates time redundancies by motion estimation using relationship between picture frames has been widely used. Most video conding systems employ block matching algorithm for the motion estimation and compensation, and the algorithm is based on the minimun value of cast functions. Therefore, fast search algorithm rather than full search algorithm is more effective in real time low data rates encodings such as H.26x. In this paper, motion estimation employing the Nearest-Neighbors algorithm is designed to reduce search time using FPGA, coded in VHDL, and simulated and verified using Xilink Foundation.
