ビットごとの排他的論理和を利用した画像の新しい類似度指標の提案とその動き検出プロセッサへの適用と評価(VLSI設計技術とCAD)
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概要
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動画圧縮などの画像処理に利用されるブロックマッチングを行うために,二つのブロック画像の類似度が計算される.その類似度を計測する指標の一つに,画素同士の絶対差を利用して計算されるSum of Absolute Difference (SAD)と呼ばれる指標がある.SADは他の指標と比較してハードウェアで実装する際の面積コストが比較的小さいため,特にハードウェアによる実現の際に利用されている.それでも,高速化のために多数のSADを同時に計算する場合等には,SADの計算のための面積コストを無視することはできない.そこで本論文では,SADよりもハードウェアでの実現が簡単なSum of Exclusive-OR (SXOR)と呼ぶ類似度指標を提案する.SXORは絶対差の代わりに,ハードウェアで実現が容易なビットごとの排他的論理和を用いる.もちろん,SXORの値はSADの値と異なる場合もあるが,(1)ブロックマッチングの際に特に重要となる二つの画像ブロックが類似している場合にはSADとの誤差が少ないことが多い,(2)SXORの値はSADの値よりも小さくなることは絶対にないため,本来マッチすべきではない全く類似していないブロックを誤ってマッチすると判断することは少ないと期待できる,という望ましい性質をもっている.また,本論文では,入力によってはSADとSXORの誤差が比較的大きくなる場合を例外的に処理する付加回路を提案し,その効果についても評価している.実際,動画圧縮の際のノイズを検証してみるとSADの場合とSXORの場合では,人間の目では区別できないレベルの違いしかなかった.更に,SXORを利用した動き検出プロセッサを実現したところ,SADを利用した従来手法と比較して面積コストは14%減少し,動作周波数は1.25倍に上昇するという結果を得られた.
- 2014-03-01
著者
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