JP2000504531A - 領域情報で符号化する方法 - Google Patents

領域情報で符号化する方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は画像ブロックに画像のストーリーボードを作成し(4)、係数を供給するため上記ブロックを離散コサイン変換し、量子化刻み幅に基づいて各係数を量子化する(10)ことにより、ビデオ画像のディジタルデータを圧縮する方法に関する。本発明は、画像の区分を生成し(2)、得られた領域にラベルを付け(2)、ブロックの各係数の量子化刻み幅を定義するため利用され、値が上記ラベルに従って計算されるブロック調整刻み幅を各ブロックに関連付けることを特徴とする。本発明は、ビデオ画像の符号化のため利用される。

Description

【発明の詳細な説明】 領域情報で符号化する方法 本発明は、ディジタルビデオデータを圧縮し、符号化されたビデオ画像に関係 する領域情報を伝送する点でディジタルビデオデータを符号化する方法に関する 。本発明は、また、上記方法を実施する装置に関する。 ビデオデータを圧縮する技術は、例えば、MPEG2標準に記載されているよ うに公知である。しかし、それらの技術は、画像の区分に関係したデータ、例え ば、領域情報を利用しない。付加情報が伝送されるべき場合には、一定の画像品 質のための伝送コストを上昇させるか、若しくは、符号化の標準との互換性が無 くす必要がある。 本発明の目的は、上記の欠点を解決することである。 このため、本発明の要旨は、画像を画像ブロックに分割し、係数を渡すため上 記ブロックを離散コサイン変換し、量子化間隔を用いて各係数を量子化する、ビ デオ画像からのディジタルデータを圧縮する方法において、画像を区分けし、得 られた領域にラベルを付ける段階を更に有し、ブロックの各係数に対する量子化 間隔を定義する際に基準とされ、値が上記ラベルの関数として計算されるブロッ ク制御間隔を各ブロックに関連付けることを特徴とする方法である。 また、本発明の要旨は、画像を画像ブロックに分割する回路と、画像ブロック を係数のブロックに変換する離散コサイン変換回路と、上記変換されたブロック に属する係数を制御間隔に基づいて量子化する量子化回路と、出力されるデータ に対する設定値ビットレートの関数として画像制御間隔を計算する制御回路とを 含み、ビデオ画像からのディジタルデータを圧縮する上記方法を実施する装置に おいて、領域を定義し、各ブロック毎にブロックが属する領域に関係 したラベルを上記量子化回路に渡すため上記ディジタルデータを受ける区分回路 を更に有し、上記量子化回路は、各画像ブロック毎にブロック制御間隔を送出す べく、上記制御間隔を使用する前に上記ラベルの関数として上記制御間隔を修正 することを特徴とする装置である。 また、本発明の要旨は、画像ブロックに属する係数を逆量子化する回路と、上 記画像ブロックを逆離散コサイン変換する逆離散コサイン変換回路とを含み、上 記の方法に従って圧縮されたデータを受け、画像の種々の領域に属する画像ブロ ックと各ブロックに割り当てられた制御間隔とに関係するビデオデータを伸張す る装置において、上記ブロックが属する領域を該ブロックに関して受けられた制 御間隔に基づいて決定する手段を更に有することを特徴とする装置である。 このように、領域情報は、制御間隔と関係した情報によって“搬送”される。 本発明によれば、領域情報は、所定の伝送ビットレートに対し画像の品質を劣 化させることなく伝送することが可能である。符号化処理は、MPEG標準が採 用されているときには、MPEG標準と互換性を保つ。 本発明の他の特徴及び利点は、限定されることのない例として挙げられた、本 発明による装置を表す添付された図1と共に提示された以下の説明から明らかに なる。 以下、図1に示された装置の説明を行う。 ビデオ画像からのディジタルデータは装置の入力に伝送される。入力は、画像 の時間的順序を変更する画像メモリ回路1の入力と、領域への区分回路2の入力 に同時に連結される。画像メモリ回路の出力は、前解析回路3の入力と、画像ブ ロックへの分割回路4の入力と、動き評価回路5の入力とに連結される。分割回 路の出力は、減算器6の第1の入力と、選択回路7の第1の入力とに連結される 。 減算器の第2の入力は画像予測回路8から得られる。 減算器6の出力は選択回路7の第2の入力に連結される。この回路の出力は離 散コサイン変換又はDCT変換回路9に連結される。得られた係数は量子化回路 10の第1の入力に送られ、量子化回路の出力は、可変長符号化又はVLC回路 11を介して本装置の出力に連結される。前解析回路3の出力は量子化回路10 の第2の入力に連結される。区分回路2の出力は量子化回路10の第3の入力に 連結される。 量子化回路の出力は、直列接続された逆量子化回路12と逆離散コサイン変換 計算回路13とメモリ14とを順番に経由して動き評価器5の第2の入力にも連 結される。このメモリの出力は予測回路8の第1の入力にも接続される。動き評 価器5の出力は予測回路8の第2の入力に接続される。 最後に、VLC符号化回路11の出力は、制御回路15を介して量子化回路1 0の第4の入力に連結される。 本装置の入力は、例えば、4:2:0フォーマットのディジタルビデオデータ を受ける。このデータはメモリ1内に画像のグループの形で格納され、このメモ リは上記画像をある種の順序にランク付けする。各画像は、現在の画像の各ブロ ックを順番に上記選択回路7の入力に送る分割回路4によって画像ブロックに分 割される。 画像予測回路8の役割は、メモリ14から得られる再現された先行の画像と、 動き評価器5によって伝達された動きベクトルとから予測画像を計算することで ある。現在のブロックと関係した予測ブロックは減算器の入力に伝達され、減算 器からの出力としてブロックエラー又は残留分を送出するため、もう一方の入力 に与えられた現在のブロックから減算される。選択回路7は、エラーブロック又 は現在のブロックから、最小エネルギーを有するブロックを選択する。現在のブ ロックの選択は、ブロックのイントラ(フレーム内)符号化を意味し、エラーブ ロックの選択は、インタ(フレーム間) 符号化を意味する。勿論、インタ符号化には、ここで詳細には説明されないが、 例えば、MPEG2標準に定義されているような数タイプのインタ符号化がある 。従って、符号化の選択には、インタ符号化のタイプが含まれる。選択されたブ ロックは、量子化回路10に伝送される前に、離散コサイン変換計算回路9を用 いて離散コサイン変換を受ける。係数は、次に、加重マトリックスに基づいて重 み付けられたブロック量子化間隔である実際の量子化間隔を用いて量子化され、 ジグザグ形の走査を受け、装置からの出力として利用できるようになる前に可変 長符号化を行うVLC回路11に送られる。 量子化回路10によって行われる量子化は、装置の出力での設定値ビットレー トに依存する。制御回路15を含む制御ループは、出力ビットレートを制御する ことが可能である。このビットレートは、制御回路に伝達されるべくVLC符号 器の出力でタップされ、この制御回路は、測定されたビットレート及び設定値ビ ットレートに基づいて、量子化間隔を計算する基礎になる制御間隔(後で詳述す る)を計算する。 前解析回路3は画像の前解析を行い、換言すると、先行の符号化に基づいて決 定された量子化間隔に対し符号化されるべき画像のビットレートを計算する。こ こから、制御ループを用いて補正することができる画像量子化間隔が導出される 。 量子化回路10からの出力として利用可能である現在のブロックの量子化され た係数は、上記係数を再現する逆量子化回路に伝達され、次に、現在の画像のブ ロックを再現する逆離散コサイン変換回路に伝達される。ブロックは、再現又は 再構成された画像を出力に送出するメモリ14に格納される。動き評価器5は、 現在のブロックに割り当てられ、画像予測回路8に伝達された動きベクトルを導 き出すため、一方の入力で受けられた現在のブロックを他方の入力で受けられた 再現画像と比較する。画像予測回路8は、処理されて いる現在のブロックに対し動きベクトル分ずつシフトした再現された画像ブロッ クである予測ブロックを減算器6に伝達する。 本装置に入力されたディジタルビデオデータは、区分回路2にも伝達される。 区分回路の役割は、ある種の規準、例えば、均一性若しくは動きの規準に合致す るゾーン又は領域を画像中に定義することである。基本的な区分は、例えば、画 像の背景に関する対象の識別であり、均一な背景に対し目立つものを識別するこ とである。 ブロックが属する領域の関数として領域番号又はラベルを画像の各ブロックに 割り当てる係数のマトリックスは、次に、量子化回路に伝達される。 区分回路は、均一なゾーン(同質の動き)及びそれらの境界(勾配)に基づい て領域を定義することができる動き評価と動きベクトル場と輝度勾配とに基づい てこの区分を実行し得る。本例の場合、回路によって計算された動きベクトルが 成形(例えば、画素/ブロックタイプの変換)された後に、動き評価が画素レベ ルで行われるときに、上記動きベクトルが画像予測回路に伝達され得るならば、 動き評価器5は必要ではない。 区分回路は、情報を出力に同期的に送出するため、画像メモリ回路1によって 行われるのと類似した方法で画像の記憶及び再配列を行う。 実際的には、MPEG標準によれば、符号化装置は、量子化間隔ではなく、標 準中でQuant_Scale_Codeとして公知の制御間隔を伝達する。 より厳密に言うと、符号化装置は、この間隔を数個のマクロブロックにより構 成された個々のマクロブロックと共に伝達し、MPEG標準における前述の全て の動作が画像ブロックではなく、マクロブロックに関して行われる。以下の論理 は、マクロブロック、或いは、画像ブロックについて同等に当てはまる。 量子化回路によって計算された制御間隔の値及び動き評価器に よって送出された動きベクトルの値は、必要に応じて(同様にこの多重化を行う 動き評価器と符号化装置との間の連結は図1に示されていない)、特に、回路1 1による可変長符号化後に、イントラ係数又は残留分の各マクロブロックと共に 伝達される。イントラモードの場合、この動き評価は必要ではない。 一例において、係数のブロック内で第i行第j列に対応した添え字i,jを有 する係数に実際に適用される量子化間隔を表す量子化間隔qr(i,j)は、以 下の式: によってブロックに対する制御間隔qと関係付けられる。 v(i,j)は加重マトリックスの加重係数であり、この加重は係数が量子化 される前に係数に適用される。 f(q)は、制御間隔qをブロックに適用されたブロック量子化間隔f(q) と関連付ける線形又は非線形則である。 一般的に言うと、ブロック制御間隔とも称される制御間隔は、各ブロック又は マクロブロック毎に圧縮器によって伝達されたパラメータとして定義され、その 値はブロック又はマクロブロックの係数に適用された実際の量子化間隔の関数で ある。 区分回路によって伝達されたラベルのマトリックスは、制御回路に基づいて従 来の方法で計算された制御間隔に対し、その制御間隔を修正するように直接的に 作用する。これは、実際に係数を量子化するため使用される対応した修正量子化 間隔であり、修正された制御間隔(ブロック制御間隔)は、圧縮されたデータと 共に復号器に伝達されるので、領域情報を“輸送”する。 上記の修正を行うため、各領域には、領域毎に異なる値である増加又は減少値 が割り付けられ、この値は、次に、制御回路による計算に従って制御間隔の値に 適用される。上記の値は、制御を妨害しないように、制御間隔値と同じ、或いは 、制御間隔値に近い平均値 を維持するため、制御回路によって計算された制御間隔値の周りに分布される。 例えば、制御間隔の計算された値が20であり、伝達されるべき領域の個数が 5である場合、マクロブロックが属する領域に依存して18乃至22の間の(整 数値である)ブロック制御間隔でマクロブロックの係数を量子化するよう選択す ることができる。 この修正による量子化間隔への影響は小さく、小さい量子化間隔で符号化され た低周波の係数に関する影響は高周波の係数に関する影響よりも大きくない。 装置の出力のビットレートが時間的に変化し得るVBR(可変ビットレート) タイプの動作の下では、量子化間隔の修正、即ち、ビットレートの修正は障害を 生じさせない。 固定平均ビットレートが求められるCBR(固定ビットレート)タイプの動作 の下では、制御処理は、一般的に、先行のスライスに対し測定されたビットレー ト及び設定値ビットレートの関数として、この設定値ビットレートに接近するよ うな方法で、画像の最後のストライプ、又は、MPEG標準で採用された用語法 による“スライス”に対する量子化間隔を利用する。そのとき、領域情報は失わ れるので、この制御処理は画像の内部で禁止される。次に、制御はスライスレベ ルではなく画像レベルで行われる。簡単に言うと、設定値ビットレートに達する 速度、即ち、応答時間は遅くなり、瞬時的なビットレートは一定ではない。 機能不全による損失が生じないことを保証するため予備モードを定義すること が可能である。例えば、従来のストリップベースド制御への復帰は、バッファを 空にさせるか、若しくは、オーバーフローさせる危険にさらす。ブロック制御間 隔がストライプ毎に固定され、一方、各ブロック毎に領域の関数として変えられ ることは、復号器に動作の変更を知らせるが、この変更はMPEG標準を利用す る通常の復号器に影響を与えない。例えば、画像若しくは先行の 画像との相関から領域情報を再現することは可能であり、或いは、このようなア ラーム状態を利用できないとする方が簡単である。 以下に本発明による装置の改良について説明する。 図1を再度参照するに変更部分が点線で示され、前解析回路3の第2の出力は 空間的チューニング係数を計算する回路16に接続される。この回路の出力は、 量子化回路10の第5の入力に連結される。 この回路の目的は、各マクロブロック毎に、画像の空間的特性を反映する係数 を計算すること、即ち、エラーが他のマクロブロックよりも目立つマクロブロッ クを検出することである。 例えば、高度にテクスチャー状の画像のゾーンに属するマクロブロックの場合 に、係数の値は1に接近し、この値は属しているゾーンの一様性が増すと共に減 少する。上記の係数は、画像の前解析中に実行されたエネルギー又はマクロブロ ックを符号化するコストの計算から推定される。一様なゾーンに属するマクロブ ロックは、テクスチャー状のゾーンに属するマクロブロックよりも小さいエネル ギーを出すので、より小さい係数が一様なゾーンに属するマクロブロックに割り 付けられる。 採用された別の規準は、移動又は動きベクトルに含まれる時間的情報を使用す る。大半のシーンよりも遅く移動するゾーンに対する係数は、画像の残りの部分 よりも小さい。かくして、これらのゾーンが優先される。 上記の規準は手動で定義してもよく、ユーザは自分が好ましいと思う画像の特 定のゾーンを定義する。これは、オペレータによって行われる主観的な品質制御 の場合である。 係数を各マクロブロックに割り当て、補正マスクと称される空間的係数のマト リックスは、かくして、空間的係数を計算する上記の回路によって計算され、量 子化回路10に伝達される。 区分回路2によって送出された領域番号のマトリックスに基づい て、量子化回路は、領域毎に全く同一の係数を得るため、空間的係数を領域に関 して平均化する。 この変形例では、量子化回路は、増加及び減少演算を行うのではなく、上記の 平均化された係数を用いて従来の方法で獲得された量子化間隔を乗算する演算を 実行し、次に、新しい整数制御値を決定するため計算された制御間隔の値を丸め る。空間的係数の平均化(統一値が獲得される)又は丸めによって、異なる領域 に対し二つの同一の制御間隔が得られる場合、同一性を除去するため最も近傍の 整数値が選択される。 このように、制御間隔(又は量子化間隔)は、領域のラベルに基づいてランダ ムに修正されるのではなく、画像の空間的特性及び時間的特性を考慮することに より修正されるので、同一ビットレートに対する画像の品質が改善される。 例えば、空間的重み付けの場合、小さい空間係数に対応する均一なゾーンは小 さい量子化間隔で符号化され、大きい係数に対応するテクスチャー状のゾーンは 大きい量子化間隔で符号化される。あるブロックから別のブロックまでの間で量 子化間隔(即ち、間隔自体)の変動が大きくなると共に、ブロックの影響は大き くなり、視聴者には、一様なゾーン内よりもテクスチャー状のゾーン内のブロッ クの影響が目立たなくなる。 各領域に関して空間的係数αを平均化するのではなく、一つの領域について一 つの値α、例えば、同一の領域に属するマクロブロックの中からの最小値又は最 大値を選択することが等価的に可能である。二つの異なる領域は異なる制御間隔 の値を用いて符号化されたか否かが検査され、符号化されていない場合、一致し ていることが分かった値は、例えば、1ずつ増加又は減少させられる。 復号器側で、領域は画像に関して取り込まれた種々の制御間隔の値によって決 定される。 領域の時間的な追跡は、幾つかの付加的な条件によって、(不可 欠ではないが)画像シーケンスレベルで実現可能である。 例えば、領域nに割り当てられた現在のマクロブロックと、現在のマクロブロ ックを、領域mに割り当てられ、先に再現された画像のマクロブロックと合わせ る動きベクトルとに基づいて、先行の画像のラベルmをもつ領域が現在の画像の ラベルnをもつ領域と一致することを推定することが可能になる。 復号器側の領域の決定は、符号器により伝達された制御間隔を画像全体で平均 化することにより行ってもよい。符号器レベルの制御回路によって計算された制 御間隔は、特に、例えば、イントラ符号化からインタ符号化に符号化タイプが変 化するとき、ある画像の別の画像との間で変化する。画像全体で制御間隔を平均 化した後、獲得された値は、この平均間隔に基づいて作動する符号器側の制御回 路によって計算された制御間隔と一致する。受け取られた制御間隔と、復号器側 で計算された平均制御間隔との間の不一致は、符号器がこの間隔を1ずつ増加又 は減少させることにより動作する場合に、符号器側で同一の領域ラベルがある画 像から別の画像までの間で維持されることが保証されるならば、時間的な追跡を 可能にさせる。 空間的係数を含む場合、αの値は平均間隔による単純な除算により決定される 。領域情報を与えるαの値は、一定の領域に対する時間に亘って一定に保たれる べきである。 領域情報はマクロブロックの精度に制限される。しかし、復号器、又は、特定 用途復号器がより高精度の情報を要求するとき、例えば、勾配法を用いて境界を 正確に計算することにより、この分解能を改良することが可能である。 上記の例において、MPEG標準の下で復号器に伝達されるのは制御間隔であ るため、この制御間隔が領域情報を輸送する。勿論、この情報は、伝送された情 報に対して加えられた修正が復号化された画像の品質に殆ど影響を与えないとい う条件に当然基づいてこのタイプの情報が伝送されるとき、量子化間隔、量子化 間隔の所定の 関数である任意の値、又は、マクロブロックの符号化と連結され、マクロブロッ クと一括して復号器に伝送された他の任意の情報(例えば、動きベクトル等)で 伝達される構成を等価的に実現することができる。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 画像の画像ブロックへの分割(4)と、係数を渡すべく上記ブロックの離 散コサイン変換(9)と、量子化間隔を用いた各係数の量子化(10)とを行い 、ビデオ画像からのディジタルデータを圧縮する方法において、 画像の区分け(2)及び得られた領域のラベル付け(2)を更に行い、 ブロックの各係数に対する量子化間隔を定義する際に用いられ、値が上記ラベ ルの関数として計算されるブロック制御間隔を各ブロックに関連付けることを特 徴とする方法。 2. 上記関数は、設定値ビットレートの関数として画像に対し計算された制御 間隔値の1以上の増加又は減少であり、 二つの別個のブロック制御間隔は二つの別個の領域に対応することを特徴とす る請求項1記載の方法。 3. 上記増加又は減少は、設定値ビットレートに一致する平均ビットレートを 維持するような方法で設定値ビットレートの関数として計算された上記制御間隔 値の周辺に均一に分布することを特徴とする請求項2記載の方法。 4. 各ブロックに対し複雑さの係数(3)を計算し、 上記ブロック制御間隔の計算は上記係数の関数として行われることを特徴とす る請求項1乃至3のうちいずれか1項記載の方法。 5. 上記複雑さの係数は、エネルギーの関数として計算されたブロックの空間 的な不均一性を表す空間的な複雑さの係数であることを特徴とする請求項4記載 の方法。 6. 上記複雑さの係数は、ある画像と別の画像との間のブロックの移動量の関 数として計算された時間的な複雑さの係数であることを特徴とする請求項4記載 の方法。 7. 上記複雑さの係数は、優先されるべきゾーンを手動で選択す ることにより計算されることを特徴とする請求項4記載の方法。 8. 画像を画像ブロックに分割する回路(4)と、画像ブロックの係数のブロ ックへの変換を行う離散コサイン変換回路(9)と、上記変換されたブロックに 属する係数を制御間隔に基づいて量子化する量子化回路(19)と、装置によっ て出力されるデータに対する設定値ビットレートの関数として画像制御間隔を計 算する制御回路(15)とを含む、ビデオ画像からのディジタルデータを圧縮す る装置において、 領域を定義し、各ブロック毎にブロックが属する領域に関係したラベルを上記 量子化回路(10)に渡すため上記ディジタルデータを受け取る区分回路(2) を更に有し、 上記量子化回路(10)は、各画像ブロック毎にブロック制御間隔を送出すべ く、上記制御間隔を使用する前に上記ラベルの関数として上記制御間隔を修正す ることを特徴とする請求項1記載の方法を実施する装置。 9. 上記量子化回路(10)は、上記量子化間隔の値を増加又は減少させ、 二つの別個のブロック制御間隔は二つの別個の領域に対応することを特徴とす る請求項8記載の方法。 10. 上記ディジタルデータは、ブロックの空間的な不均一性の関数として空 間的な係数を計算し、画像の各ブロックに割り当てる前解析回路(3)に伝送さ れ、 上記制御間隔は上記空間的な係数の関数として修正されることを特徴とする請 求項8又は9記載の装置。 11. 上記ディジタルデータは、先行の画像の対応した動きに対するブロック の相対移動の大きさの関数として、空間的な係数を計算し、画像の各ブロックに 割り当てる前解析回路(3)に伝送され、 上記制御間隔は上記空間的な係数の関数として修正されることを特徴とする請 求項8又は9記載の装置。 12. 上記ディジタルデータは、ユーザによって与えられたデータの関数とし て空間的な係数を計算し、画像の各ブロックに割り当てる前解析回路(3)に伝 送され、 上記制御間隔は上記空間的な係数の関数として修正されることを特徴とする請 求項8又は9記載の装置。 13. 画像ブロックに属する係数を逆量子化する回路と、上記逆量子化された 画像ブロックの逆変換を行う逆離散コサイン変換回路とを含み、請求項1に記載 の方法に従って圧縮されたデータを受け取り、画像の種々の領域に属する画像ブ ロックと各ブロックに割り当てられた制御間隔とに関係するビデオデータを伸張 する装置において、 上記ブロックが属する領域を該ブロックに関して受け取られた制御間隔に基づ いて決定する手段を更に有することを特徴とする装置。 14. 上記手段は、完全な画像に亘って各ブロックに関して受け取られた上記 制御間隔の平均化と、この平均制御間隔に関する計算とを行うことを特徴とする 請求項13記載の装置。 15. 受け取られたデータは上記ブロックと関連した動きベクトルに関係し、 ある画像から別の画像までの間の領域追跡が上記動きベクトルに基づいて行わ れることを特徴とする請求項13記載の装置。 16. 上記領域を定義するラベルは、全く同一の領域に対し時間的に同一性を 保たれ、 上記ラベルは、伝達された上記ブロック制御間隔と、上記ブロックが属する画 像に対する平均制御間隔との不一致により定義されることを特徴とする請求項1 3記載の装置。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000064183A1 (en) * 1999-04-16 2000-10-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Video encoder and decoder
US6978042B1 (en) 1999-04-23 2005-12-20 The Regents Of The University Of California Color image segmentation method
US7324167B2 (en) * 2004-03-02 2008-01-29 Magenta Research High-quality twisted-pair transmission line system for high-resolution video
TWI257243B (en) 2005-01-21 2006-06-21 Via Tech Inc Method of compressing image and device thereof
CN100367759C (zh) * 2005-02-21 2008-02-06 威盛电子股份有限公司 图像压缩方法及其装置
US8325796B2 (en) * 2008-09-11 2012-12-04 Google Inc. System and method for video coding using adaptive segmentation
US8923390B2 (en) 2009-06-19 2014-12-30 The Hong Kong University Of Science And Technology Scalar quantization using bit-stealing for video processing
US9154799B2 (en) 2011-04-07 2015-10-06 Google Inc. Encoding and decoding motion via image segmentation
US9262670B2 (en) 2012-02-10 2016-02-16 Google Inc. Adaptive region of interest
CN104052999B (zh) * 2013-03-14 2017-09-05 广达电脑股份有限公司 平行编码系统中执行速率控制的方法及平行编码系统
US9392272B1 (en) 2014-06-02 2016-07-12 Google Inc. Video coding using adaptive source variance based partitioning
US9578324B1 (en) 2014-06-27 2017-02-21 Google Inc. Video coding using statistical-based spatially differentiated partitioning
CN110622079B (zh) * 2017-03-06 2022-09-02 霍尼韦尔有限公司 用于设计具有用于多阵列交叉方向(cd)幅材制造或处理系统或其他系统的空间稳健性的基于模型的控制的方法和装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2654285B1 (fr) * 1989-11-08 1992-01-31 France Etat Systeme de compression d'images numeriques appartenant a une sequence d'images, a quantification adaptative en fonction d'une information psychovisuelle.
KR0176448B1 (ko) * 1991-07-19 1999-05-01 강진구 이미지 코딩 방법 및 장치
US5214507A (en) * 1991-11-08 1993-05-25 At&T Bell Laboratories Video signal quantization for an mpeg like coding environment
KR100213014B1 (ko) * 1994-03-15 1999-08-02 윤종용 동화상신호의 고능률 부호화를 위한 레이트 콘트롤 장치
US5852669A (en) * 1994-04-06 1998-12-22 Lucent Technologies Inc. Automatic face and facial feature location detection for low bit rate model-assisted H.261 compatible coding of video
FR2721787B1 (fr) * 1994-06-22 1996-07-26 Thomson Consumer Electronics Procédé de quantification des coefficients.
EP0735772A3 (en) * 1995-03-27 1998-04-01 Hewlett-Packard Company Method for selecting JPEG quantization tables for low bandwidth applications
US5729294A (en) * 1995-04-05 1998-03-17 International Business Machines Corporation Motion video compression system with novel adaptive quantization
US5872598A (en) * 1995-12-26 1999-02-16 C-Cube Microsystems Scene change detection using quantization scale factor rate control
US5745178A (en) * 1996-01-22 1998-04-28 Lucent Technologies Inc. Global rate control for model-assisted coding of low bit rate video
KR100530681B1 (ko) * 1996-07-11 2006-03-22 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 부호화된비디오화상의송신및수신방법
US5982937A (en) * 1996-12-24 1999-11-09 Electronics For Imaging, Inc. Apparatus and method for hybrid compression of raster data
US6023296A (en) * 1997-07-10 2000-02-08 Sarnoff Corporation Apparatus and method for object based rate control in a coding system
US5986712A (en) * 1998-01-08 1999-11-16 Thomson Consumer Electronics, Inc. Hybrid global/local bit rate control

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