JP2012505600A - 特徴を基礎とするビデオ圧縮 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】候補特徴の1つ以上のインスタンスがビデオフレームにおいて検出される。以前に復号化されたビデオフレームが処理されて、候補特徴の潜在的な一致が識別される。以前に復号化されたビデオフレームの相当量の部分が候補特徴のインスタンスを含む場合、候補特徴のインスタンスはセットに集合させられる。候補特徴のセットは、特徴基礎モデルを生成するのに用いられる。特徴基礎モデルは、候補特徴のインスタンスの変形変化モデルおよび外観変化モデルを有する。特徴基礎モデルの圧縮効率は、従来のビデオ圧縮効率と比較される。
【選択図】図1
Description
従来のビデオ圧縮、例えばMPEG−4およびH.264は、現在のフレームを予測するために、動き補償された予測プロセス中に、使用する複数の参照フレームを指定する機能を有する。これらの規格は典型的には、参照フレームを、1つ以上の連続する過去のフレーム、および場合によっては、以前にデコードされたフレームの任意のセットに制限している。通常、参照フレームの数には制限があり、また、選択プロセスにおいて、デコードされたフレームのストリームをどの程度までさかのぼって取り込むかについて制限がある。
画像およびビデオの圧縮技法は一般に、データにおける冗長さを利用することによって、データにおける最も重要な情報が「少ない」数のパラメータに取り込まれることを試みる。「少ない」は、元の生データのサイズを基準として定義される。所定のデータセットについていずれのパラメータが重要であるかは、事前に分からない。このために、従来の画像/ビデオ圧縮技法では、比較的多数のパラメータを算出(または測定)した後に、最もコンパクトなエンコード化をもたらすパラメータを選択する。例えば、JPEGおよびJPEG 2000画像圧縮の規格は、画像の画素を変換係数に変換する線形変換(典型的には、離散コサイン変換(DCT)または離散ウェーブレット変換(DWT))に基づく。これにより、変換係数の数は、元の画素数に等しくなる。次に、変換空間において、重要な係数は様々な技法により選択できる。1つの例はスカラー量子化である。極端な場合は、これは、強度のしいき値処理(magnitude thresholding)と等価である。DCTおよびDWTは効率的に計算できるが、データ削減の前に完全な変換を計算する必要があるため、効率が低下する。この計算には、これら2つの変換(すなわちDCTおよびDWT)に対する入力データのサイズに等しい数の測定を必要とする。従来の画像/ビデオ圧縮技法のこの特性のために、高い計算効率が要求される場合、従来の技法は役に立たなくなる。
以後LRLSと称する、BasriおよびJacobs(「ランベルト反射および線形部分空間」("Lambertian Reflectances and Linear Subspaces,") IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2/03)は、ランベルト・オブジェクト(その表面が全方向に光を反射する)が、球面調和関数に基づいてLRLS「基底画像」の小さい(9次元の)線形部分空間によって精度良く近似できることを示している。LRLSの基底画像は、様々な照明条件およびテクスチャの下において、オブジェクトの様々なバージョンとして視覚化される。そのため、LRLSの基底画像はオブジェクトの構造(オブジェクトの表面法線を通した構造)と、オブジェクトの様々な反射点におけるそのオブジェクトのアルベド(albedo)と、照明モデル(ランベルトの余弦則に従い、球面調和関数を作成するために、方向に沿って積分される)とに依存する。モデルの仮定の下に、9次元の部分空間は、オブジェクト画像におけるエネルギ強度の99%以上を取り込む。外観(アピアランス)が低次元数である部分空間は、データにおける、従来の圧縮方式に利用可能な冗長さに比べてより大きい冗長さを示す。
通常の次元数低減技法は、ノルム保存基礎の線形変換の利用を含む。SDV(特異値分解)表現の低減は、より高い計算効率および表現効率のデータ表現を生成するために、SDVにおける特定の特異値/特異ベクトルの対を削除することを意味する。最も一般的には、SDVの因数分解は、特定のしきい値を下回るすべての特異値をゼロにし、対応する特異ベクトルを削除することによって、効果的に低減される。この強度のしきい値処理によって、L2−ノルムの観点からデータ行列Dの最良のr次元近似であるr特異値(r<N)を有する、低減されたSDVが得られる。低減されたSDVは、以下の式で与えられる。
MP(Matching pursuit:一致追跡)は、効果的な信号表現を導出する反復的アルゴリズムである。基底関数(必ずしも直交ではない)の辞書Dによって信号ベクトルsを表現する問題を考えると、MPはここで説明される反復的プロセスによる表現のための関数を選択する。表現における第1基底関数(d1として示される)が、信号ベクトルとの最大の相関関係を有する関数として選択される。次に、残差ベクトルr1が、信号自体から信号上のd1の射影を減算することにより(r1=s−(d1’*s)*d1)、計算される。次に、表現における次の関数(d2)が、残差r1との最大の相関関係を有する関数として選択される。別の残差r2を形成するために、r1上へのd2の射影がr1から減算される。次に、残差のノルムが一定のしきい値を下回るまで、同一のプロセスが繰り返される。
本発明の例示的な実施形態の説明を以下に示す。全ての特許、公開された出願およびここに引用された参考文献の教示は、参照により本明細書に引用したものとする。
好ましくは、本発明は、ソフトウェアまたはハードウェア環境において実現される。図3にはこのような環境の1つが示されており、本発明を実現できる、コンピュータネットワークまたは同様のディジタル処理環境を示している。
本発明は、ハイブリッド(特徴を基礎とする方法と共に従来の方法による)コーデック方法(図1)を提供する。そして、この方法は、ビデオ内の特徴を、検出すること(113)、分離すること(115)、モデル化すること(117)、符号化すること(111)および復号化すること(124)の手段を備える一方、従来のコーデック118が、非特徴と、特徴エンコーダ/デコーダによっては効果的に処理できない特徴とを符号化および復号化することを可能にする。図1は、対象のビデオ信号入力(一連の画像フレームから形成されたビデオデータ)110が本発明のハイブリッド・コーデック121によってエンコード(符号化)されることを示している。ハイブリッド・コーデックは、エンコード化決定ヒューリスティックス(heuristic:発見的手法)を含み、以下のようにビデオ信号を処理する。すなわち、ステップ113では、特徴の検出は、複雑性を示す、極めて接近した画素(近接近画素)のグループを識別することによって、主として達成される。複雑性は一般に、画素のエンコード化(符号化)が、従来のビデオ圧縮により効果的にエンコードされるレベルを超えることを示す、任意の基準として定義される。極めて接近した画素のこのグループ分けは、背景および他の特徴から検出された特徴(ステップ115において検出)のセグメント化を提供する。その後、グループ分けを分析して、複雑性が、本発明の特徴モデル(117)を用いて有利にモデル化されることが可能か否かを判別する。
図6は、1つ以上の参照フレーム内に置かれた1つ以上の過去のフレーム内に含まれる情報を利用することにより、現在のビデオフレーム内の要素を予測するプロセスを示す。一実施形態では、予測の方法1,640は、1つ以上の以前にデコードされたフレーム610から参照フレーム620に領域を複製する。方法2,650はさらに、特徴領域630‐1,630‐2,…630‐nからなる特徴のインスタンス660を、参照フレーム内に置く。直接参照フレームに特徴のインスタンスを挿入することは、本発明の簡単な形態を示しており、ここで、さらなる一実施形態では、セグメント化は単に矩形の領域であり、特徴のモデルは特徴インスタンスである。さらなる圧縮率の増加は、さらなるモデル化技法を、識別された特徴660に適用し、参照フレーム内で用いることによって実現できる。
図5は、1つ以上のビデオフレーム520‐1,520‐2,…520‐nで検出された、特徴510‐1,510‐2,…510‐nを示す。典型的には、このような特徴は、画素から導出される構造的な情報と、従来の圧縮が過度のリソースを利用して特徴をエンコードすることを示す複雑性の基準とに基づいて、いくつかの異なる基準を用いて検出される。特徴符号化と比較されて、各特徴はさらに、「領域」530‐1,530‐2,…530‐nとして図に示されている、対応する空間的範囲、外周によって、フレーム520‐1,520‐2,…520‐n内で空間的に識別される。
一実施形態では、現在のフレーム内の同一の対応する特徴のインスタンスを判別するための基礎として、新しく検出された特徴と以前に追跡された特徴の組み合わせを用いる。現在のフレーム内のこの特徴のインスタンスを識別することと、領域の以前に発生したインスタンスとともに現在のフレーム内のこのインスタンスを含むこととが、特徴の追跡を構成する。
領域予測モデルを構成するのに用いられる、モデル内の領域を判別するために、分析のいくつかの段階中に、予測しようとする領域を用いて領域相関関係モデル(RCM)をトラバースする(traverse)。
分類、位置合わせおよび変形分析の組み合わせは、2つ以上の領域を結合して、領域相関関係モデル(RCM)と称される、外観および変形の結合モデルを作成できる可能性を示す、情報のセットを提供する。
一実施形態では、サンプリング領域は、訓練するサンプリング領域のセットに共に集められる。各フレーム内のこれらの領域の空間位置は、絞り込まれる(厳選される)。
スペクトルプロファイリング法は統計学的な「平均追跡および適合(mean tracking and fitting)である。文献に記載されたこのような方法の他の例としては、CAMSHIFT、平均シフト、メドイド(medoid)シフト、ならびにそれらから導出される方法であって、画像およびビデオフレームに発生する空間確率分布の検出、追跡およびモデル化に適用される方法である。本発明のスペクトルプロファイリング法は、1つ以上のフレームにわたって、画像平面の領域のスペクトル(カラー)平面の強度要素、画素を分析して開始される。強度要素は、ヒストグラム・ビンニング(histgram binning)法による値の離散化で最初に処理される。次に、追跡メカニズムにおいて領域のヒストグラムを使用して、同様のヒストグラムを有する後続のフレーム内のより対応する領域を識別する。要素の領域のセット(位置、離散化基準およびヒストグラム)は、このセットがこれら要素の共通セットに収束するように、反復的に絞り込まれる。絞り込まれた要素セットはスペクトルプロファイルである。スペクトルプロファイル法は特徴検出法である。
本発明の一実施形態では、圧縮センシング(CS)は、特徴モデル化(本明細書の別の箇所で説明される)プロセスにおけるモデル作成(外観モデルおよび変形モデル)の方法として採用される。
代表的なサンプリングされるビデオ領域は、基本的な方法を用いて分析できる。このような方法の1つは、MPEG‐4と同様の従来のブロック基礎の圧縮である。
XuおよびRoy‐Chowdhury(「ビデオシーケンスにおける動き、明るさおよび構造の統合」"Integrating Motion, Illumination, and Structure in Video Sequences ...," IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, May 2007)は、LRLSフレームワークを動くオブジェクト(例えば、ビデオシーケンス内の)に拡張して、このようなオブジェクトが、9個の明るさ関数(illumination function)(元のLRLS基底画像)と、LRLS基底画像における運動の影響を反映する6個の動き関数(motion function)からなる15次元のバイリニヤの基礎によって良好に近似されることを示す。
本発明では、ここではパーセンテージしきい値化と称される、ありふれた大きさのばらつきのしきい値化処理方法を用いて、SVDが低減される。一実施形態では、所定のSVD因数分解における特異値の合計エネルギEは特異値の合計として計算される。本明細書では「低減セット」と称される、特異値のグループが、低減セット内の特異値の合計があるパーセンテージしきい値(E)を超えるまで、特異値を順次加える(最大から最小まで、大きさについての降順に)ことで作成される。この低減方法は、大きさのしきい値を前もって知る必要がないことを除いて、大きさのしきい値化(従来技術参照)と同等である。
本発明は、変換空間においてビデオ・フレーム・データに経験的な特徴分類を実行する。一実施形態では、参照フレームからのNt特徴のセットが分類器に対する入力として表される。特徴のそれぞれは、最適な線形変換を用いて、画素空間から変換空間に変換される(可能な変換には、離散ウェーブレット変換(DWT)およびカーブレット変換(CuT)が含まれる)。次に、各特徴に対する最大P係数に対応する索引は表形式にされ、すべての係数リストにわたって最も共通して発生する係数Pを用いて、各特徴に対する(P×1)分類ベクトル(CV)が作成される(全体の中のNt「参照」CVの合計)。次に、新しい特徴ベクトルvはそれぞれ、ベクトルを変換して、vに対するCV索引を抽出し、vに対するCVと参照CVのそれぞれの間の類似性の程度を計算することにより、分類される。試験特徴は、その参照CVが類似性の程度を最大化する特徴として分類される。
Claims (35)
- コンピュータによるビデオデータの処理方法であって、
前記コンピュータに実装される各工程であって、
一連のビデオフレームからなるビデオデータを受信する、受信工程と、
前記ビデオフレームの一部分を符号化する、符号化工程とを備え、
前記符号化工程は、
1つ以上の前記ビデオフレームにおける候補特徴の1つ以上のインスタンスを検出する、検出工程、
以前に復号化された1つ以上のビデオフレームにおけるインスタンスの位置情報を、前記検出工程が判別する工程であって、前記位置情報は、フレーム番号、当該フレーム内の位置、および当該インスタンスの空間外周を含み、
前記候補特徴は1つ以上の検出されたインスタンスのセットである、検出判別工程、
動き補償予測プロセスが、以前に復号化された1つ以上のビデオフレームを用いて、前記一連のビデオフレームにおける現在のビデオフレームの一部を予測する工程であって、
前記動き補償予測プロセスは位置予測で初期化され、当該位置予測は、以前に復号化されたビデオフレームにおける、検出された特徴のインスタンスから、前記位置情報を提供する、予測工程、
前記動き補償予測プロセスを拡張することによって変換される1つ以上のインスタンスを用い、第1の特徴基礎モデルを作成するように、この変換されたインスタンスと共に特徴を画定する工程であって、前記第1の特徴基礎モデルは、実質的に一致する特徴インスタンスの外観およびソースの位置の前記現在のフレームにおける予測を可能にし、前記実質的に一致する特徴インスタンスはキー特徴インスタンスである、画定工程、
前記第1の特徴基礎モデルを、前記1つ以上の画定された特徴の従来のビデオ符号化モデルと比較する、比較工程、
前記比較から、いずれのモデルがより大きい符号化圧縮を可能とするかを判別する、モデル判別工程、ならびに、
前記比較工程および前記モデル判別工程の結果を用いて、特徴基礎の符号化を1つ以上の前記ビデオフレームの一部分に適用し、従来のビデオ符号化を前記1つ以上のビデオフレームの他部分に適用する、適用工程によって、符号化を実行する、ビデオデータ処理方法。 - 請求項1において、1つ以上の前記ビデオフレームにおける候補特徴の1つ以上のインスタンスを検出する前記検出工程が、
実質的に密接した空間近接を有する、空間的に連続する画素グループを識別することによって、候補特徴の少なくとも1つのインスタンスを検出する工程、および
前記識別された画素は前記1つ以上のビデオフレームの一部分を画定する工程を有する、ビデオデータ処理方法。 - 請求項2において、1つ以上の前記ビデオフレームにおける候補特徴の1つ以上のインスタンスを検出する前記検出工程が、
前記動き補償予測プロセスを用いて、複数の候補特徴インスタンスから、符号化効率を提供するように、予測される1つ以上のインスタンスを選択する工程、および、
固有の以前に復号化されたビデオフレームからの予測のうち、前記動き補償予測プロセスの選択に基づいて、前記現在のビデオフレームにおける、他の特徴および非特徴からの前記候補特徴の前記現在のインスタンスのセグメント化を判別する工程を有する、ビデオデータ処理方法。 - 請求項2において、前記動き補償予測プロセスは、1つ以上の特徴に属する特徴インスタンスを用いて、さらに初期化され、前記1つ以上の特徴に属する特徴インスタンスの特徴は、前記ビデオの一部分と一致する現在のフレームにおけるインスタンスを有し、前記ビデオの一部分は前記現在のフレームに存在する、ビデオデータ処理方法。
- 請求項2において、前記画素グループは、さらに、1つ以上のマクロブロックまたは1つ以上のマクロブロック部分を含む、ビデオデータ処理方法。
- 請求項1において、さらに、
1つ以上の特徴インスタンスからの1つ以上の動き補償予測に対する予測目標として、前記第1の特徴基礎モデルを用いて、前記第1の特徴基礎モデルの予測セットを得る工程であって、
前記予測セットは、結合されると第2の特徴基礎モデルになる、工程によって、第2の特徴基礎モデルを作成する工程を備えた、ビデオデータ処理方法。 - 請求項6において、前記第2の特徴基礎モデルは、前記第1の特徴基礎モデルのモデル残差に用いられ、
前記残差に対する前記第2の特徴基礎モデルの構造変化および外観変化をモデル化する工程と、
外観パラメータおよび変形パラメータを生じさせるモデルによって前記残差を符号化する工程と、
前記残差の前記符号化のサイズを低減するように、前記パラメータを用いる工程とを備えた、ビデオデータ処理方法。 - 請求項1において、前記1つ以上の特徴を画定する前記画定工程は、
異なる候補特徴のインスタンスを集合候補特徴に集合させる工程、および
集合されていない候補特徴のオリジナルのインスタンスよりも実質的に大きい領域を形成するように、前記集合候補特徴のインスタンスのセットを用いる工程であって、前記セットにおける前記候補特徴の前記インスタンスの間のコヒーレンスの識別によって、前記大きい領域が形成される、工程によって、前記候補特徴の1つ以上の前記インスタンスに基づいて、1つ以上の集合特徴を画定する工程を有する、ビデオデータ処理方法。 - 請求項8において、前記コヒーレンスは、低いパラメータの動きモデルによって実質的に近似された前記インスタンスにおける外観の相関性として定義されている、ビデオデータ処理方法。
- 請求項7において、前記第2の特徴モデルは、前記空間位置に対する前記復号化されたフレームにおける該当インスタンスの画素の随意の矩形領域範囲を提供する、ビデオデータ処理方法。
- 請求項10において、前記第2の特徴モデルは、先に正規化された特徴のインスタンスをモデル化することによって導出されるものであり、
前記先に正規化されたインスタンスは、前記現在のフレームにおける前記インスタンス、以前に復号化されたフレームであって、実質的に最近に復号化されたフレームからのインスタンス、および前記以前に復号化されたビデオフレームからのインスタンスの平均のうちのいずれか1つである、ビデオデータ処理方法。 - 請求項11において、前記外観モデルは、前記第2の特徴基礎モデルの前記正規化されたインスタンスのPCA分解によって表現される、ビデオデータ処理方法。
- 請求項10において、さらに、
各セットの特徴インスタンスにおける相関性の空間変化の変形モデルを、それらの第2の特徴基礎モデルのインスタンスと比較して判別する工程と、
前記セットの各特徴インスタンスについて、前記変形モデルに対する前記変形インスタンスにおける変化を近似するために、動き補償予測プロセス、メッシュ変形、および実質的に低減されたパラメータ表現を有する動きモデルのうちの1つ以上を用いる工程と、
前記変形インスタンスを前記変形モデルに統合する工程であって、
前記変形モデルの変化はPCA分解によって表現される、工程とを備えた、ビデオデータ処理方法。 - 請求項1において、前記動き補償予測プロセスは、従来のビデオデータ符号化におけるよりも実質的に大きい数の以前に復号化されたビデオフレームを選択して動作し、
以前に復号化されたビデオフレームの前記選択は、ユーザ管理に依拠するものではない、ビデオデータ処理方法。 - 請求項1において、前記比較工程および前記モデル判別工程に応答して、従来のビデオ符号化を適用する前記適用工程が、さらに、
前記現在のフレームの一部分の予測を作成すると、メモリに、1つ以上の前記ビデオフレームの一部分のより大きい圧縮を可能とする、インスタンス予測プロセスによって、前記圧縮ビデオ符号化を強化する工程であって、
前記インスタンス予測プロセスは、さらに、
前記現在のフレームの前記予測された一部分を作成するように符号化された目標マクロブロックに生じている前記画定された特徴の1つ以上のインスタンスを判別するために、前記特徴基礎モデルを用いる工程、および
前記特徴基礎モデルを用いて、前記現在のフレームの一部分を予測するように、画素を合成する工程を有する、工程を備えた、ビデオデータ処理方法。 - 請求項15において、前記比較工程および前記モデル判別工程に応答して、1つ以上の前記ビデオフレームの一部分に従来のビデオ符号化を適用する前記適用工程が、さらに、
前記以前に復号化されたビデオフレームに対して確率を割り当てる工程であって、前記動き補償予測プロセスからの位置予測を用いて判別された前記フレームに対する、結合されて予測された符号化性能向上に、前記確率が基づく、工程と、
前記現在のフレームについての前記第1の特徴基礎モデルおよび第2の特徴基礎モデルを解析する間に利用される動き補償予測プロセスの前記結合された符号化性能として、前記確率を定義する工程と、
前記以前に復号化されたビデオフレームの最大から最小までの確率を根拠とした当該ビデオフレームの並べ替えに基づいた索引付けを判定する工程と、
演算およびメモリの必要条件に基づいて、前記索引付けられたリストを切り捨てる工程とを備えた、ビデオデータ処理方法。 - 請求項15において、さらに、
前記特徴インスタンスの予測された画素を、前記現在のフレームにおける他の特徴インスタンスを予測するために、再利用する工程であって、
前記現在のフレームにおける2つ以上のマクロブロックに、前記画定された特徴の1つ以上のインスタンスが部分的に重なること、または、
前記画定された特徴の1つ以上のインスタンスが、前記現在のフレームにおけるマクロブロックについての位置情報に実質的に一致する場合、前記画定された特徴の1つ以上のインスタンスが1つのマクロブロックを表現することを判別することに応答して、前記特徴インスタンスの予測された画素を再利用する、工程を備えた、ビデオデータ処理方法。 - 請求項10において、さらに、
特徴基礎モデルの現在のインスタンスの合成についての外観パラメータおよび変形パラメータを予測し、前記現在のフレームにおける画素を予測するように、前記特徴基礎モデルからパラメータを内挿および外挿するために、時間的に最近のパラメータと共に前記外観モデルおよび変形モデルを用いる工程であって、
時間的に最近の特徴インスタンスについての合成値が線形内挿されたものか線形外挿されたものかを、いずれの方法が前記インスタンスに対して最も正確な近似をもたらすかに基づいて、判別する工程、
高次の二次法を利用して、前記線形内挿法および前記線形外挿法の前記実質的に減少された有効性を検出する工程、ならびに、
前記二次法の前記実質的に減少された有効性を検出し、前記外観パラメータおよび変形パラメータを予測するように、拡張カルマンフィルタを含む、より進歩した状態基礎の方法を使用する工程であって、
前記モデルについての前記実際のパラメータは、前記予測されたパラメータに対して随意に区別して符号化される、工程を有する工程を備えた、ビデオデータ処理方法。 - 請求項18において、前記特徴基礎モデルからの前記パラメータが、前記現在のフレームにおける画素を予測するのに必要とされる演算資源の低減を可能にするため、前記以前に復号化されたビデオフレームの1つ以上の一部分を用いて、現在のフレームにおける画素を予測するように、従来のビデオ圧縮を用いる際には、より多くの演算資源が必要とされる、ビデオデータ処理方法。
- 請求項1において、前記特徴基礎符号化は、従来のビデオ符号化内に埋め込まれている、ビデオデータ処理方法。
- 請求項1において、前記1つ以上の画定された特徴は、前記1つ以上のビデオフレームにおける明確に顕著なエンティティ(オブジェクト、サブオブジェクト)との相関性を有しない、ビデオデータ処理方法。
- 請求項1において、検出された特徴がオブジェクトに属しているか属していないかについてのラベル付けであって、ユーザ管理によるラベル付けを通じて、前記顕著なエンティティは判別される、ビデオデータ処理方法。
- 請求項1において、前記画定された特徴は、2つ以上の顕著なエンティティの要素、背景、または前記ビデオフレームの他の部分を含む、ビデオデータ処理方法。
- 請求項1において、画定された特徴はオブジェクトに対応していない、ビデオデータ処理方法。
- 請求項11において、特徴基礎の符号化を1つ以上の前記ビデオフレームの一部分に適用し、従来のビデオ符号化を前記1つ以上のビデオフレームの他部分に適用する、前記適用工程が、
前記第2の特徴基礎モデル予測の前記残差に圧縮センシングを適用する工程であって、
圧縮センシングの前記適用は、測定に前記平均外観を利用し、前記測定からの信号を予測し、
前記圧縮センシング予測に関連する変化は、前記第2の特徴基礎モデルから取り除かれ、
特徴基礎モデル化は、前記残りの残差のよりコンパクトな符号化に焦点を当てる、工程、および
従来のビデオ符号化を前記1つ以上のビデオフレームの残りの画素および残りのビデオフレームに適用する工程を有する、ビデオデータ処理方法。 - 請求項25において、さらに、
圧縮センシングを適用する前記工程の有効性を向上させるように、前記ビデオデータのスパースを作成する工程を備えた、ビデオデータ処理方法。 - 請求項1において、前記1つ以上の前記インスタンスが、線形変換を用いて変換される、ビデオデータ処理方法。
- 請求項1において、前記実質的に一致する特徴は、レート歪基準を用いて、最高の一致が判別される、ビデオデータ処理方法。
- 請求項1において、さらに、
符号化されたビデオデータを復号化する工程を備え、
この復号化は、
符号化された特徴が前記符号化されたビデオデータに存在するか否かを、マクロブロックを基準として判別する工程、
前記符号化されたビデオデータにおいて符号化された特徴が存在しないと判別されると、従来のビデオ復号化を用いて復号化を実行する工程、
前記符号化されたビデオデータにおいて符号化された特徴が存在するすると判別されると、前記従来の方法で符号化された前記ビデオデータの一部分とは別に、前記符号化された特徴を合成するために、前記符号化された特徴を前記符号化されたビデオデータから分離する工程、
特徴基礎モデル、および前記符号化された特徴に関連する特徴パラメータを判別する工程、
前記符号化された特徴インスタンスを合成するように、前記判別された特徴基礎モデルおよび特徴パラメータを用いる工程、ならびに、
オリジナルのビデオデータを再構成するように、前記ビデオデータの従来の方法で符号化された部分を、前記合成された特徴インスタンスと結合する工程によって、実行される、ビデオデータ処理方法。 - 請求項1において、前記特徴基礎の符号化は、前記1つ以上のビデオフレームの部分にオブジェクト基礎の符号化を適用する、ビデオデータ処理方法。
- 1つ以上のビデオフレームを有するビデオデータを処理するディジタル処理システムであって、
エンコーダを実現する1つ以上のコンピュータ・プロセッサを備え、
前記エンコーダは、前記ビデオフレームの一部分を符号化するように、特徴基礎の符号化を用い、この符号化は、
1つ以上の前記ビデオフレームにおける候補特徴の1つ以上のインスタンスを検出する工程、
動き補償予測プロセスを用いて、前記1つ以上のビデオフレームにおける非特徴から、前記候補特徴の前記1つ以上のインスタンスをセグメント化する工程であって、前記動き補償予測プロセスは、前記候補特徴の前記1つ以上のインスタンスに対応する特徴を有する、以前に復号化されたビデオフレームを選択する、工程、
前記候補特徴の1つ以上の前記インスタンスを用いて、1つ以上の特徴インスタンスを画定する工程であって、従来のビデオ符号化に比べて、前記特徴基礎の符号化におけるコンパクトさが比較的向上するように、前記1つ以上の画定された特徴インスタンスが予測される、工程、
前記1つ以上の以前に復号化されたビデオフレームからの位置情報を判別する工程であって、前記位置情報は、前記1つ以上の以前に復号化されたビデオフレームにおける前記1つ以上の定義された特徴インスタンスの位置および空間外周を含む、工程、
前記1つ以上の画定された特徴インスタンスを用いて特徴基礎モデルを形成する工程であって、前記特徴基礎モデルは、前記以前に復号化されたビデオフレームからの前記位置情報を含む、工程と、
前記特徴基礎モデルを用いて前記1つ以上の画定された特徴インスタンスを正規化する工程であって、前記正規化は、位置予測として、前記1つ以上の以前に復号化されたビデオフレームからの前記位置情報を用い、この結果、正規化は、前記現在のビデオフレームにおける前記1つ以上の定義された特徴インスタンスの予測である、工程、
前記特徴基礎モデルを、1つ以上の前記定義された特徴についての従来のビデオ符号化モデルと比較し、この比較結果から、いずれのモデルがより大きい符号化圧縮を可能にするかを判定する、工程、ならびに、
前記比較および判定の工程の結果を用いて、1つ以上の前記ビデオフレームの一部分に特徴基礎の符号化を適用し、前記1つ以上のビデオフレームの他部分に従来のビデオ符号化を適用する、工程によって、実行される、ディジタル処理システム。 - 一連のビデオフレームを有するビデオデータを受信する工程と、
1つ以上の前記ビデオフレームにおける候補特徴を検出する工程と、
動き補償予測プロセスに用いられる参照フレーム処理を使用することにより、前記ビデオフレームにおける非特徴から前記候補特徴をセグメント化する工程と、
前記候補特徴の潜在的な一致を識別するように、以前に復号化されたビデオフレームの前記1つ以上の一部分を処理する工程と、
以前に復号化されたビデオフレームの前記一部分の相当な部分が前記候補特徴のインスタンスを含むことを判別する工程と、
前記候補特徴のインスタンスを前記候補特徴のインスタンスのセットに集合させる工程と、
特徴基礎モデルを作成するように、前記候補特徴セットを処理する工程であって、前記特徴基礎モデルは、前記候補特徴の前記インスタンスの変形変化のモデルおよび外観変化のモデルを含み、前記外観変化のモデルは前記候補特徴の前記インスタンスの画素変化をモデル化することによって作成され、前記構造変化モデルは前記候補特徴の前記インスタンスの画素相関性変化をモデル化することによって作成される、工程と、
前記候補特徴セットをモデル化するように、前記特徴基礎モデルを用いて、関連する圧縮効率を判定する工程と、
前記候補特徴セットをモデル化するように、従来のビデオ圧縮を用いて、関連する圧縮効率を判定する工程と、
前記特徴基礎モデル圧縮効率を前記従来のビデオモデル化圧縮効率と比較し、いずれの圧縮効率が大きいかを判定する工程と、
いずれの圧縮効率が大きいかに基づいて、前記特徴基礎モデルおよび従来のビデオ符号化を用いて、前記ビデオデータを符号化する工程とを備えた、ビデオデータ処理方法。 - 1つ以上のビデオフレームを有するビデオデータを処理するディジタル処理システムであって、
エンコーダを実現する1つ以上のコンピュータ・プロセッサを備え、
前記エンコーダは、前記ビデオフレームの一部分を符号化するように、特徴基礎の符号化を用い、この符号化は、
1つ以上の前記ビデオフレームにおける候補特徴を検出する工程、
動き補償予測プロセスに用いられる参照フレーム処理を使用することにより、前記ビデオフレームにおける非特徴から前記候補特徴をセグメント化する工程、
前記候補特徴の潜在的な一致を識別するように、以前に復号化されたビデオフレームの前記1つ以上の一部分を処理する工程、
以前に復号化されたビデオフレームの前記一部分の相当な部分が前記候補特徴のインスタンスを含むことを判別する工程、
前記候補特徴の前記インスタンスを前記候補特徴のインスタンスのセットに集合させる工程、
特徴基礎モデルを作成するように、前記候補特徴のセットを処理する工程であって、前記特徴基礎モデルは、前記候補特徴の前記インスタンスの変形変化のモデルおよび外観変化のモデルを含み、前記外観変化のモデルは前記候補特徴の前記インスタンスの画素変化をモデル化することによって作成され、前記構造変化のモデルは前記候補特徴の前記インスタンスの画素相関性変化をモデル化することによって作成される、工程
前記候補特徴のセットをモデル化するように、前記特徴基礎モデルを用いて、関連する圧縮効率を判定する工程、
前記候補特徴のセットをモデル化するように、従来のビデオ圧縮を用いて、関連する圧縮効率を判定する工程、
前記特徴基礎モデル圧縮効率を前記従来のビデオモデル化圧縮効率と比較し、いずれの圧縮効率が大きいかを判定する工程、ならびに
いずれの圧縮効率が大きいかに基づいて、前記特徴基礎モデルおよび従来のビデオ符号化を用いて、前記ビデオデータを符号化する工程によって、実行される、ディジタル処理システム。 - 符号化された特徴が符号化されたビデオデータに存在するか否かを、マクロブロックを基準として判別することにより、前記符号化されたビデオデータを復号化する工程と、
前記符号化されたビデオデータにおいて符号化された特徴が存在しないと判別されると、従来のビデオ復号化を用いて復号化を実行する工程と、
前記符号化されたビデオデータにおいて符号化された特徴が存在するすると判別されると、前記従来の方法で符号化された前記ビデオデータの一部分とは別に、前記符号化された特徴インスタンスを合成するために、前記符号化された特徴を前記符号化されたビデオデータから分離する工程と、
特徴基礎モデル、および前記符号化された特徴に関連する特徴パラメータを判別する工程と、
前記符号化された特徴インスタンスを合成するように、前記判別された特徴基礎モデルおよび特徴パラメータを用いる工程と、
オリジナルのビデオデータを再構成するように、前記ビデオデータの従来の方法で符号化された部分を、前記合成された特徴インスタンスと結合する工程とを備えた、ビデオデータ処理方法。 - ビデオデータを処理するデータ処理システムであって、
ハイブリッド・コーデック・デコーダを実現する1つ以上のコンピュータ・プロセッサを備え、
前記ハイブリッド・コーデック・デコーダは、
符号化された特徴が符号化されたビデオデータに存在するか否かを、マクロブロックを基準として判別することにより、前記符号化されたビデオデータを復号化する工程、
前記符号化されたビデオデータにおいて符号化された特徴が存在しないと判別されると、従来のビデオ復号化を用いて復号化を実行する工程、
前記符号化されたビデオデータにおいて符号化された特徴が存在すると判別されると、前記従来の方法で符号化された前記ビデオデータの部分とは別に、前記符号化された特徴インスタンスを合成するために、前記符号化された特徴を前記符号化されたビデオデータから分離する工程、
特徴基礎モデル、および前記符号化された特徴に関連する特徴パラメータを判別する工程、
前記符号化された特徴インスタンスを合成するように、前記判別された特徴基礎モデルおよび特徴パラメータを用いる工程、ならびに、
オリジナルのビデオデータを再構成するように、前記ビデオデータの従来の方法で符号化された一部分を、前記ビデオデータの前記合成された特徴と結合する工程によって、ビデオデータ復号化を用いることができる、データ処理システム。
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