JP2013507083A - デジタル画像を再圧縮するための装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図10
Description
全て「A method and system for processing an image」という名称の、2009年10月5日に出願された米国仮出願第61/248,521号、2009年10月22日に出願された米国仮出願第61/253,872号、2010年2月8日に出願された米国仮出願第61/302,193号、および2010年4月29日に出願された米国仮出願第61/329,217号、2010年9月17日に出願された「recompression of digital images」という名称の米国仮出願第61/383,750号、ならびに2010年1月6日に出願された「Recompression of digital images using a robust measure of perceptual quality including improved quantization matrix computation」という名称の米国仮出願第61/292,622号からの優先権を主張する。
[1]S.Cho、Z.Bojkovic、D.Milovanovic、J.Lee、およびJ.Jwang、「Image quality evaluation:JPEG2000 versus Intra−only H.264/AVC High Profile」、FACTA UNIVERSITATIS Elec.Energ.、vol.20、no.1,71〜83(2007年4月)
[2]F.De Simone、M.Ouaret、F.Dufaux、A.G.Tescher、およびT.Ebrahimi、「A comparative study of JPEG 2000,AVC/H.264,and HD Photo」、Applications of Digital Image Processing XXX、Proceedings of SPIE、vol.6696、San Diego,CA USA,28〜30、2007年8月。
[3]Anthony J Maeder、Birgit M Planitz、「Medical Image Watermarking for Multiple Modalities」、aipr,pp.158〜165、34th Applied Imagery and Pattern Recognition Workship(AIPR‘05)、2005年。
o入力画像と比較した出力画像の品質尺度に基づき符号化の品質を制御しながら、サイズを縮小するための別個の圧縮画像の再符号化。
o最小類似性または許容差の品質尺度としての使用。
o「知覚上の同一性(perceptual identity)」または「定量的類似差(quantitative similarity difference)」の品質尺度としての使用。
oハードコードした品質閾値レベルの使用。
oシステムオペレーターによる品質閾値レベルの設定。
o追加アーチファクト性エッジ尺度を含む品質尺度、追加アーチファクト性エッジ尺度と別の品質尺度、追加アーチファクト性エッジ尺度とテクスチャ尺度、追加アーチファクト性エッジ尺度と類似性(例えば、PSNR)尺度、テクスチャ尺度と類似性尺度、テクスチャ尺度のみに基づく、例えば、RawからJPEGおよびJPEGからJPEGを含む反復画像圧縮。
oテクスチャ尺度閾値とPSNR尺度閾値との間の依存関係。
o符号化ブロック境界、特に、JPEGに対して8×8、H.264対して4×4、およびH.264 High Profileに対して8×8、に沿ったブロックノイズの識別。「ブロックノイズ(blockiness)」という用語は、(再)圧縮後には存在しているが、(再)圧縮プロセスに入る前は存在していない追加のアーチファクト性エッジの存在を表すか、または定量化することを目的とする。
o品質尺度閾値を維持しながらファイルサイズの削減を最大限にする圧縮レベルの設定。
o最高の圧縮レベルを見つけるための反復検索プロセスの使用。収束基準を考慮に入れ得る、最適化基準を用いた、検索の終了。
oパフォーマンス最適化のための、ブロックのサブセットに関する品質尺度の計算。
o例えば、H.264規格の要件に合致するため、場合により、少数の画素行/列による付け足し/トリミングで、出力画像の入力画像と同一または類似の解像度への設定。
oユーザーにより手動での、または記憶システムもしくは用途の要件に従った、解像度の設定。
o入力画像フォーマットとしてJPEG、または「汎用JPEG(generalized JPEG)」を使用すること。
oカメラにより2メガピクセルを超える解像度でキャプチャーされた高品質JPEGを入力フォーマットとして使用すること。
o入力画像は、PC、カメラ、携帯電話、ネットワーク、データセンターまたはローカルの記憶装置から受け取られ得る。
o入力画像は、例えば、YUV、RGB、BMP、PNGおよびTIFFなどのrawフォーマットに復号され得る。
o入力画像の復号は、例えば、周波数領域または画素領域へのように、部分的であり得る。例えば、JPEからYUV 4:2:0またはJPEGからDCT領域への復号。
oH.264のエンコーダーとしての使用。符号化のイントラ画像符号化部分のみを使用し、インター画像符号化を無効にする。
oJPEGのエンコーダーとしての使用。
oDCT係数ゼロ化方式の利用による局所適応JPEG圧縮の実行。
oSSIMを改善するための方法:
・滑らかな領域の識別、およびこれらの領域でSSIMへペナルティを課すこと
・ブロックベースのSIMおよび最もパフォーマンスの悪い領域の平均化
・性能を向上させるために、画像全体ではなく、ランダムに選択した画素上でのSSIMの実行
o以下の1つまたは複数が提供されることを特徴とする量子化行列の計算:
o再圧縮画像の量子化行列を取得するための元の画像の量子化行列のスケーリング。再圧縮画像の量子化行列を取得するため、所与の(例えば、デフォルトまたは画像に最適化した)量子化行列をスケーリングし、その後、随意に、それと元の画像の量子化行列を(加重平均を使用して)平均化する。
o画像に対する良いMQFの開始点をそれらの量子化行列に基づき選択する方法。
o画像の蓄積された知識に基づき、MQFの開始点およびステップ幅を動的に適合させる方法
再圧縮する画像の少なくとも1つの画像面(image plane)内の各個別ブロックを圧縮することであって、
大域量子化行列を用いて、前記個別ブロックをJPEG符号化し、それにより、提案された整数の出力ブロックを取得することと、
その画像面内の少なくとも1つの個別領域に対して、
前記領域の制御された量より大きくはならない知覚的劣化を保証する領域固有の圧縮レベルを定義する領域圧縮パラメーターを生成することと、
前記領域圧縮パラメーターから領域量子化行列を生成することと、
前記個別領域内の少なくとも1つの特定ブロックに対して、前記特定ブロックに適用された前記JPEG符号化ステップが前記大域量子化行列ではなく前記領域量子化行列を使用した場合に少なくとも1つのエントリがゼロであったか否かを判断し、ゼロであった場合に、前記特定ブロックからJPEG符号化された提案された出力ブロック内の前記少なくとも1つのエントリをゼロに設定することとを含む、各個別ブロックの圧縮を含む、再圧縮方法を含むが、それに限定されない。
a.一般的な局所類似性スコア
b.ブロックノイズスコア
c.テクスチャ歪みスコア
PSNR>50dBの場合、PSNR=1
そうでない場合、 PSNR=PSNR/50
である。
差分画像:imDiffを計算する。imDiff上で、符号化ブロックに沿ってグリッド(H.264に対して4×4およびJPEGに対して8×8)を実行し、水平または垂直ブロックエッジ上の各ポイントに対して、エッジの存在を確認する。
Bの平均、値B[i][j](i=1,...,N、j=1,...N)のN×N(例えば、4×4または8×8)ブロックが
によって与えられる。
0.5*({min{tilesores}+avg{tilescores})
式4
によって、全体画像または全体画像の一部に対する総合画像品質スコアが計算され得る。
|B11−A18|/(|B12−B11|+|A18−A17|)>THR
式5
の場合、A18とB11との間にエッジが存在する。
MQF<50の場合、S=(5000/MQF)/100
そうでない場合、 S=(200−2*MQF)/100 (式6)
に従って、取得した品質を制御する。
0.5*({min{tilescores}+avg{tilescores}) (式7)
(最悪ブロックと元の大域品質スコアとの平均に等しい)
で、最低スコアをスコアの平均と平均化することにより、単一の総合誤差に適切にプールされる。
式中、重みw(i,j)およびノルム係数pは、事前定義されている。
a:imDiff上で、例えば、JPEGからH.264への再圧縮用途に対して、4×4グリッドを実行し、例えば、JPEGからJPEGへの再圧縮用途に対して、8×8グリッドを実行し、水平または垂直ブロックエッジ上の各ポイントに対して、エッジの存在を確認する。
b:各ブロックエッジについて、各ブロックエッジに沿って追加されたアーチファクト性エッジの程度を示す、各追加のブロックノイズスコアを計算する。
c:エッジが存在する位置に1を、存在しない位置に0を含む、二次元のエッジマップedgeValuesを生成する。
EdgeRatio1=|3−25|/(|(1−3|+|25−24)|)=22/(2+1)=7.33
EdgeRatio2=|0−2|/|((−23)−0)|+|2−7)|)=2/(23+5)=0.07
EdgeRatio3=|5−32|/(|3−5|+|32−28)|)=27/(2+4)=4.5
EdgeRatio4=|(−10)−13|/(|−21−(−10)|+|13−7)|)=23/(31+6)=0.62
Bの平均、値B[i][j](i=1,...,N、j=1,...N)のN×Nブロックが、
によって与えられ、
平均(オリジナル)=1332/16=83.25
平均(再圧縮後)=1211/16=75.69
である。
Bの分散、値B[i][j](i=1,...,N、j=1,...N)のN×Nブロックが、
として計算され、
V1=分散(オリジナル)=219.5/16=13.72
V2=分散(再圧縮後)=197/16=12.31
である。
(a)JPEGからH.264への再圧縮用途、例えば、2009年10月5日に出願され、「A method and system for processing an image」という名称の、出願者の同時係属米国仮出願第61/248,521号に示されかつ記載されているものがあるが、これに限定されず、その技術が、本発明の特定の実施形態により適合され得る。
(b)JPEGからJPEGへの再圧縮用途、例えば、図12に関して本明細書で後述するものがあるが、これに限定されない。
(c)DCTまたは類似の変換を使用したブロックベースの符号化スキームを伴う他の再圧縮。
式中、xn+1は次の点であり、xnおよびxn−1は最後の2つの点であり、f(xn)はQF値xnにおける品質スコア−目標品質スコア(例えば0.5)である。
a.第1加重要素を生成するために、少なくとも1つのスケーリングされた量子化行列内の各エントリを、少なくとも1つの重み行列(各エントリが0〜1の間の値を含む)の対応するエントリで乗じる
b.第2加重要素を生成するため、少なくとも1つの第1の量子化行列内の各エントリを、少なくとも1つの重み行列の対応エントリの値を1から引いた値によって乗じる
c.第1加重要素を第2加重要素に加算して、少なくとも1つの追加量子化行列の要素値の加重平均を得る。
ステップ1810:関連する少なくとも1つの第1の量子化行列をもち、先行画像での素ブロックの独立符号化によって生成された、第1の画像を提供する。
ステップ1820:新しい量子化行列を、修正品質係数(MQF)から導出されたスケーリング係数を使用して、例えば、デフォルトのJPEG量子化行列などの第2の量子化行列をスケーリングすることにより生成し、その新しい量子化行列を、例えば、図19のように、加重平均化を使用して、入力JPEG画像の量子化行列と組み合わせる。
ステップ1830:ステップ1820で計算した新しい量子化行列を、第1の画像の暫定的な独立した素ブロックレベルの圧縮のために使用し、それにより、再圧縮した第2の画像を生じる。
ステップ1840:例えば、図1〜図10に関連して本明細書で説明した品質尺度のいくつかまたは全て、および本明細書で開示する、それら品質基準の変形を使用して、暫定圧縮のための品質尺度を計算する。
ステップ1850:品質尺度を使用して計算した値が目標の品質間隔の範囲に含まれる場合は、現在の再圧縮した第2の画像を出力し、そうでない場合には、例えば、図20A〜図20Bの方法を用いて計算され得、また、スケーリング係数に対して、品質尺度がテクスチャ変化尺度間隔の一方の側の側または別の側に位置する場合にそれぞれ初期値より大きいかまたは小さい、後続のMQF値を使用する。
ステップ1910:QOij(i,j=1..8)は、元の画像の量子化行列である。
QDij(i,j=1..8)は、第2の量子化行列であり、例えば、JPEG規格に記載されているデフォルトの量子化行列、画像に対して計算された最適JPEG量子化行列、元の画像の量子化行列、または画像の符号化用に選択された他の第2の量子化行列などである。
MQFは、再圧縮の現在の繰返しで使用される修正品質係数であり、図20Aおよび図20Bに関連して本明細書に記載のとおり計算され得る。
ステップ1915:第2の量子化行列QDijのスケーリングに使用されるスケーリングパラメーターのSを、次のように計算する:
QF<50の場合、S=(5000/QF)/100
そうでない場合、 S=(200−2*QF)/100
ステップ1920:スケーリングされた量子化行列QSij(i,j=1..8)を次のように計算する:
QSij=S*QDij(i,j=1..8)
ステップ1930:再構築した画像の一時的量子化行列QTij(i,j=1..8)を次のように生成する:
QTij=Wij*QSij+(1−Wij)*QOij(i,j=1..8)
ここで、Wij(i,j=1..8)は、0〜1の間の値をもつ、重み行列とする。
ステップ1940:再構築した画像の量子化行列QRij(i,j=1..8)を次のように生成する:
QTij>=QOijの場合、QRij=QTij
そうでない場合、QRij=QOij
式中、xn+1は次の点であり、xnおよびxn−1は最後の2つの点であり、f(xn)はQF値xnにおける品質スコア−目標品質スコア(例えば0.5)である。
4410:第1(例えば、入力、JPEG)画像(または先行画像での素ブロックの独立符号化によって圧縮された他の素ブロックレベルの符号化画像)を、例えば、暫定圧縮パラメーターを使用して、圧縮し、第2(例えば、暫定的に圧縮された、JPEG)画像(または第1の画像での素ブロックの独立符号化によって前記第1デジタル画像から生成された他の素ブロックレベルの符号化画像)を得る。随意に、第2の画像に対する品質スコアが事前定義した知覚的品質範囲内にない場合、改善された圧縮パラメーターを検索する、さらなる繰返しが呼び出される(各繰返しは、随意に、前記個々の繰返しの前に、少なくとも1つの、例えば、全ての繰返しに基づく圧縮パラメーターの適合を含む)。
4420:符号化ブロック境界に沿って追加されたアーチファクト性エッジの尺度を実施する。
4430:少なくとも前記領域の品質スコアに基づき、知覚的品質基準が前記第2の画像によって満足されているか否かを判断し、例えば、随意に、少なくとも前記画像の品質スコアに基づき、知覚的品質基準が前記第2の画像によって満足されているか否かを判断する。
4440:随意に、第2の画像に対する品質スコアが知覚的品質基準を満足していないと判断される場合は、暫定圧縮パラメーターを再計算し、その再計算したパラメーターを使用して、暫定圧縮、検索および判断を繰り返す。
4510:第1の画像と第2の画像との間の差分画像を計算する。
4520:前記差分画像内に領域を定義し、前記領域が複数の画像ブロックを含む。
4530:前記領域内で、2つの符号化ブロック間の各境界に対して、各境界に沿って追加されたアーチファクト性エッジの程度を示す、各追加のブロックノイズスコアを計算する。
4540:領域内の各境界に対して計算された追加のブロックノイズスコアに基づき、領域品質スコアを計算する。
4610:差分画像内に複数の領域を定義し、各領域が複数の画像ブロックを含む。
4620:前記複数の各領域に対して、例えば、出力画像での少なくとも2つの領域の対応する組に対して少なくとも2つの領域品質スコアを計算し、前記少なくとも2つの領域品質スコアに少なくとも一部基づき圧縮命令を提供することにより、領域品質スコアを計算し、それぞれ複数の領域品質スコアを得る。
4630:第2の画像に対して、前記複数の領域品質スコアに基づき画像品質スコアを計算する。
ステップ6010:JPEG画像を入力する。
ステップ6020:再圧縮に使用する量子化行列を提供する。
ステップ6030:品質が圧縮の程度に比例する圧縮された画像を、単調化した量子化行列が提供するように、ステップ6020で提供される量子化行列のために単調性を増加するプロセスを実行する。
ステップ6040:入力JPEG画像を、ステップ6030で生成された単調化した量子化号列で圧縮する。
ステップ6050:圧縮したJPEG画像を出力する。
MQF:70 qualS:0.4069
MQF:80 qualS:0.38005
MQF:88 qualS:0.058504
MQF:92 qualS:0.86324
MQF:90 qualS:0.1638
MQF:91 qualS:0.79987
abs(Q1/Q2a−round(Q1/Q2a))=0.5
ステップ6510:既知の第1の量子化行列を使用して圧縮された第1の画像を提供する。
ステップ6520:例えば、修正品質係数の計算を含む反復プロセスを使用して、候補の第2の量子化行列を提供し、このMQFを使用して量子化行列を生成する。例えば、新しい量子化行列を生成するための方法の簡略化した流れ図である、図19のように、本発明の特定の実施形態により、入力JPEG画像の圧縮に使用された第1の量子化行列と、デフォルトのJPEG行列または圧縮中の画像に適した行列などのような第2の行列を含む、2つの行列が組み合わされ得る。MQFがスケーリング係数を計算するために使用され、第2の行列がスケーリングされ、結果として生じるスケーリングされた行列の加重平均および第1の行列が計算される。
ステップ6530:候補の第2の行列で、第1の行列内の1倍の対応値と第1の行列内の2倍の対応値との間に位置する「問題のある」値を検索する。問題のある各値を第1の行列内の対応値で置き換え、それにより、最終の第2の量子化行列を取得する。
ステップ6540:その最終の第2の量子化行列を使用して、第1の画像を圧縮する。
ステップ6550:既知の第1の量子化行列を使用して圧縮された第1の画像を提供する。
ステップ6560:例えば、図19のように、候補の第2の量子化行列を提供する。
ステップ6570:候補の第2の量子化行列内の各要素に対して:
ステップ6580:第1の行列と候補の第2の行列との間の関係を考慮して、予期され得る丸め誤差を、例えば、図49Cの方法を用いて推定する。
ステップ6590:丸め誤差がゼロからかけ離れている(例えば、−0.1より小さいなど、大きな負値)場合、現在の第2の行列要素に対して1を加算/減算し、ステップ6580に戻る。
ステップ6600:候補の第2のq行列内の全要素に対して丸め誤差が申し分なく推定されたことを十分に確実にするよう、第2の行列内の全要素に対して1が加算/減算されると、この修正された候補の第2の量子化行列を使用して第1の画像を再圧縮する。
ステップ6610:次のように「丸め誤差」を計算する:
Qr=Qv_input/Qv_proposedを計算する
ステップ6620:次の計算をする:Er=Qr−round(Qr)
ステップ6630:64個の要素の各々について、Er<−0.1の間(Erは、作成方法のために、−0.5未満にならない)、次の計算をする:Qv_proposed=Qv_proposed−1(または+1)、その後、もはやEr<−0.1が真でない場合を除いて、繰り返す。
Qe=(V1*Q1)−(V2*Q2)=V1*Q1−Q2*round(V1*Q1/Q2)
Qe=Q2*(V1*QR−round(V1*QR))
ステップ6710:量子化行列Qを、例えば、図19のように、提案されたMQFに従って計算する。
ステップ6720:Q内の64個の各q値について、提案されたq値および、元の画像での量子化行列からの対応するq値を使用して、丸め誤差を計算する。
ステップ6730:丸め誤差が所与の閾値未満の任意のq値について、その丸め誤差が閾値を超えるまで、その値を1だけ繰り返して増加または減少する。
ステップ6740:丸め誤差が閾値を超えると、結果として生じたq値を使用する。
Max{QMinput,round[0.5*(QM1s+Qminput)]}
に基づき得る、平均化+クリッピング段階の出力である。
ステップ6810:第1の画像について、プロセッサーを使用して、少なくとも1回の独立した素ブロックレベルの圧縮操作を実行し、それにより、新しい量子化行列の生成を含めて、再圧縮された第2の画像を生成する。
ステップ6820:行列内の少なくとも1つの、また、通常は全ての(行、列)位置に対して図55Bの方法を実行することを含めて、独立した素ブロックレベルの圧縮に対して新しい量子化行列を使用する。
ステップ6830:新しい量子化行列を利用する量子化プロセスによって引き起こされる丸め誤差を計算する。
ステップ6840:丸め誤差が、例えば、−0.1などであるがこれに限定されない、許容可能な丸め値の閾値より大きな負値である丸め誤差など、非受容性基準(unacceptability criterion)を満足する場合、新しい量子化行列を利用する量子化プロセスによって引き起こされる丸め誤差を削減するために、少なくとも1つの新しい量子化行列の値を調整する。
B1=B{m,n}、B2=B{m+1,n}、B3=B{m,n+1}、B4=B{m+1,n+1}
Claims (101)
- 画像適応で知覚的可逆なほぼ最大の画像圧縮を可能にする方法であって、
第1の画像を圧縮して第2の画像を生じることと、
符号化ブロック境界に沿って追加のアーチファクト性エッジの尺度を実施することであって、
前記第1の画像と第2の画像との間の差分画像を計算することと、
複数の画像ブロックを含む領域を、前記差分画像内で定義することと、
前記領域内で、2つの符号化ブロック間の各境界に対して、前記各境界に沿った追加のアーチファクト性エッジの程度を示す各追加のブロックノイズスコアを計算することと、
前記領域内の各境界に対して計算された前記追加のブロックノイズスコアに基づき領域品質スコアを計算することとを含む、追加のアーチファクト性エッジの尺度を実施することと、
少なくとも前記領域品質スコアに基づき、知覚的品質基準が前記第2の画像によって満足されているか否かを判断することとを含む方法。 - 前記実施が、
各領域が複数の画像ブロックを含む、複数の領域を前記差分画像内で定義することと、
前記複数の領域の各々に対して領域品質スコアを計算し、各複数の領域品質スコアを生じることと、
前記複数の領域品質スコアに基づき前記第2の画像に対する画像品質スコアを計算することとを含み、
前記判断が、少なくとも前記画像品質スコアに基づき知覚的品質基準が前記第2の画像によって満足されているか否かを判断することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1の画像が入力画像で、前記第2の画像が暫定圧縮画像であり、前記圧縮が暫定圧縮パラメーターを用いて実行される方法であって、前記第2の画像に対する前記品質スコアが所定の知覚的品質範囲内にないと判断されれば、改善された圧縮パラメーターを検索する追加の繰返しが呼び出される、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の画像に対する前記品質スコアが知覚的品質基準を満足していないと判断された場合、前記暫定圧縮パラメーターを再計算することと、前記暫定圧縮、前記検索、および前記判断を繰り返すことも含む、請求項3に記載の方法。
- 前記圧縮が、前記繰返しの個々の繰返しにおいて、前記個々の繰返しより前の少なくとも1つの繰返しに基づき圧縮パラメーターを適合することを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記圧縮が、前記繰返しの個々の繰返しにおいて、前記個々の繰返しより前の全繰返しに基づき圧縮パラメーターを適合することを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記領域品質スコアに少なくとも部分的に基づき圧縮命令を提供することも含む、請求項1に記載の方法。
- 少なくとも2つの領域品質スコアが、前記出力画像内の対応する少なくとも2つの領域の組に対して計算され、前記圧縮命令の提供が、少なくとも2つの領域品質スコアに少なくとも部分的に基づく、請求項7に記載の方法。
- 前記第1の画像が繰り返して圧縮される程度が、前記追加のアーチファクト性エッジ尺度以外の品質尺度によっても判断される、請求項1に記載の方法。
- 前記品質尺度が、前記第1の画像と第2の画像との間のテクスチャ類似性を定量化するテクスチャ尺度を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記品質尺度が、前記第1の画像と第2の画像との間の局所類似性を定量化する局所類似性尺度を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記圧縮が再圧縮プロセスを含むように、前記第1の画像が圧縮画像を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の画像が、先行画像での素ブロックの独立符号化によって圧縮された素ブロックレベルの符号化画像を含む、請求項12に記載の方法。
- 前記第2の画像が、前記第1の画像での素ブロックの独立符号化によって前記第1の画像から生成された、素ブロックレベルの符号化画像を含む、請求項12に記載の方法。
- 前記素ブロックレベルの符号化画像が、JPEG符号化画像を含む、請求項13に記載の方法。
- 前記第2の画像が、イントラ予測符号化画像を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の画像が、イントラ予測符号化画像を含む、請求項1に記載の方法。
- 第1デジタル画像を、局所類似性尺度を含む複数の品質尺度およびテクスチャ変化尺度によって決定される程度まで、第2の縮小サイズのデジタル画像に、繰り返し圧縮することを含む、画像圧縮方法。
- 前記程度が、前記局所類似性尺度が高い場合は、前記第1の画像と第2の画像との間の第1テクスチャ変化が許容されるのに対し、前記局所類似性尺度が低い場合には、前記第1の画像と第2の画像との間の、前記第1テクスチャ変化より小さい、第2テクスチャ変化のみが許容されるように、決定される、請求項18に記載の方法。
- 前記画像圧縮が、JPEG符号化またはH.264 High Profile符号化を含み、前記符号化ブロックが8ピクセル×8ピクセルのブロックを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記画像圧縮が、H.264符号化を含み、前記符号化ブロックが4ピクセル×4ピクセルのブロックを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記反復圧縮が再圧縮プロセスを含むように、前記第1の画像が圧縮画像を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記テクスチャ尺度が、前記第1デジタル画像と第2デジタル画像との間の対応する領域のテクスチャにおける変化の定量的尺度を含み、前記再圧縮が画素群を定義する画素群ベースの符号化を含み、前記画素群が前記対応する領域を定義する、請求項22に記載の方法。
- 先行画像での素ブロックの独立符号化によって生成された前記第1の画像の独立した素ブロックレベルの再圧縮も含み、前記第1の画像が、関連する少なくとも1つの量子化行列を持つ方法であって、前記第1の画像について少なくとも1回の独立した素ブロックレベルの反復圧縮操作を実行し、それにより、前記少なくとも1つの第1の量子化行列を少なくとも1つのスケーリング係数でスケーリングすることにより新しい量子化行列を生成すること、および前記独立した素ブロックレベルの圧縮に対して前記新しい量子化行列を使用することを含む、再圧縮された第2の画像を生成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記圧縮が、H.264符号化を含み、前記領域が4ピクセル×4ピクセルのブロックを含む、請求項23に記載の方法。
- 第1デジタル画像を、テクスチャ変化尺度によって決定される程度まで、第2の縮小サイズのデジタル画像に繰り返し圧縮する、コンピューター化された方法であって、
少なくとも1つの初期圧縮パラメーターを用いて少なくとも1回初期圧縮を実行することと、
テクスチャ変化尺度を計算することにより前記初期圧縮を評価することと、
前記テクスチャ変化尺度がテクスチャ変化尺度間隔内に含まれるか否かを判断することと、
前記テクスチャ変化尺度が前記テクスチャ変化尺度間隔内に含まれる場合は前記方法を終了し、そうでない場合は、前記テクスチャ変化尺度がそれぞれ前記テクスチャ変化尺度間隔の一方の側または別の側に位置すれば、前記初期圧縮パラメーターより大きいかまたは小さい追加の圧縮パラメーターを用いてさらに圧縮することとを含む方法。 - 先行画像での素ブロックの独立符号化によって生成された前記第1の画像の独立した素ブロックレベルの再圧縮も含み、前記第1の画像が、関連する少なくとも1つの量子化行列を持つ方法であって、前記第1の画像について少なくとも1回の独立した素ブロックレベルの反復圧縮操作を実行し、それにより、前記少なくとも1つの第1の量子化行列を少なくとも1つのスケーリング係数でスケーリングすることにより新しい量子化行列を生成すること、および前記独立した素ブロックレベルの圧縮に対して前記新しい量子化行列を使用することを含む、再圧縮された第2の画像を生成することを含む、請求項18に記載の方法。
- 先行画像での素ブロックの独立符号化によって生成された第1の画像の独立した素ブロックレベルの再圧縮のための方法であって、
前記第1の画像が、関連した少なくとも1つの第1の量子化行列を持ち、
前記第1の画像について少なくとも1回の独立した素ブロックレベルの反復圧縮操作を実行し、それにより、前記少なくとも1つの第1の量子化行列を少なくとも1つのスケーリング係数でスケーリングするにより新しい量子化行列を生成すること、および前記独立した素ブロックレベルの圧縮に対して前記新しい量子化行列を使用することを含む、再圧縮された第2の画像を生成することを含む方法。 - 前記独立した素ブロックレベルの再圧縮がJPEG−to−JPEG再圧縮を含み、前記独立した素ブロックレベルの再圧縮がJPEG操作を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記スケーリングが、前記少なくとも1つの量子化行列の全エントリを単一の数値で乗算することを含む、請求項28に記載の方法。
- 前記スケーリングが、積を取得するために前記スケーリング係数によって乗算することと、前記積を近似整数で概算することとを含む、請求項28に記載の方法。
- 個々の独立した素ブロックレベルの再圧縮操作によって取得した知覚的品質を評価することも含み、満足できない場合は、前記個々の独立した素ブロックレベルの圧縮操作で使用されたものとは異なるスケーリング係数を使用して、追加の独立した素ブロックレベルの圧縮操作を開始すること含む、請求項28に記載の方法。
- 前記品質が容認し難いほど低い場合、および前記品質が、より高いスケーリング係数の使用を正当化するのに十分高い場合の両方で、前記知覚的品質が満足できないと見なされる、請求項32に記載の方法。
- 第2の縮小サイズのデジタル画像を第1デジタル画像から、前記第1デジタル画像を、前記第2の画像のブロックノイズの有無を定量化するブロックノイズ尺度によって決定される程度まで、繰り返し圧縮することにより、生成するコンピューターシステム。
- 第1デジタル画像を第2の縮小サイズのデジタル画像に、局所類似性尺度およびテクスチャ変化尺度によって決定される程度まで、繰り返し圧縮するコンピューターシステム。
- 前記複数の品質尺度が相互に正規化され、前記程度が積によって決まる、請求項18に記載の方法。
- 前記第1の画像が暫定圧縮パラメーターを用いて暫定的に圧縮され、前記積が第1の閾値を超え、前記複数の品質尺度の少なくとも1つが無関係に第2の閾値を超えると、前記暫定圧縮パラメーターが次の圧縮で使用される、請求項36に記載の方法。
- 前記実行が、前記スケーリング係数に対して初期値を使用することと、前記初期値に基づき前記第1の画像に対する暫定的な独立した素ブロックレベルの圧縮操作を特性化する品質尺度を計算することと、前記品質尺度が目標の品質間隔の範囲に含まれる場合は前記方法を終了し、そうでない場合は、前記品質尺度が前記目標の品質間隔のそれぞれ一方の側または別の側に位置すれば、前記スケーリング係数に対して初期値より大きいかまたは小さい次の値を用いてさらに圧縮することとを含む、請求項28に記載の方法。
- 先行画像での素ブロックの独立符号化によって生成された第1の画像の独立した素ブロックレベルの再圧縮のための方法であって、
前記第1の画像が、関連した少なくとも1つの第1の量子化行列を持ち、
前記第1の画像について少なくとも1回の独立した素ブロックレベルの反復圧縮操作を実行し、それにより、新しい量子化行列を生成すること、および前記独立した素ブロックレベルの圧縮に対して前記新しい量子化行列を使用することを含む、再圧縮された第2の画像を生成することを含み、
前記新しい量子化行列が、少なくとも1つの第2の量子化行列を少なくとも1つのスケーリング係数でスケーリングすることによって生成され、それにより、少なくとも1つのスケーリングされた行列が提供され、その後、少なくとも1つの追加の量子化行列を、前記少なくとも1つのスケーリングされた行列と前記少なくとも1つの第1の量子化行列との加重平均として計算する方法。 - 前記少なくとも1つの第2の量子化行列が、JPEG規格で規定された少なくとも1つのデフォルト量子化行列を含む、請求項39に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの第2の量子化行列が、前記画像に対して計算された少なくとも1つの最適量子化行列を含む、請求項39に記載の方法。
- 少なくとも1つの第2の量子化行列が、少なくとも1つの第1の量子化行列と同じである、請求項39に記載の方法。
- 前記独立した素ブロックレベルの再圧縮がJPEG−to−JPEG再圧縮を含み、前記独立した素ブロックレベルの再圧縮がJPEG操作を含む、請求項39に記載の方法。
- 前記スケーリングが、前記少なくとも1つの量子化行列の全エントリを単一の数値で乗算することを含む、請求項39に記載の方法。
- 前記スケーリングが、積を取得するために前記スケーリング係数によって乗算することと、前記積を近似整数で概算することとを含む、請求項39に記載の方法。
- 前記加重平均が、
第1加重要素を生成するために、前記少なくとも1つのスケーリングされた量子化行列の各エントリを、0と1との間の値を含む、前記少なくとも1つの重み行列の対応するエントリで乗算することと、
第2加重要素を生成するために、前記少なくとも1つの第1の量子化行列の各エントリを、少なくとも1つの重み行列の前記対応するエントリの値を1から引いた値で乗算することと、
前記少なくとも1つの追加の量子化行列の前記加重平均要素値を生成するために、前記第1加重要素を前記第2加重要素値に加算することによって計算される、請求項39に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの重み行列の全要素が同一である、請求項46に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの重み行列の全要素が0.5に等しい、請求項47に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの重み行列の全要素が1に等しい、請求項47に記載の方法。
- 個々の独立した素ブロックレベルの再圧縮操作によって取得した知覚的品質を評価することも含み、満足できない場合は、前記個々の独立した素ブロックレベルの圧縮操作で使用されたものとは異なるスケーリング係数を使用して、追加の独立した素ブロックレベルの圧縮操作を開始すること含む、請求項39に記載の方法。
- 前記品質が容認し難いほど低い場合、および前記品質が、より高いスケーリング係数の使用を正当化するのに十分高い場合の両方で、前記知覚的品質が満足できないと見なされる、請求項50に記載の方法。
- 前記イントラ予測符号化画像がH.264画像を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記画像圧縮が、H.264 High Profile符号化を含み、前記符号化ブロックが8ピクセル×8ピクセルのブロックを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1デジタル画像が、複数の繰返しにより繰り返して圧縮される、請求項34に記載のシステム。
- 前記複数の品質尺度が相互に正規化され、前記程度が、前記相互に正規化された複数の品質尺度の加重幾何平均によって決まる、請求項18に記載の方法。
- 前記イントラ予測符号化画像がH.264画像を含む、請求項17に記載の方法。
- 内部に具体化されたコンピューター可読プログラムコードを有するコンピューター使用可能媒体を含み、前記コンピューター可読プログラムコードが、本明細書に示しかつ記載するいずれかの再圧縮方法を実施するために実行されるように適合されている、コンピュータープログラム製品。
- 先行画像での素ブロックの独立符号化によって生成された前記第1の画像の独立した素ブロックレベルの再圧縮も含み、前記第1の画像が、関連した少なくとも1つの第1の量子化行列を持つ方法であって、前記第1の画像について少なくとも1回の独立した素ブロックレベルの反復圧縮操作を実行し、それにより、前記少なくとも1つの第1の量子化行列を少なくとも1つのスケーリング係数でスケーリングすることにより新しい量子化行列を生成すること、および前記独立した素ブロックレベルの圧縮に対して前記新しい量子化行列を使用することを含む、再圧縮された第2の画像の生成を含む、請求項26に記載の方法。
- 前記反復圧縮が複数の繰返しを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記反復圧縮が複数の繰返しを含む、請求項22に記載の方法。
- 画像の再圧縮方法であって、
少なくとも1つのパラメーターに基づく再圧縮プロセスを使用して様々な画像を再圧縮することを含み、
前記様々な画像の中からの少なくとも1つの個別の画像の再圧縮が、前記パラメーターに適した値の組内で、前記個別の第1の画像の再圧縮に使用される適切なパラメーター値の検索を、前記個別の第1の画像の再圧縮にあまり適していないと考えられる少なくとも1つ以上の他のパラメーターを前記組内で選択することを含めて、実行することを含む方法。 - 前記様々な画像の中からの少なくとも1つの個別の画像の再圧縮が、
適切なMQF値の組内で、前記個別画像に適したMQF値の検索を実行することと、
前記MQF値を、前記個別の第1の画像の再圧縮に使用される量子化行列のスケーリングで採用することとを含む、請求項61に記載の方法。 - 前記検索が、その初期MQF値によって特徴付けられ、前記初期MQF値が、前記第1の画像の少なくとも1つの特性に少なくとも部分的に基づいて決定される、請求項62に記載の方法。
- 前記検索が、その初期ステップ幅によって特徴付けられ、前記初期ステップ幅が、前記第1の画像の少なくとも1つの特性に少なくとも部分的に基づいて決定される、請求項62に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの第1の画像の特性が、前記第1の画像を特徴づける量子化行列を含む、請求項64に記載の方法。
- 前記検索の少なくとも1つのパラメーターが、以前に実行された関連する画像の再圧縮プロセス中に蓄積された知識に少なくとも部分的に基づいて決定される、請求項61に記載の方法。
- 前記パラメーターが初期MQF値を含む、請求項66に記載の方法。
- 前記パラメーターが初期ステップ幅を含む、請求項66に記載の方法。
- 前記以前に実行された関連する画像の再圧縮プロセスが、前記個別の第1の画像の量子化行列に少なくとも類似した量子化行列を有する画像の再圧縮を含む、請求項66に記載の方法。
- 個別の第1の画像の再圧縮に使用される量子化行列のスケーリングのための適切なMQF値の検索が、適切なMQF値の組内で、実行される、請求項1に記載の方法。
- 前記量子化行列が、前記個別の第1の画像を再圧縮する最終量子化行列の計算に使用される、請求項62に記載の方法。
- 画像の量子化行列の共有のために使用されるMQF値が、選択された初期MQF値の周りにどの程度近接して集まっているか、または散在しているかに基づいて、ステップ幅が小さくまたは大きくなるよう選択される、請求項64に記載の方法。
- 個別の第1の画像の再圧縮に使用される量子化行列のスケーリングのための適切なMQF値の検索が、適切なMQF値の組内で、実行される、請求項12に記載の方法。
- 個別の第1の画像の再圧縮に使用される量子化行列のスケーリングのための適切なMQF値の検索が、適切なMQF値の組内で、実行される、請求項18に記載の方法。
- 個別の第1の画像の再圧縮に使用される量子化行列のスケーリングのための適切なMQF値の検索が、適切なMQF値の組内で、実行される、請求項22に記載の方法。
- 個別の第1の画像の再圧縮に使用される量子化行列のスケーリングのための適切なMQF値の検索が、適切なMQF値の組内で、実行される、請求項26に記載の方法。
- 個別の第1の画像の再圧縮に使用される量子化行列のスケーリングのための適切なMQF値の検索が、適切なMQF値の組内で、実行される、請求項39に記載の方法。
- 前記量子化行列が、前記個別の第1の画像を再圧縮する最終量子化行列の計算に使用される、請求項70に記載の方法。
- 画像再圧縮システムであって、
少なくとも1つの再圧縮パラメーターに基づき再圧縮プロセスを使用して様々な画像を再圧縮する画像再圧縮サブシステムを備え、
前記サブシステムが、前記パラメーターに適した値の組内で、前記様々な画像の中から少なくとも1つの個別の第1の画像の再圧縮に使用される適切なパラメーター値の検索を、前記組内での1つのパラメーター値を、前記個別の第1の画像の再圧縮にあまり適していないと考えられる少なくとも1つ以上の他のパラメーターに対して優先して選択することを含めて、実行する再圧縮パラメーターデファイナーを含むシステム。 - 画像再圧縮システムであって、
少なくとも1つの再圧縮パラメーターに基づき再圧縮プロセスを使用して様々な画像を再圧縮する画像再圧縮サブシステムと、
前記パラメーター値を用いた再圧縮に適していると歴史的に考えられる画像の少なくとも1つの画像特性に関連する再圧縮パラメーター値のヒストリカルアーカイブを備え、
前記再圧縮サブシステムが、前記ヒストリカルアーカイブ内で、前記個別の第1の画像の少なくとも1つの対応する画像特性に少なくとも類似した画像特性に関連する少なくとも1つの再圧縮パラメーター値を見つけることにより、前記様々な画像の中からの少なくとも1つの個別の第1の画像の再圧縮のための使用に適したパラメーター値を決定するシステム。 - 前記再圧縮パラメーターが、より良いMQF値の検索を初期化する初期MQF値を含む、請求項80に記載のシステム。
- 前記画像特性が量子化行列を含む、請求項80に記載のシステム。
- 前記再圧縮パラメーターが、より良いMQF値の検索を特性化する初期ステップ幅を含む、請求項80に記載のシステム。
- 前記反復圧縮が複数の繰返しを含む、請求項26に記載の方法。
- 前記反復圧縮が複数の繰返しを含む、請求項39に記載の方法。
- 先行画像での素ブロックの独立符号化によって生成された前記第1の画像の独立した素ブロックレベルの再圧縮も含み、前記第1の画像が、関連した少なくとも1つの第1の量子化行列を持ち、前記独立した再圧縮が、前記第1の画像について少なくとも1回の独立した素ブロックレベルの反復圧縮操作を実行し、それにより、新しい量子化行列を生成すること、および前記独立した素ブロックレベルの圧縮に対して前記新しい量子化行列を使用することを含む、再圧縮された第2の画像を生成することを含む方法であって、
前記新しい量子化行列が、少なくとも1つの第2の量子化行列を少なくとも1つのスケーリング係数でスケーリングすることによって生成され、それにより、少なくとも1つのスケーリングされた行列が提供され、その後、少なくとも1つの追加の量子化行列を、前記少なくとも1つのスケーリングされた行列と前記少なくとも1つの第1の量子化行列との加重平均として計算する、請求項1に記載の方法。 - 先行画像での素ブロックの独立符号化によって生成された前記第1の画像の独立した素ブロックレベルの再圧縮も含み、前記第1の画像が、関連した少なくとも1つの第1の量子化行列を持ち、前記独立した再圧縮が、前記第1の画像について少なくとも1回の独立した素ブロックレベルの反復圧縮操作を実行し、それにより、新しい量子化行列を生成すること、および前記独立した素ブロックレベルの圧縮に対して前記新しい量子化行列を使用することを含む、再圧縮された第2の画像を生成することを含む方法であって、
前記新しい量子化行列が、少なくとも1つの第2の量子化行列を少なくとも1つのスケーリング係数でスケーリングすることによって生成され、それにより、少なくとも1つのスケーリングされた行列が提供され、その後、少なくとも1つの追加の量子化行列を、前記少なくとも1つのスケーリングされた行列と前記少なくとも1つの第1の量子化行列との加重平均として計算する、請求項18に記載の方法。 - 先行画像での素ブロックの独立符号化によって生成された前記第1の画像の独立した素ブロックレベルの再圧縮も含み、前記第1の画像が、関連した少なくとも1つの第1の量子化行列を持ち、前記独立した再圧縮が、前記第1の画像について少なくとも1回の独立した素ブロックレベルの反復圧縮操作を実行し、それにより、新しい量子化行列を生成すること、および前記独立した素ブロックレベルの圧縮に対して前記新しい量子化行列を使用することを含む、再圧縮された第2の画像を生成することを含む方法であって、
前記新しい量子化行列が、少なくとも1つの第2の量子化行列を少なくとも1つのスケーリング係数でスケーリングすることによって生成され、それにより、少なくとも1つのスケーリングされた行列が提供され、その後、少なくとも1つの追加の量子化行列を、前記少なくとも1つのスケーリングされた行列と前記少なくとも1つの第1の量子化行列との加重平均として計算する、請求項26に記載の方法。 - 前記第1デジタル画像が、複数の繰返しにより繰り返して圧縮される、請求項35に記載のシステム。
- 前記素ブロックレベルの符号化画像が、JPEG符号化画像を含む、請求項14に記載の方法。
- 再圧縮する画像の少なくとも1つの画像面内の各個別ブロックを圧縮することであって、
大域量子化行列を用いて、前記個別ブロックをJPEG符号化し、それにより、提案された整数の出力ブロックを取得することと、
前記画像面内の少なくとも1つの個別領域に対して、
前記領域の制御された量より大きくならない知覚的劣化を保証する領域固有の圧縮レベルを定義する領域圧縮パラメーターを生成することと、
前記領域圧縮パラメーターから領域量子化行列を生成することと、
前記個別領域内の少なくとも1つの特定ブロックに対して、前記特定ブロックに適用された前記JPEG符号化ステップが前記大域量子化行列ではなく前記領域量子化行列を使用した場合に少なくとも1つのエントリがゼロであったであろうか否かを判断し、ゼロであったであろう場合は、前記特定ブロックからJPEG符号化された前記提案された出力ブロック内の前記少なくとも1つのエントリをゼロに設定することとを含む、各個別ブロックを圧縮することを含む、再圧縮方法。 - 前記JPEG符号化が、前記個別ブロックをDCT変換することと、DCT変換した各ブロックを、その中の各エントリを前記大域量子化行列内の対応するエントリで割ることにより量子化し、それにより、ブロック数を取得することと、提案された整数の出力ブロックを取得するために前記数を丸めることを含む、請求項91に記載の方法。
- 前記領域圧縮パラメーターが、前記領域圧縮パラメーターに適した値の組内で、前記領域の再圧縮に使用される適切なパラメーター値の検索を実行することにより生成される、請求項91に記載の方法。
- 前記領域圧縮パラメーターがMQF値を含む、請求項91に記載の方法。
- 前記検索が、少なくとも1つの第1領域について計算され、その後、前記少なくとも1つの第1領域に隣接した少なくとも1つの追加領域について計算される方法であって、前記検索が前記追加領域について実行される際に、前記検索を開始する前記適切なパラメーター値が、前記少なくとも1つの第1領域の前記検索によって生成された最終の領域圧縮パラメーター値に少なくとも部分的に基づく、請求項93に記載の方法。
- 複数の画像ブロックを含む第1領域に対して、前記領域固有の圧縮レベルが計算される計算も含む方法であって、
現在の圧縮レベルを用いて、前記第1領域を圧縮して第2の画像を生じることと、
前記第1領域に対する領域品質スコアを計算するために、符号化ブロック境界に沿って追加されたアーチファクト性エッジの尺度を使用することと、
前記領域品質スコアが前記品質閾値よりそれぞれ高いかまたは低い場合に、前記現在の圧縮レベルを増加または減少させること、および前記増加または減少させた圧縮レベルを現在のレベルとして使用することを含む前記圧縮に戻ることを含む、前記領域品質スコアを所望の品質閾値と比較することと、前記領域品質スコアが前記品質閾値に所定どおり近い場合に前記現在の圧縮レベルを前記領域固有の圧縮レベルとして使用することとを含む、請求項91に記載の方法。 - 前記尺度の使用が、
前記第1の画像と第2の画像との間の差分画像を計算することと、
前記領域内で、2つの符号化ブロック間の各境界に対して、前記各境界に沿った追加のアーチファクト性エッジの程度を示す各追加のブロックノイズスコアを計算することと、
前記領域内の各境界に対して計算された前記追加のブロックノイズスコアに基づき領域品質スコアを計算することとを含む、請求項96に記載の方法。 - 1つのパラメーター値を、前記組内で、前記領域の再圧縮にあまり適していないと考えられる少なくとも1つ以上の他のパラメーター値に対して優先して選択することも含む、請求項93に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの第1領域が、行に沿って前記追加領域に隣接する領域と、列に沿って前記追加領域に隣接する領域を含み、前記検索を開始する前記適切なパラメーター値が、前記行および前記列に沿って隣接する前記領域の前記検索によって生成された最終の領域圧縮パラメーター値の組み合わせに少なくとも部分的に基づく、請求項95に記載の方法。
- 前記尺度が局所類似性およびテクスチャの計算に基づく、請求項96に記載の方法。
- 前記尺度が局所類似性およびテクスチャの計算にも基づく、請求項97に記載の方法。
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