JP2015536108A - 映像圧縮方法 - Google Patents
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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Abstract
Description
本特許出願は、2012年10月7日に出願された米国特許仮出願第61/710,723号からの優先権を主張し、それに関連する。この米国特許仮出願はその全体が本明細書において参照により援用されている。
1,920*1,080*60*3=373,248,000バイト/秒
を消費する。
373,248,000*7,200=2,687,385,600,000バイト≒3テラバイト(Tbyte)
を消費するであろう。
≒2,687/4.7≒600枚のDVDディスク
が必要である。
≒2,687,386*8/100≒2,149,908秒≒60時間
が必要である。
nは行の数であり、mは列の数である。
Nはフレームの数であり、Mはカットの数である。
Y0? Yと定義する。このとき、映像Ykは反復k=0,・・・,N−1への入力であり、映像Yk+1は反復k=0,・・・,N−1の出力である。ここで、映像Yk+1は、映像Ykのより低い解像度のより粗い表現である。より低い解像度とは、空間的により低い解像度、時間的により低い解像度、または空間的にも時間的にもより低い解像度のうちのいずれかを意味する。映像解像度を低下させるこの演算を縮小演算と呼ぶ。このような反復の数、すなわち、N、はエンコーダによって決定される。
反復k=N−1,・・・,0では、前の反復(または、k=N−1の場合には、前の段階)からの再現された映像
2)次に、映像Ykと伸張された映像
3)最後に、残差RkをEkに圧縮する。ここでは、先と同様に、圧縮によって、上記の段階II(E)において説明したように、あらゆる妥当な圧縮方法を意味する。残差を圧縮するこの演算を符号化演算と呼ぶ。圧縮された残差Ekはビットストリーム1100内に含められることにさらに留意されたい。
4)圧縮された残差Ekを、再現された残差
5)伸張された映像
ctrl:ビットストリームを復元するために必要とされる、エンコーダには既知であるがデコーダにおいては未知の追加情報。例えば、エンコーダによって決定される反復の数Nはctrlの一部である。ctrlは、圧縮された形で伝送されることにさらに留意されたい。
段階I(D)は処理演算および復元演算から成る。処理演算はctrl情報を取得し、復号のために要求される、例えば、反復の数N等の、必要パラメータを設定する。復元演算は、エンコーダの段階II(E)において行われたように、FNを映像
反復k=N−1,・・・,0では、前の反復(またはk=N−1の場合には、前の段階)からの再現された映像
1)復号演算を用いて、圧縮された残差Ekを、再現された残差
2)アセンブル演算を用いて、伸張された映像
Mコーデックは、図13のユニット1310に示されるように、mk個のマルチウェーブレットフィルタ、いわゆるDMWTフィルタのそれぞれのセットによって支配される。それらの役割を以下に説明する。
段階I(E) 反復k=0,・・・,N−1において、縮小演算がローパス解析フィルタ
1)伸張演算がローパス合成フィルタ
2)結果演算がmk?1個のハイパス解析フィルタ
ctrl情報は、Nに加えて、DMWTフィルタを包含する。
段階I(D)は前述同様に処理演算および復元演算から成る。
1)j=1,・・・,mk?1について、
2)上述の段階III(E)におけるように、アセンブル演算を用いて、映像
段階I(E) 反復k=0,…,N−1において:
縮小演算がそれぞれのぼかし演算子およびダウンサンプリング演算子(respective blurring and down sampling operators)によって決定される。すなわち、ぼかし演算子B(k)をYkに適用し、Zkを得、次に、ダウンサンプリング演算子?(k)をZkに適用し、Yk+1を得る。図17のユニット1710を参照されたい。
1)伸張演算がそれぞれのアップサンプリング演算子、補間演算子、オラクル演算子およびぼかし除去演算子によって決定される。すなわち、アップサンプリング演算子?(k)、およびそれに続き、補間演算子I(K)を
2)結果演算は単なる差分演算である。すなわち、残差RkはYkと
3)次に、Ekから、再現された残差
ctrl情報は、Nに加えて、図16にあるとおりのパラメータを包含する。
段階I(D)は前述同様に処理演算および復元演算から成る。
1)上述の段階III(E)のステップ1におけるように、伸張演算を用いて、映像
2)復号演算を用いて
Oコーデックパラメータ(図16参照)に基づき、mk個のマルチウェーブレットフィルタ(ユニット1310参照)を定義する。結果として得られる方法をOMコーデックと呼ぶ。
1)ローパス解析フィルタ
2)ローパス合成フィルタ
3)mk?1個のハイパス解析フィルタのセット
4)
特許文献(Patents)
[1]国際公開第2008/081459号(イラン・バー・オンおよびオレグ・コステンコ(Ilan Bar−On and Oleg Kostenko)、“ウェーブレットに基づく処理のための方法およびシステム(A Method And A System For Wavelet Based Processing)”)
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非特許文献(Reference)
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[7]“オプティカルフロー(Optical flow)”、http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_flow
Claims (27)
- 映像を符号化する方法であって、
映像を受信するステップと、
前記受信された映像に対して縮小演算を行うステップであって、前記縮小演算は、
前記映像から第1のより低い解像度の映像を作成するステップ、および
追加のN−1個のより低い解像度の映像を順次作成するステップであって、前記追加のより低い解像度の映像の各々は、前のより低い解像度の映像から作成される、ステップ、
を含む、ステップと、
最も低い解像度の映像を圧縮するステップと、
前記最も低い解像度の圧縮された映像を復元することによって最も低い解像度の再現された映像を作成するステップと、
前記最も低い解像度の再現された映像に対して第1の引き上げ演算を行うステップであって、前記第1の引き上げ演算は、N個のより高い解像度の再現された映像を順次作成するステップを含み、前記より高い解像度の再現された映像の各々は、
前記より低い解像度の再現された映像からより高い解像度の映像を作成するステップ、
それぞれのより低い解像度の映像と、作成された前記より高い解像度の映像との残差を計算するステップ、
計算された前記残差を圧縮するステップ、
圧縮された前記残差を復元するステップ、および
復元された前記残差を、作成された前記より高い解像度の映像と結合し、前記それぞれのより高い解像度の再現された映像を生じさせるステップ、
によって、前記前のより低い解像度の再現された映像から作成される、ステップと、
前記最も低い解像度の圧縮された映像、圧縮された前記残差、およびNを含む制御情報を含むビットストリームを提供するステップと、
を含む、方法。 - 前記ビットストリームは、ローパス解析フィルタを含み、前記より低い解像度の映像を作成するステップは、ローパス解析フィルタを映像に適用するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ビットストリームは、ぼかし演算子およびダウンサンプリング演算子を含み、前記より低い解像度の映像を作成するステップは、ぼかし演算子を映像に適用するステップ、およびダウンサンプリング演算子をぼかし演算結果に適用するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ビットストリームは、ぼかし演算子およびダウンサンプリング演算子を含み、前記ローパス解析フィルタは、前記ぼかし演算子およびダウンサンプリング演算子から計算される、請求項2に記載の方法。
- 前記ビットストリームは、ローパス合成フィルタを含み、前記より高い解像度の映像を作成するステップは、前記ローパス合成フィルタを前記より低い解像度の再現された映像に適用するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ビットストリームは、アップサンプリング演算子、補間演算子、オラクル演算子およびぼかし除去演算子を含み、前記より高い解像度の映像を作成するステップは、
a.前記アップサンプリング演算子、およびそれに続き、前記補間演算子を前記より低い解像度の再現された映像に適用するステップ、
b.前記オラクル演算子を補間演算結果に適用するステップ、ならびに
c.前記ぼかし除去演算子をオラクル演算結果に適用するステップ、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記ビットストリームは、アップサンプリング演算子、補間演算子、オラクル演算子およびぼかし除去演算子を含み、前記ローパス合成フィルタは、前記アップサンプリング演算子、前記補間演算子、前記オラクル演算子および前記ぼかし除去演算子から計算される、請求項5に記載の方法。
- 前記残差を計算するステップは、前記それぞれのより低い解像度の映像と前記より高い解像度の映像との差分を算出するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ビットストリームは、ハイパス解析フィルタを含み、前記残差を計算するステップは、前記ハイパス解析フィルタを、算出された前記差分に適用することをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 前記ハイパス解析フィルタは、算出された前記差分から計算される、請求項9に記載の方法。
- 前記より高い解像度の再現された映像を計算するステップは、復元された前記残差を前記より高い解像度の映像に加えるステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ビットストリームは、ハイパス合成フィルタを含み、前記より高い解像度の再現された映像を作成するステップは、前記ハイパス合成フィルタを前記それぞれの復元された残差に適用するステップ、およびその結果を前記より高い解像度の映像に加えるステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ハイパス合成フィルタは、ローパスおよびハイパス解析フィルタならびにローパス合成フィルタから計算される、請求項12に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法に従って符号化された映像を復号する方法であって、
前記最も低い解像度の圧縮された映像、圧縮された前記残差および前記制御情報を含む前記ビットストリームを受信および処理するステップと、
前記最も低い解像度の圧縮された映像を復元することによって最も低い解像度の再現された映像を作成するステップと、
前記最も低い解像度の再現された映像に対して第2の引き上げ演算を行うステップであって、前記第2の引き上げ演算は、N個のより高い解像度の再現された映像を順次作成するステップを含み、前記より高い解像度の再現された映像の各々は、
前記より低い解像度の再現された映像からより高い解像度の映像を作成するステップ、
前記それぞれのより低い解像度の映像と前記作成されたより高い解像度の映像との前記残差を復号するステップ、および
復号された前記残差を、作成された前記より高い解像度の映像と結合し、前記それぞれのより高い解像度の再現された映像を生じさせるステップ、
によって、前記前のより低い解像度の再現された映像から作成される、ステップと、
を含む、方法。 - 前記ビットストリームは、ローパス合成フィルタを含み、前記より高い解像度の映像を作成するステップは、前記ローパス合成フィルタを前記より低い解像度の再現された映像に適用するステップを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記ビットストリームは、アップサンプリング演算子、補間演算子、オラクル演算子およびぼかし除去演算子を含み、前記より高い解像度の映像を作成するステップは、
a.前記アップサンプリング演算子、およびそれに続き、前記補間演算子を前記より低い解像度の再現された映像に適用するステップ、
b.前記オラクル演算子を補間演算結果に適用するステップ、および
c.前記ぼかし除去演算子をオラクル演算結果に適用するステップ、
を含む、請求項14に記載の方法。 - 前記ビットストリームは、アップサンプリング演算子、補間演算子、オラクル演算子およびぼかし除去演算子を含み、前記ローパス合成フィルタは、前記アップサンプリング演算子、前記補間演算子、前記オラクル演算子および前記ぼかし除去演算子から計算される、請求項15に記載の方法。
- 前記より高い解像度の再現された映像を計算するステップは、復元された前記残差を前記より高い解像度の映像に加えるステップを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記ビットストリームは、ハイパス合成フィルタを含み、前記より高い解像度の再現された映像を作成するステップは、前記ハイパス合成フィルタをそれぞれの復元された前記残差に適用するステップ、およびその結果を前記より高い解像度の映像に加えるステップを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記ハイパス合成フィルタは、ローパスおよびハイパス解析フィルタならびにローパス合成フィルタから計算される、請求項19に記載の方法。
- 映像を符号化するように構成される符号化ユニットと、
符号化された前記映像を再現するように構成され、復号用データのビットストリームを作成する再現ユニットと、
前記復号用データのビットストリームを受信し、それを用いて前記映像を復号するように構成される復号ユニットと、
を含む映像コーデック。 - 前記符号化ユニットは、
映像を受信し、
受信された前記映像に対して縮小演算を行うように構成され、前記縮小演算は、
前記映像から第1のより低い解像度の映像を作成すること、および
追加のN−1個のより低い解像度の映像を順次作成し、前記追加のより低い解像度の映像の各々は、前のより低い解像度の映像から作成されること、を含み、
前記符号化ユニットは、
最も低い解像度の映像を圧縮するするように構成される、請求項21に記載の映像コーデック。 - 前記再現ユニットは、
前記最も低い解像度の圧縮された映像を復元することによって最も低い解像度の再現された映像を作成し、
前記最も低い解像度の再現された映像に対して第1の引き上げ演算を行うように構成され、前記第1の引き上げ演算は、N個のより高い解像度の再現された映像を順次作成することを含み、前記より高い解像度の再現された映像の各々は、
前記より低い解像度の再現された映像から、より高い解像度の映像を作成すること、
それぞれのより低い解像度の映像と、作成された前記より高い解像度の映像との残差を計算すること、
計算された前記残差を圧縮すること、
圧縮された前記残差を復元すること、および
復元された前記残差を、作成された前記より高い解像度の映像と結合し、それぞれのより高い解像度の再現された映像を生じさせること、
によって、前記前のより低い解像度の再現された映像から作成されるように構成され、
前記ビットストリームは、圧縮された前記最も低い解像度の映像、圧縮された前記残差、およびNを含む制御情報を含む、
請求項22に記載の映像コーデック。 - 前記復号ユニットは、
前記最も低い解像度の圧縮された映像、圧縮された前記残差および前記制御情報を含む前記ビットストリームを受信および処理するし、
前記最も低い解像度の圧縮された映像を復元することによって最も低い解像度の再現された映像を作成し、
前記最も低い解像度の再現された映像に対して第2の引き上げ演算を行うように構成され、前記第2の引き上げ演算は、N個のより高い解像度の再現された映像を順次作成することを含み、前記より高い解像度の再現された映像の各々は、
前記より低い解像度の再現された映像から、より高い解像度の映像を作成すること、
前記それぞれのより低い解像度の映像と、作成された前記より高い解像度の映像との前記残差を復号すること、および
復号された前記残差を、作成された前記より高い解像度の映像と結合し、前記それぞれのより高い解像度の再現された映像を生じさせること、
によって、前記前のより低い解像度の再現された映像から作成されるように構成される、請求項23に記載の映像コーデック。 - 請求項1に記載の方法に従って符号化された映像を復号する方法であって、復号ユニットは、前記再現されたより高い解像度の映像を解析するように構成される、方法。
- 前記復号ユニットは、前記再現された映像のモーションフィールドを計算するように構成される、請求項25に記載の方法。
- 前記復号ユニットは、前記再現された映像の物体認識を行うように構成される、請求項25に記載の方法。
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