JP4966669B2 - マッチング追跡を用いたデータ圧縮 - Google Patents
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Description
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある(国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む)。
(a)多次元データに変換を適用し、多次元変換データセットを生成する工程と、
(b)前記変換データセットを複数の第1の1次元基底関数のそれぞれで畳み込み、対応する複数の畳み込みデータセットを生成する工程と、
(c)全ての畳み込みデータセットにわたる第1の方向における場所と、最大マグニチュードとを表す第1の基底関数を決定する工程と、
(d)前記変換データを前記場所にて、複数の第2の1次元基底関数のそれぞれで畳み込む工程と、
(e)最大マグニチュードを表す第2の基底関数を決定する工程と、
(f)前記場所を囲む前記変換データの部分を、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記第1および第2の基底関数から派生する原子で表す工程と、
(g)前記変換データセットから前記原子を減算して新しいデータセットを作成する工程と、
(h)前記変換データセットの任意の変更部分を前記複数の第1の1次元基底関数のそれぞれで畳み込むことによって前記畳み込みデータを繰り返し更新し、工程(c)〜(f)を再度適用する工程と、
(i)工程(f)で派生した原子を量子化変換データ符号化バージョンとして出力する工程とを有するものである。
(a)多次元データに変換を適用し、多次元変換データセットを生成する工程と、
(b)前記変換データセットを複数の第1の1次元基底関数のそれぞれで畳み込み、対応する複数の畳み込みデータセットを生成する工程と、
(c)全ての畳み込みデータセットにわたる第1の方向における第1の場所と、最大マグニチュードを表す第1の基底関数とを決定し、前記第1の場所を囲む前記変換データの部分を、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記第1の関数から派生した第1の原子で表す工程と、
(d)前記変換データセットから前記第1の原子を減算して新しいデータセットを作成する工程と、
(e)前記新しいデータセットを複数の第2の1次元基底関数のそれぞれで畳み込む工程と、
(f)全ての畳み込みデータセットにわたる第2の方向における第2の場所と、最大マグニチュードを表す第2の基底関数とを決定し、第2の場所を囲む前記新しいデータセットの部分を、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記第2の関数から派生した第2の原子で表す工程と、
(g)前記新しいデータセットから前記第2の原子を減算し、さらに新しいデータセットを作成する工程と、
(h)前記さらに新しいデータセットを用いて工程(b)を繰り返した後に工程(c)〜(f)を再度適用する工程と、
(i)工程(c)および(f)で派生した原子を量子化変換データ符号化バージョンとして出力する工程とを有するものである。
(a)多次元変換データセットを生成するために多次元データに変換を適用する手段と、
(b)対応する複数の畳み込みデータセットを生成するために前記変換データセットを複数の第1の1次元基底関数のそれぞれで畳み込む手段と、
(c)全ての畳み込みデータセットにわたる第1の方向における場所と、最大マグニチュードを表す第1の基底関数とを決定する手段と、
(d)前記変換データを前記場所にて、複数の第2の1次元基底関数のそれぞれで畳み込む手段と、
(e)最大マグニチュードを表す第2の基底関数を決定する手段と、
(f)前記場所を囲む前記変換データの部分を、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記第1および第2の基底関数から派生する原子で表すた手段と、
(g)新しいデータセットを作成するため、前記変換データセットから前記原子を減算する手段と、
(h)前記変換データセットの任意の変更部分を前記複数の第1の1次元基底関数のそれぞれで畳み込むことによって前記畳み込みデータを繰り返し更新する手段と、
(i)その派生原子の量子化変換データ符号化バージョンを出力する手段とを有するものである。
(a)多次元変換データセットを生成するために多次元データに変換を適用する手段と、
(b)対応する複数の畳み込みデータセットを生成するために前記変換データセットを複数の第1の1次元基底関数のそれぞれで畳み込む手段と、
(c)全ての畳み込みデータセットにわたる第1の方向における第1の場所と、最大マグニチュードを表す第1の基底関数とを決定する手段、および前記第1の場所を囲む前記変換データの部分を、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記第1の関数から派生した第1の原子で表す手段と、
(d)前記変換データセットから前記第1の原子を減算して新しいデータセットを作成する手段と、
(e)前記新しいデータセットを複数の第2の1次元基底関数のそれぞれで畳み込む手段と、
(f)全ての畳み込みデータセットにわたる第2の方向における第2の場所と、最大マグニチュードを表す第2の基底関数とを決定する手段、および第2の場所を囲む前記新しいデータセットの部分を、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記第2の関数から派生した第2の原子で表す手段と、
(g)さらに新しいデータセットを作成するため、前記新しいデータセットから前記第2の原子を減算する手段と、
(h)前記さらに新しいデータセットを用いて工程(b)を繰り返す手段、およびそのた後に工程(c)〜(f)を再度適用する手段と、
(i)工程(c)および(f)で派生した原子を量子化変換データ符号化バージョンとして出力するための手段とを有するものである。
同様に、x、y、tでビデオストリームをエンコードする場合、前記t軸を単純に第3の空間次元として取り扱い、x、y、tで単一の3D原子を作成することができる。ビデオ画像のシーケンスをエンコードする場合は、上述のように、適切な変換を最初に適用し、3次元変換データセットを作成する(空間および時間)。次に、前記3次元データセットに対し、3回のマッチング追跡の可分割検索を異なる直交方向で行う。したがって、例えば最初に、第1の1次元コードブックを用いて前記データをx方向でラスタースキャンし、前記コードブック内で各原子に最適にマッチする場所を求める。最良のx原子と場所が検出されたら、次に、再びマッチング追跡を行うが、今回は別個のコードブックを用いてy方向のみを走査する。発明者らは、実際には、予め特定された最良の場所若しくはその近くの小さいエリアに前記y検索を制限しても、なおよい結果が得られ、しかも大幅に計算負荷が低減されることを発見した。したがって、前記y方向でデータセット全体を再びスキャンする必要はない。
図4が示すように、入力302にてフレームが1つずつ入力され、前記イントラフレームデータはイントラフレーム変換304へ伝達され、続いてマッチング追跡コーダまたは原子検索器303へ伝達される。次に、その振幅である原子が305にて量子化される。そのインターフレームデータは、モーション予測器306へ伝達され、前記モーション予測器はパラメータ化されたモーション記述をライン308にて提供し、次にそれが動き補正器310へ伝達される。前記動き補正器は予測されたフレームをライン312に沿って出力し、前記出力を前記入力フレームから減算することによって得られた残フレーム314は残分変換316へ伝達される。前記変換の出力をマッチング追跡コーダ309に適用し、次に量子化器307に適用すると、前記量子化器は量子化されたコードを出力し、その出力ストリームへ送信する。
Claims (27)
- データ圧縮方法であって、
1又は複数の符号器によって、多次元データに変換を適用し、変換された多次元データセットを生成する工程と、
1又は複数の符号器によって、1次元マッチング追跡アルゴリズムを適用することにより前記変換された多次元データセットを符号化する工程と
を有し、
前記1次元マッチング追跡アルゴリズムは、前記データの連続的な1次元スキャンによって適用されるものであり、
前記連続的な1次元スキャンは、ある方向のスキャンが、他の方向でのスキャンで予め見つかった原子のうち最大マグニチュードの原子より低いマグニチュードの原子が見つかるまで、同一方向に続き、その後、スキャン方向が変更されるものである、データ圧縮方法。 - データ圧縮方法であって、
(a)1又は複数の符号器によって、多次元データに変換を適用し、変換された多次元データセットを生成する工程と、
(b)1又は複数の符号器によって、前記変換された多次元データセットに対し複数の第1の1次元基底関数のそれぞれを用いて畳み込み演算を行い、対応する複数の畳み込みデータセットを生成する工程と、
(c)1又は複数の符号器によって、前記畳み込みデータセットに基づいて、最大マグニチュードを表す1つの第1の1次元基底関数と、前記最大マグニチュードに対応する第1の方向における場所とを決定する工程と、
(d)1又は複数の符号器によって、前記変換された多次元データセットの前記場所を含む領域に対応する部分データを、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記1つの第1の1次元基底関数で表す工程と、
(e)1又は複数の符号器によって、前記変換された多次元データセットから、前記1つの第1の1次元基底関数で表わされる前記部分データを減算して新しいデータセットを作成する工程と、
(f)1又は複数の符号器によって、前記変換された多次元データセットにおいて前記減算により変更された部分全てを前記複数の第1の1次元基底関数のそれぞれを用いて畳み込み演算を行うことによって、前記畳み込みデータセットを繰り返し更新する工程、およびその次に工程(c)および(d)を再度適用する工程と、
(g)1又は複数の符号器によって、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記1つの第1の1次元基底関数に関する原子を前記変換された多次元データセットの符号化バージョンとして出力する工程と
を有し、
圧縮されるデータはビデオ画像データを表わすものであり、
前記変換された多次元データセットの少なくとも一部は、ある1方向で、当該1方向に垂直な方向よりも優れた非相関があり、工程(c)、(d)、(e)及び(f)を含むアルゴリズムの最初の適用は、最大相関の方向の1次元スキャンによって行われるものである、データ圧縮方法。 - 請求項2のデータ圧縮方法において、前記符号化バージョンである各原子は、マグニチュードと、変換された多次元データセットにおける場所と、基底関数のコードブック・エントリとを含むものである、データ圧縮方法。
- 請求項1のデータ圧縮方法において、圧縮されるデータはビデオ画像データを表すものである、データ圧縮方法。
- 請求項1のデータ圧縮方法において、圧縮されるデータは静止画像を表すものである、データ圧縮方法。
- 請求項1のデータ圧縮方法において、圧縮されるデータは、動き補正ビデオコーダ内の残画像を有するものである、データ圧縮方法。
- 請求項1のデータ圧縮方法において、前記変換された多次元データセットの1次元は時間を表すものである、データ圧縮方法。
- 請求項1のデータ圧縮方法において、前記変換は周波数領域への変換である、データ圧縮方法
- 請求項1のデータ圧縮方法において、
前記変換された多次元データセットの少なくとも一部は、ある1方向で、当該1方向に垂直な方向よりも優れた非相関があり、1次元マッチング追跡アルゴリズムを複数回適用するうちの最初の適用は、最大相関の方向の1次元スキャンによって行われるものである、データ圧縮方法。 - 請求項1のデータ圧縮方法において、前記変換された多次元データセットは2次元データセットである、データ圧縮方法。
- 請求項1のデータ圧縮方法において、前記スキャン方向は、前記ある方向から前記最大マグニチュードの原子が見つかった方向へ変更されるものである、データ圧縮方法。
- 請求項2のデータ圧縮方法であって、1又は複数の符号器によって、最大マグニチュードの場所を決定する前に、前記畳み込みデータセットに機能マップを適用する工程を含むものである、データ圧縮方法。
- 請求項12のデータ圧縮方法において、前記機能マップは感覚的モデルを表すものである、データ圧縮方法。
- 請求項12のデータ圧縮方法において、前記機能マップは心理音響的モデルを表すものである、データ圧縮方法。
- 請求項12のデータ圧縮方法において、前記機能マップは心理視覚的モデルを表すものである、データ圧縮方法。
- 請求項12のデータ圧縮方法において、前記機能マップは倍数的に適用されるものである、データ圧縮方法。
- 請求項12のデータ圧縮方法において、前記機能マップは加算的または減算的に適用されるものである、データ圧縮方法。
- 請求項2のデータ圧縮方法であって、追加的工程として、
(c1)1又は複数の符号器によって、前記変換された多次元データセットに対し前記場所で複数の第2の1次元基底関数のそれぞれを用いて畳み込み演算を行う工程と、
(c2)1又は複数の符号器によって、最大マグニチュードを表す1つの第2の1次元基底関数を決定する工程と
を含み、
工程(d)において、前記変換された多次元データセットの前記場所を含む領域に対応する部分データを、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記第1および前記第2の1次元基底関数で表す工程と、を含む、データ圧縮方法。 - 請求項2のデータ圧縮方法であって、追加的工程として、
(a)1又は複数の符号器によって、前記変換された多次元データセットに対し前記場所で複数の第3の1次元基底関数のそれぞれを用いて畳み込み演算を行う工程と、
(b)1又は複数の符号器によって、最大マグニチュードを表す1つの第3の基底関数を決定する工程と
を有し、
前記原子は、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記1つの第3の1次元基底関数からさらに得られるものである、データ圧縮方法。 - 請求項18の方法において、前記最大マグニチュードを表す前記1つの第2の1次元基底関数は、前記場所含む前記領域の外における追加的な検索を行わずに決定されるものである、データ圧縮方法。
- 請求項18の方法において、前記最大マグニチュードを表す前記1つの第2の1次元基底関数は、前記場所を含む局所的なエリアの検索によって少なくとも部分的に決定されるものである、データ圧縮方法。
- データ圧縮方法であって、
(a)1又は複数の符号器によって、多次元データに変換を適用し、変換された多次元データセットを生成する工程と、
(b)1又は複数の符号器によって、前記変換された多次元データセットに対し複数の第1の1次元基底関数のそれぞれを用いて畳み込み演算を行い、対応する複数の畳み込みデータセットを生成する工程と、
(c)1又は複数の符号器によって、畳み込みデータセットに基づいて、最大マグニチュードを表す1つの第1の1次元基底関数と、前記最大マグニチュードに対応する第1の方向における第1の場所とを決定し、前記変換された多次元データセットの前記第1の場所を含む領域に対応する部分データを、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記1つの第1の1次元基底関数で表す工程と、
(d)1又は複数の符号器によって、前記変換された多次元データセットから、前記1つの第1の1次元基底関数で表わされる前記部分データを減算して新しいデータセットを作成する工程と、
(e)1又は複数の符号器によって、前記新しいデータセットに対し複数の第2の1次元基底関数のそれぞれを用いて畳み込む演算を行う工程と、
(f)1又は複数の符号器によって、畳み込みデータセットに基づいて、最大マグニチュードを表す1つの第2の1次元基底関数と、前記最大マグニチュードに対応する第2の方向における第2の場所とを決定する工程、および前記新しいデータセットの第2の場所を含む領域に対応する部分データを、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記第2の1次元基底関数で表す工程と、
(g)1又は複数の符号器によって、前記新しいデータセットから、前記第2の1次元基底関数で表わされる前記部分データを減算し、さらに新しいデータセットを作成する工程と、
(h)1又は複数の符号器によって、前記さらに新しいデータセットを用いて工程(b)を繰り返す工程、およびその後に工程(c)〜(f)を再度適用する工程と、
(i)1又は複数の符号器によって、前記決定された最大マグニチュードそれぞれに対応する前記1つの第1の1次元基底関数および前記第2の1次元基底関数に関する原子を量子化変換データの符号化バージョンとして出力する工程と
を有し、
前記最大マグニチュードを表す前記第2の1次元基底関数は、前記第1の場所を含む前記領域の外における追加的な検索を行わずに決定される、データ圧縮方法。 - 請求項22のデータ圧縮方法において、前記第1の場所と前記第2の場所は一致するものである。
- データ圧縮のための符号器であって、
(a)変換された多次元データセットを生成するために多次元データに変換を適用する手段と、
(b)対応する複数の畳み込みデータセットを生成するために前記変換された多次元データセットに対し複数の第1の1次元基底関数のそれぞれを用いて畳み込み演算を行う手段と、
(c)畳み込みデータセットに基づいて、最大マグニチュードを表す1つの第1の1次元基底関数と、前記最大マグニチュードに対応する第1の方向における場所とを決定する手段と、
(d)前記変換された多次元データセットの前記場所を含む領域に対応する部分データを、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記1つの第1の1次元基底関数で表す手段と、
(e)前記変換された多次元データセットから、前記1つの第1の1次元基底関数で表わされる前記部分データを減算して新しいデータセットを作成する手段と、
(f)前記変換された多次元データセットにおいて前記減算により変更された部分全てを前記複数の第1の1次元基底関数のそれぞれを用いて畳み込み演算を行うことによって、前記畳み込みデータセットを繰り返し更新する手段と、
(g)前記決定された最大マグニチュードに対応する前記1つの第1の1次元基底関数に関する原子を前記変換された多次元データセットの符号化バージョンとして出力する手段と、
(h)プロセッサと
を有し、
圧縮されるデータはビデオ画像データを表わすものであり、
前記変換された多次元データセットの少なくとも一部は、ある1方向で、当該1方向に垂直な方向よりも優れた非相関があり、手段(c)、(d)、(e)及び(f)によって実行されるアルゴリズムの最初の適用は、最大相関の方向の1次元スキャンによって行われるものである、データ圧縮のための符号器。 - 請求項24のデータ圧縮のための符号器であって、
(c1)前記変換された多次元データセットに対し複数の第2の1次元基底関数のそれぞれを用いて畳み込み演算を行う手段と、
(c2)最大マグニチュードを表す1つの第2の1次元基底関数を決定する手段と
を含み、
前記変換された多次元データセットの部分を表すための手段は、前記1つの第2の1次元基底関数について更に機能するものである、データ圧縮のための符号器。 - データ圧縮のための符号器であって、
(a)変換された多次元データセットを生成するために、多次元データに変換を適用する手段と、
(b)対応する複数の畳み込みデータセットを生成するために、前記変換された多次元データセットに対し複数の第1の1次元基底関数のそれぞれを用いて畳み込み演算を行う手段と、
(c)畳み込みデータセットに基づいて、最大マグニチュードを表す1つの第1の1次元基底関数と、前記最大マグニチュードに対応する第1の方向における第1の場所とを決定し、前記変換された多次元データセットの前記第1の場所を含む領域に対応する部分データを、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記1つの第1の1次元基底関数で表す手段と、
(d)前記変換された多次元データセットから、前記1つの第1の1次元基底関数で表わされる前記部分データを減算して新しいデータセットを作成する手段と、
(e)前記新しいデータセットに対し複数の第2の1次元基底関数のそれぞれを用いて畳み込む演算を行う手段と、
(f)畳み込みデータセットに基づいて、最大マグニチュードを表す1つの第2の1次元基底関数と、前記最大マグニチュードに対応する第2の方向における第2の場所とを決定し、前記新しいデータセットの第2の場所を含む領域に対応する部分データを、前記決定された最大マグニチュードに対応する前記第2の1次元基底関数で表す手段と、
(g)さらに新しいデータセットを作成するため、前記新しいデータセットから、前記第2の1次元基底関数で表わされる前記部分データを減算する手段と、
(h)前記さらに新しいデータセットを用いて手段(b)による処理を繰り返し、その後に手段(c)〜(f)による処理を再度適用する手段と、
(i)前記決定された最大マグニチュードにそれぞれ対応する前記1つの第1の1次元基底関数および前記第2の1次元基底関数に関する原子を、変換された多次元データセットの符号化バージョンとして出力する手段と、
(j)プロセッサと、
を有し、
前記最大マグニチュードを表す前記第2の1次元基底関数は、前記第1の場所を含む前記領域の外における追加的な検索を行わずに決定される、データ圧縮のための符号器。 - 請求項1記載の方法の各工程をコンピュータで実行させるためのコンピュータプログラム。
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