JP6042813B2 - ビデオ圧縮のための動き補償事例ベース超解像を用いてビデオ信号を符号化する方法と装置 - Google Patents
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Description
(1)国際出願第PCT/US/11/000107号(2011年1月20日出願、発明の名称「A SAMPLING-BASED SUPER-RESOLUTION APPROACH FOR EFFICIENT VIDEO COMPRESSION」、Technicolor Docket No. PU100004);
(2)国際出願第PCT/US/11/000117号(2011年1月21日出願、発明の名称「DATA PRUNING FOR VIDEO COMPRESSION USING EXAMPLE-BASED SUPER- RESOLUTION」、Technicolor Docket No. PU100014);
(3)国際出願第PCT/US11/050915号(2011年9月9日出願、発明の名称「METHODS AND APPARATUS FOR DECODING VIDEO SIGNALS USING MOTION COMPENSATED EXAMPLE-BASED SUPER-RESOLUTION FOR VIDEO COMPRESSION」、Technicolor Docket No. PU100266);
(4)国際出願第PCT/US11/050917号(2011年9月9日出願、発明の名称「VIDEO ENCODING USING EXAMPLE-BASED DATA PRUNING」、Technicolor Docket No. PU100193);
(5)国際出願第PCT/US11/050918号(2011年9月XX日出願、発明の名称「VIDEO DECODING USING EXAMPLE-BASED DATA PRUNING」、Technicolor Docket No. PU100267);
(6)国際出願第PCT/US11/050919号(2011年9月9日出願、発明の名称「VIDEO ENCODING USING BLOCK-BASED MIXED-RESOLUTION DATA PRUNING」、Technicolor Docket No. PU100194);
(7)国際出願第PCT/US11/050920号(2011年9月9日出願、発明の名称「VIDEO DECODING USING BLOCK-BASED MIXED-RESOLUTION DATA PRUNING」、Technicolor Docket No. PU100268);
(8)国際出願第PCT/US11/050921号(2011年9月9日出願、発明の名称「ENCODING OF THE LINK TO A REFERENCE BLOCK IN VIDEO COMPRESSION BY IMAGE CONTENT BASED SEARCH AND RANKING」、Technicolor Docket No. PU100195);
(9)国際出願第PCT/US11/050922号(2011年9月9日出願、発明の名称「DECODING OF THE LINK TO A REFERENCE BLOCK IN VIDEO COMPRESSION BY IMAGE CONTENT BASED SEARCH AND RANKING」、Technicolor Docket No. PU110106);
(10)国際出願第PCT/US11/050923号(2011年9月9日出願、発明の名称「ENCODING OF A PICTURE IN A VIDEO SEQUENCE BY EXAMPLE-BASED DATA PRUNING USING INTRA-FRAME PATCH SIMILARITY」、Technicolor Docket No. PU100196);
(11)国際出願第PCT/US11/050924号(2011年9月9日出願、発明の名称「RECOVERING A PRUNED VERSION OF A PICTURE IN A VIDEO SEQUENCE FOR
EXAMPLE-BASED DATA PRUNING USING INTRA-FRAME PATCH SIMILARITY」、Technicolor Docket No. PU100269);及び
(12)国際出願第PCT/US11/050925号(2011年9月9日出願、発明の名称「METHOD AND APPARATUS FOR PRUNING DECISION OPTIMIZATION IN EXAMPLE-BASED DATA PRUNING COMPRESSION」、Technicolor Docket No. PU10197)。
動き推定を用いて、フレーム中の画素の基準フレームに対する変位を推定する。動きパラメータをデコーダ側に送信しなければならないので、動きパラメータの数はできるだけ少ない方がよい。それゆえ、少数のパラメータにより制御できる、あるパラメトリック動きモデルを選択することが好ましい。例えば、ここに開示する現在のシステムでは、8個のパラメータで特徴付けられる平面動きモデルを利用する。かかるパラメトリック動きモデルは、並進、回転、アフィンワープ(affine warp)、投影変換などのフレーム間のグローバルな動きをモデル化できる。これらの動きは異なる多くのタイプのビデオに共通のものである。例えば、カメラがパンするとき、カメラパニング(camera panning)は並進運動となる。このモデルでは、前景のオブジェクトの動きはよくキャプチャできないこともあるが、前景のオブジェクトが小さく、背景の動きが大きい場合、変換後のビデオはほとんど静的なものとなる。もちろん、8個のパラメータにより特徴付けられるパラメトリック動きモデルは、単なる例示であり、本原理の教示により、本原理の精神を維持しつつ、8個より多い又は少ないパラメータで、又は8個のパラメータで特徴付けられる他のパラメトリック動きモデルを用いてもよい。
で与えられる投影変換である。
動きパラメータを推定した後、エンコーダ側において、フレームワーピングプロセスを行い、非基準フレームを基準フレームにアライメント(align)する。しかし、ビデオフレーム中のあるエリアが、上記のグローバル動きモデルに従わない可能性もる。フレームワーピングを用いることにより、これらのエリアは、そのフレーム中の残りのエリアとともに変換される。しかし、このエリアが小さければ、これは大きな問題とはならない。このエリアのワーピングにより、ワープされたフレーム中のこのエリアにだけに人工的な動きが生じるからである。人工的な動きを有するこのエリアが小さい限り、そのための代表パッチが大幅に増加することにはならない。全体的に、ワーピングプロセスにより、代表パッチの総数を低減することができる。また、小さいエリアの人工的な動きは、逆ワーピングプロセスにより可逆される。
なお、実施形態について次の付記を記す。
(付記1) 動きを有する入力ビデオシーケンスであって複数のピクチャを含むものの動きパラメータを推定する動きパラメータ推定器と、
前記複数のピクチャのうちの一又は複数を変換するピクチャワーピングプロセスを行って、前記動きパラメータに基づき動き量を低減することにより、前記入力ビデオシーケンスの静的バージョンを提供する画像ワーパーと、
事例ベース超解像を行い、前記ビデオシーケンスの静的バージョンから一又は複数の高解像度置き換えパッチピクチャであって前記入力ビデオシーケンスの再構成において一又は複数の低解像度パッチピクチャを置き換えるものを生成する事例ベース超解像プロセッサとを有する、装置。
(付記2) 前記事例ベース超解像プロセッサは、前記入力ビデオシーケンスから、一又は複数のダウンサイズされたピクチャを生成し、前記一又は複数のダウンサイズされたピクチャは、前記複数のピクチャの一又は複数にそれぞれ対応し、前記入力ビデオシーケンスの再構成で用いられる、付記1に記載の装置。
(付記3) 前記装置はビデオエンコーダモジュールに含まれている、付記1に記載の装置。
(付記4) 前記動きパラメータは、基準ピクチャと前記複数のピクチャのうちの他の少なくとも一のピクチャとの間のグローバルな動きをモデル化する平面動きモデルを用いて推定され、前記グローバルな動きは、前記基準ピクチャ中の画素を前記他の少なくとも一のピクチャ中の画素に動かす一又は複数の可逆な変換を含み、又は前記他の少なくとも一のピクチャ中の画素を前記基準ピクチャに動かす一又は複数の可逆な変換を含む、
付記1に記載の装置。
(付記5) 前記動きパラメータはグループオブピクチャごとに推定される、
付記1に記載の装置。
(付記6) 前記動きパラメータは、前記複数のピクチャを複数のブロックにパーティションし、前記複数のブロックのそれぞれの動きモデルを推定するブロックベース動きアプローチを用いて推定される、付記1に記載の装置。
(付記7) 前記ピクチャワーピングプロセスは、前記複数のピクチャよりなるグループオブピクチャ中の基準ピクチャを、前記グループオブピクチャ中の非基準ピクチャとアライメントする、付記1に記載の装置。
(付記8) 動きを有する入力ビデオシーケンスであって複数のピクチャを含むものの動きパラメータを推定するステップと、
前記複数のピクチャのうちの一又は複数を変換するピクチャワーピングプロセスを行って、前記動きパラメータに基づき動き量を低減することにより、前記入力ビデオシーケンスの静的バージョンを提供するステップと、
事例ベース超解像を行い、前記ビデオシーケンスの静的バージョンから一又は複数の高解像度置き換えパッチピクチャであって前記入力ビデオシーケンスの再構成において一又は複数の低解像度パッチピクチャを置き換えるものを生成するステップとを有する、
方法。
(付記9) 前記事例ベース超解像を行うステップは、前記入力ビデオシーケンスから一又は複数のダウンサイズされたピクチャを生成するステップを有し、前記一又は複数のダウンサイズされたピクチャは、前記複数のピクチャの一又は複数にそれぞれ対応し、前記入力ビデオシーケンスの再構成で用いられる、付記8に記載の方法。
(付記10) 前記方法はビデオエンコーダで行われる、付記8に記載の方法。
(付記11) 前記動きパラメータは、基準ピクチャと前記複数のピクチャのうちの他の少なくとも一のピクチャとの間のグローバルな動きをモデル化する平面動きモデルを用いて推定され、前記グローバルな動きは、前記基準ピクチャ中の画素を前記他の少なくとも一のピクチャ中の同一位置の画素に動かす一又は複数の可逆な変換を含み、又は前記他の少なくとも一のピクチャ中の画素を前記基準ピクチャ中の同一位置の他の画素に動かす一又は複数の可逆な変換を含む、付記8に記載の方法。
(付記12) 前記動きパラメータはグループオブピクチャごとに推定される、
付記8に記載の方法。
(付記13) 前記動きパラメータは、前記複数のピクチャを複数のブロックにパーティションし、前記複数のブロックのそれぞれの動きモデルを推定するブロックベース動きアプローチを用いて推定される、付記8に記載の方法。
(付記14) 前記ピクチャワーピングプロセスは、前記複数のピクチャよりなるグループオブピクチャ中の基準ピクチャを、前記グループオブピクチャ中の非基準ピクチャとアライメントする、付記8に記載の方法。
(付記15) 動きを有する入力ビデオシーケンスであって複数のピクチャを有するものの動きパラメータを推定する手段と、
前記複数のピクチャのうちの一又は複数を変換するピクチャワーピングプロセスを行って、前記動きパラメータに基づき動き量を低減することにより、前記入力ビデオシーケンスの静的バージョンを提供する手段と、
事例ベース超解像を行い、前記ビデオシーケンスの静的バージョンから一又は複数の高解像度置き換えパッチピクチャであって前記入力ビデオシーケンスの再構成において一又は複数の低解像度パッチピクチャを置き換えるものを生成する手段とを有する、
装置。
(付記16) 前記事例ベース超解像を行う手段は、前記入力ビデオシーケンスから、一又は複数のダウンサイズされたピクチャを生成し、前記一又は複数のダウンサイズされたピクチャは、前記複数のピクチャの一又は複数にそれぞれ対応し、前記入力ビデオシーケンスの再構成で用いられる、付記15に記載の装置。
(付記17) 前記動きパラメータは、基準ピクチャと前記複数のピクチャのうちの他の少なくとも一のピクチャとの間のグローバルな動きをモデル化する平面動きモデルを用いて推定され、前記グローバルな動きは、前記基準ピクチャ中の画素を前記他の少なくとも一のピクチャ中の同一位置の画素に動かす一又は複数の可逆な変換を含み、又は前記他の少なくとも一のピクチャ中の画素を前記基準ピクチャ中の同一位置の他の画素に動かす一又は複数の可逆な変換を含む、付記15に記載の装置。
(付記18) 前記動きパラメータはグループオブピクチャごとに推定される、
付記15に記載の装置。
(付記19) 前記動きパラメータは、前記複数のピクチャを複数のブロックにパーティションし、前記複数のブロックのそれぞれの動きモデルを推定するブロックベース動きアプローチを用いて推定される、付記15に記載の装置。
(付記20) 前記ピクチャワーピングプロセスは、前記複数のピクチャよりなるグループオブピクチャ中の基準ピクチャを、前記グループオブピクチャ中の非基準ピクチャとアライメントする、付記15に記載の装置。
Claims (11)
- 動きを有する入力ビデオシーケンスであって複数のピクチャを含むビデオシーケンスの動きパラメータを決定するステップと、
前記複数のピクチャのうちの一以上のピクチャを変換するピクチャワーピングプロセスを行って、前記動きパラメータに基づき動き量を低減することにより、前記入力ビデオシーケンスの静的バージョンを提供するステップと、
クラスタリングプロセスを用いて、前記入力ビデオシーケンスの静的バージョンに基づき一以上の代表的パッチを生成するステップと、
前記静的バージョンをダウンサイズして、ダウンサイズした前記静的バージョンを符号化するステップと、
ダウンサイズされ符号化された前記静的バージョンを復号して、前記入力ビデオシーケンスのダウンサイズされた再構成されたバージョンを構成するステップと、
前記ビデオシーケンスのダウンサイズされた再構成された静的バージョンをアップサイズして、再構成された静的バージョンを構成するステップと、
前記再構成された静的バージョンの一以上のパッチが前記一以上の代表的パッチで置き換えられる事例ベース超解像を行うステップとを有する、
方法。 - 前記方法はビデオエンコーダで行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記動きパラメータは、基準ピクチャと前記複数のピクチャのうちの他の少なくとも一のピクチャとの間のグローバルな動きをモデル化する平面動きモデルを用いて決定され、前記グローバルな動きは、前記基準ピクチャ中の画素を前記他の少なくとも一のピクチャ中の対応する画素に動かす、又は前記他の少なくとも一のピクチャ中の画素を前記基準ピクチャ中の画素に動かす一以上の可逆な変換を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記動きパラメータはグループオブピクチャごとに決定される、
請求項1に記載の方法。 - 前記動きパラメータは、前記複数のピクチャを複数のブロックにパーティションし、前記複数のブロックのそれぞれの動きモデルを決定するブロックベース動きアプローチを用いて決定される、請求項1に記載の方法。
- 前記ピクチャワーピングプロセスは、前記複数のピクチャよりなるグループオブピクチャ中の基準ピクチャを、前記グループオブピクチャ中の非基準ピクチャとアライメントする、請求項1に記載の方法。
- 動きを有する入力ビデオシーケンスであって複数のピクチャを有するビデオシーケンスの動きパラメータを決定する手段と、
前記複数のピクチャのうちの一以上を変換するピクチャワーピングプロセスを行って、前記動きパラメータに基づき動き量を低減することにより、前記入力ビデオシーケンスの静的バージョンを提供する手段と、
クラスタリングプロセスを用いて、前記入力ビデオシーケンスの静的バージョンに基づき一以上の代表的パッチを生成する手段と、
前記静的バージョンをダウンサイズして、ダウンサイズした前記静的バージョンを符号化する手段と、
ダウンサイズされ符号化された前記静的バージョンを復号して、前記入力ビデオシーケンスのダウンサイズされた再構成されたバージョンを構成する手段と、
前記ビデオシーケンスのダウンサイズされた再構成された静的バージョンをアップサイズして、再構成された静的バージョンを構成する手段と、
前記再構成された静的バージョンの一以上のパッチが前記一以上の代表的パッチで置き換えられる事例ベース超解像を行う手段とを有する、
装置。 - 前記動きパラメータは、基準ピクチャと前記複数のピクチャのうちの他の少なくとも一のピクチャとの間のグローバルな動きをモデル化する平面動きモデルを用いて決定され、前記グローバルな動きは、前記基準ピクチャ中の画素を前記他の少なくとも一のピクチャ中の対応する画素に動かす、又は前記他の少なくとも一のピクチャ中の画素を前記基準ピクチャ中の画素に動かす一以上の可逆な変換を含む、請求項7に記載の装置。
- 前記動きパラメータはグループオブピクチャごとに決定される、
請求項7に記載の装置。 - 前記動きパラメータは、前記複数のピクチャを複数のブロックにパーティションし、前記複数のブロックのそれぞれの動きモデルを決定するブロックベース動きアプローチを用いて決定される、請求項7に記載の装置。
- 前記ピクチャワーピングプロセスは、前記複数のピクチャよりなるグループオブピクチャ中の基準ピクチャを、前記グループオブピクチャ中の非基準ピクチャとアライメントする、請求項7に記載の装置。
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