Motion compensation with minimal residue dispersion matching criteria
Gabriel Lemes Silva Luciano de Oliveira · 2016
Com a crescente demanda por serviços de vídeo, técnicas de compressão de vídeo tornaram-se uma tecnologia de importância central para os sistemas de comunicação modernos.Padrões para codicação de vídeo foram criados pela indústria, permitindo a integração entre esses serviços e os mais diversos dispositivos para acessá-los.A quase totalidade desses padrões adota um modelo de codicação híbrida, que combina métodos de codicação diferencial e de codicação por transformadas, utilizando a compensação de movimento por blocos (CMB) como técnica central na etapa de predição.O método CMB tornou-se a mais importante técnica para explorar a forte redundância temporal típica da maioria das sequências de vídeo.De fato, muito do aprimoramento em termos de eciência na codicação de vídeo observado nas últimas duas décadas pode ser atribuído a renamentos incrementais na técnica de CMB.Neste trabalho, apresentamos um novo renamento a essa técnica.Uma questão central à abordagem de CMB é a estimação de movimento (EM), ou seja, a seleção de vetores de movimento (VM) apropriados.Padrões de codicação tendem a regular estritamente a sintaxe de codicação e os processos de decodicação para VM's e informação de resíduo, mas o algoritmo de EM em si é deixado a critério dos projetistas do codec.No entanto, embora praticamente qualquer critério de seleção permita uma decodicação correta, uma seleção de VM criteriosa é vital para a eciência global do codec, garantindo ao codicador uma vantagem competitiva no mercado.A maioria do algoritmos de EM baseia-se na minimização de uma função de custo para os blocos candidatos a predição para um dado bloco alvo, geralmente a soma das diferenças absolutas (SDA) ou a soma das diferenças quadradas (SDQ).A minimização de qualquer uma dessas funções de custo selecionará a predição que resulta no menor resíduo, cada uma em um sentido diferente porém bem denido.Neste trabalho, mostramos que a predição de mínima dispersão de resíduo é frequentemente mais eciente que a tradicional predição com resíduo de mínimo tamanho.Como prova de conceito, propomos o algoritmo de duplo critério de correspondência (ADCC), um algoritmo simples em dois estágios para explorar ambos esses critérios de seleção em turnos.Estágios de minimização de dispersão e de minimização de tamanho são executadas independentemente.O codicador então compara o desempenho dessas predições em termos da relação taxa-distorção e efetivamente codica somente a mais eciente.Para o estágio de minimização de dispersão do ADCC, propomos ainda o desvio absoluto total com relação à média (DATM) como a medida de dispersão a ser minimizada no processo de EM.A tradicional SDA é utilizada como a função de custo para EM no estágio de minimização de tamanho.O ADCC com SDA/DATM foi implementado em uma versão modicada do software de referência JM para o amplamente difundido padrão H.264/AVC de codicação.Absoluta compatibilidade a esse padrão foi mantida, de forma que nenhuma modicação foi necessária no lado do decodicador.Os resultados mostram aprimoramentos signicativos com relação ao codicador H.264/AVC não modicado.