Overcomplete basis transform-based motion residual frame...

G - Physics – 06 – T

Patent

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Details

G06T 9/00 (2006.01)

Patent

CA 2560075

The present invention provides a method to compress digital moving pictures or video signals based on an overcomplete basis transform using a modified Matching Pursuit algorithm. More particularly, this invention focuses on the efficient coding of the motion residual image, which is generated by the process of motion estimation and compensation. A residual energy segmentation algorithm (RESA) can be used to obtain an initial estimate of the shape and position of high-energy regions in the residual image. A progressive elimination algorithm (PEA) can be used to reduce the number of matching evaluations in the matching pursuits process. RESA and PEA can speed up the encoder by many times for finding the matched basis from the pre-specified overcomplete basis dictionary. Three parameters of the matched pattern form an atom, which defines the index into the dictionary and the position of the selected basis, as well as the inner product between the chosen basis pattern and the residual signal. The present invention provides a new atom position coding method using quad tree like techniques and a new atom modulus quantization scheme. A simple and efficient adaptive mechanism is provided for the quantization and position coding design to allow a system according to the present invention to operate properly in low, medium and high bit rate situations. These new algorithm components can result in a faster encoding process and improved compression performance over previous matching pursuit based video coders.

La présente invention concerne un procédé pour comprimer des images numériques animées ou des signaux vidéo sur la base d'une transformée sur-complète, au moyen d'un algorithme de recherche de correspondance modifié. Cette invention concerne plus particulièrement le codage efficace de l'image résiduelle de mouvement qui est générée par le processus d'évaluation et de compensation du mouvement. On peut utiliser un algorithme de segmentation d'énergie résiduelle (RESA) afin d'obtenir une évaluation initiale de la forme et de la position de régions à haute énergie dans l'image résiduelle. On peut utiliser un algorithme d'élimination progressive (PEA) afin de réduire le nombre d'évaluations correspondantes dans le processus de recherche de correspondance. RESA et PEA peuvent accélérer le codeur de plusieurs fois, afin de trouver la base correspondante à partir du dictionnaire de bases sur-complet prédéfini. Trois paramètres du motif correspondant forment un atome qui définit l'indice dans le dictionnaire et la position de la base sélectionnée, ainsi que le produit intérieur entre le motif de base choisi et le signal résiduel. La présente invention concerne également un nouveau procédé de codage de position d'atome utilisant des techniques de type arbre quaternaire et un nouveau schéma de quantification de module d'atome. La présente invention concerne également un mécanisme adaptatif simple et efficace pour la quantification et la conception de codage de position, qui permet à un système selon cette invention de fonctionner correctement dans des situations de faible, moyen et haut débit binaire. Ces nouvelles composantes d'algorithme peuvent permettre d'accélérer le processus de codage et d'améliorer l'efficacité de compression sur des codeurs vidéo basés sur une recherche de correspondance de l'état antérieur de la technique.

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