マルチフレームMCと適応3次元予測に基づいた動画像の準可逆符号化

摘要

This paper describes a near-lossless video coding scheme based on motion compensation and block-adaptive 3D prediction. In this scheme, multiple linear predictors are optimized frame-by-frame, and an appropriate one is adaptively selected in each block according to local properties of a video signal. The predictor has a 3D structure which contains three kinds of reference pels taken from the current and motion-compensated past two frames to exploit both temporal and spatial correlations. Moreover, a method of multi-frame MC which switches one of the motion-compensated frames block-by-block is employed to improve accuracy of the prediction. In order to keep magnitude of reconstruction errors within a given limit of d, prediction errors obtained by the above prediction are quantized with a step-size of 2d +1 and then encoded using a context-adaptive arithmetic coder. Simulation results indicate that coding rates of the proposed scheme are 32-69 % lower than those of the JPEG-LS-based near-lossless coding scheme.%本稿では，動き補償とブロック適応3次元予測に基づいた動画像の準可逆符号化方式について述べる．この方式では，フレーム毎に複数の線形予測器を設計し，これらをブロック単位で切り替えることで，画像の局所的な性質に応じた適応予測を実現している．各予測器が使用する画素は，当該フレームと動き補償された2枚の参照フレームにまたがって3次元的に配置されており，時間方向と空間方向の相関を同時に利用可能である．また，片側の参照フレームを複数の候補から適応選択するマルチフレームMCの手法を導入することで，動き補償の効率を更に高めている．再生誤差の絶対値が設定値d以下となることを保証するため，各画素で算出された予測誤差は，ステップ幅2d＋1で線形量子化された後，コンテクストモデリングと呼ばれる手法に基づいて適応的に算術符号化される．シミュレーションの結果，提案手法は，JPEG-LSによる準可逆符号化をフレーム毎に適用した場合と比較し，32-69％低い符号化レートを達成することが確認された．