Video spielt heutzutage eine wichtige Rolle in unseren Leben. Anwendungen sind allgegenwärtig. Sie reichen von Live-Streaming auf mobilen Endgeräten über Blu-rays für die Unterhaltung zu Hause bis hin zu den neuesten 3D Filmen im Kino. Aus den begrenzten Datenübertragungskapazitäten, insbesondere in 4G und 5G Netzwerken, sowie begrenzten Datenspeicherungskapazitäten ergibt sich die Motivation Videocodierung zu erforschen.
Motivation
Seit dem Aufkommen von digitalen Videos in den 1980er Jahren handelt es sich bei Technologien zur Komprimierung von Videos um ein Themengebiet, dem viel Aufmerksamkeit und Interesse entgegen gebracht wird. Der Videocodierungsstandard HEVC vermeidet die redundante Übertragung von Informationen durch ausgefeilte Prädiktionsverfahren sowie durch gezielte Ausnutzung von Eigenschaften der Farbwahrnehmung des menschlichen Auges. Unter Berücksichtigung der Anforderungen von zukünftigen Mobilfunksystemen (5G) zielt dieses Projekt auf eine Verbesserung der bisherigen Videocodierungsverfahren. Hierdurch sollen sowohl höhere Komprimierungsraten als auch eine bessere subjektive visuelle Videoqualität erzielt werden.
Challenges & Highlights
Texturinformationen machen einen Großteil der gesamten Datenrate von codierten Videos aus. Durch die Anwendung von Vektorquantisierung können nichtlineare statistische Abhängigkeiten innerhalb des Videosignals ausgenutzt werden. Hierdurch kann die Codierungseffizienz für die Videocodierung gesteigert werden. Um die Codierungseffizienz zusätzlich zu steigern, modellieren wir den menschlichen Sehapparat, welcher automatisch Informationen in relevant und irrelevant aufteilt. Wir entwickeln einen Algorithmus, in dem ein großer Bildbereich mit ähnlicher Textur (zum Beispiel eine homogen texturierte Wand) durch einen kleinen aus dieser Wand extrahierten Patch repräsentiert wird.
Potential Applications & Future Issues
Die Hauptanwendung für unsere Verfahren ist die Prädiktionsfehlercodierung in zukünftigen Videocodierungsstandards. Durch den Einsatz unserer Verfahren kann die für die Codierung von Texturinformationen benötigte Datenrate deutlich reduziert werden. Hierdurch werden niedrigere Videodatenraten sowie eine höhere Bildqualität ermöglicht. Des Weiteren profitieren 5G Netzwerke durch die entstehende Kapazitätsentlastung. Wir werden unsere Technologien in den Standardisierungsprozess von ISO/MPEG für den nächsten Videocodierungsstandard einbringen.