Dynamic frame skipping for high-performance transcoding

2001-2002 > Academic research: refereed > Refereed conference paperVersion of RecordPublishe

Resampling and requantization of band-limited Gaussian stochastic signals with flat power spectrum

A theoretical analysis, aimed at characterizing the degradation induced by the resampling and requantization processes applied to band-limited Gaussian signals with flat power spectrum, available through their digitized samples, is presented. The analysis provides an efficient algorithm for computing the complete {joint} bivariate discrete probability distribution associated to the true quantized version of the Gaussian signal and to the quantity estimated after resampling and requantization of the input digitized sequence. The use of Fourier transform techniques allows deriving {approximate} analytical expressions for the quantities of interest, as well as implementing their efficient computation. Numerical experiments are found to be in good agreement with the theoretical results, and confirm the validity of the whole approach.Comment: Submitted to Digital Signal Processin

An Efficient Motion Estimation Method for H.264-Based Video Transcoding with Arbitrary Spatial Resolution Conversion

As wireless and wired network connectivity is rapidly expanding and the number of network users is steadily increasing, it has become more and more important to support universal access of multimedia content over the whole network. A big challenge, however, is the great diversity of network devices from full screen computers to small smart phones. This leads to research on transcoding, which involves in efficiently reformatting compressed data from its original high resolution to a desired spatial resolution supported by the displaying device. Particularly, there is a great momentum in the multimedia industry for H.264-based transcoding as H.264 has been widely employed as a mandatory player feature in applications ranging from television broadcast to video for mobile devices. While H.264 contains many new features for effective video coding with excellent rate distortion (RD) performance, a major issue for transcoding H.264 compressed video from one spatial resolution to another is the computational complexity. Specifically, it is the motion compensated prediction (MCP) part. MCP is the main contributor to the excellent RD performance of H.264 video compression, yet it is very time consuming. In general, a brute-force search is used to find the best motion vectors for MCP. In the scenario of transcoding, however, an immediate idea for improving the MCP efficiency for the re-encoding procedure is to utilize the motion vectors in the original compressed stream. Intuitively, motion in the high resolution scene is highly related to that in the down-scaled scene. In this thesis, we study homogeneous video transcoding from H.264 to H.264. Specifically, for the video transcoding with arbitrary spatial resolution conversion, we propose a motion vector estimation algorithm based on a multiple linear regression model, which systematically utilizes the motion information in the original scenes. We also propose a practical solution for efficiently determining a reference frame to take the advantage of the new feature of multiple references in H.264. The performance of the algorithm was assessed in an H.264 transcoder. Experimental results show that, as compared with a benchmark solution, the proposed method significantly reduces the transcoding complexity without degrading much the video quality

Temporal Video Transcoding in Mobile Systems

La tesi analizza il problema della transcodifica temporale per la trasmissione del video in tempo reale su reti mobili. Viene proposta un’architettura di transcodifica temporale e un nuovo algoritmo di ricalcolo dei vettori di moto per il transcoder temporale H.264. Per fronteggiare il problema della riduzione costante della banda del canale wireless nelle reti infrastrutturate, vengono proposte diverse politiche di frame skipping basate sul dimensionamento del buffer del transcoder per garantire una comunicazione in tempo reale. Il moto di un frame e il numero di frames consecutivi scartati vengono inoltre considerati per migliorare la qualità del video transcodificato. E’ stato inoltre proposto e studiato un sistema di trasmissione video per reti veicolari con protocollo IEEE 802.11, basato su transcodifica temporale. Questo sistema permette di scartare quei frames il cui tempo di trasmissione supera un massimo ritardo ammisssibile al di sopra del quale tali frames non verrebbero comunque visualizzati. Il sistema proposto permette un notevole risparmio di banda e migliora la qualità del video evitando che molti frames consecutivi vengano scartati a causa della congestione

Système unifié de transcodage vidéo permettant la réalisation d'une combinaison d'opérations de transcodage

Au fil des années, l'utilisation de la vidéo dans la vie quotidienne ne cesse d'augmenter, surtout grâce à l'explosion d'Internet et l'usage massif des différentes sortes d'appareils mobiles : téléphones cellulaires, assistants personnels numériques (PDA), téléphones intelligents, etc. Ces derniers ont nettement surpassé, en nombre, les ordinateurs personnels. L'hétérogénéité des réseaux (filaires, sans-fils, fibres optiques, ... ), la diversité des appareils ainsi que la variété des applications multimédias utilisées rendent indispensable l'adaptation du contenu multimédia afin de permettre un accès universel et transparent aux usagers finaux. Le transcodage vidéo est une technologie inévitable qui permet de répondre à ce problème en transformant la vidéo encodée selon les nouveaux besoins de transmission et/ou de l'usager. Le transcodage est devenu donc un sujet de recherche très actif où plusieurs architectures et systèmes de transcodage ont été proposés pour les différents cas d'utilisation : adaptation du débit binaire, adaptation de la résolution spatiale, adaptation de la résolution temporelle, adaptation du format (standard), insertion de logo, etc. Cependant, la majorité des solutions proposées sont le résultat d'études de ces cas d'utilisation de transcodage vidéo pris séparément. Dans ce projet, nous analysons les différentes architectures vidéo présentées dans la littérature et nous proposerons une architecture unifiée permettant de réaliser efficacement différentes combinaisons d'opérations de transcodage dans un seul système. Ensuite nous proposons des variantes aux algorithmes de transcodage existants qui sont mieux adaptées à notre système. Ce nouveau système de transcodage est implémenté et les performances validées à l'aide de simulations sur plusieurs combinaisons d'opérations de transcodage. Nos résultats montrent que des gains permettant de supporter 2.6 fois plus de canaux, en moyenne sur un processeur Intel, sont obtenus pour 1' adaptation du débit binaire de 512 à 384 kb/s avec une perte mineure en PSNR de -0.12 dB et des gains de 2.14 en moyenne pour l'adaptation de la résolution spatiale de 512 à 256 kb/s avec une perte de -0.95 dB. Pour 1' adaptation de format de 512 à 512 kb/s, nos résultats montrent des gains de 1.84 fois plus de canaux en moyenne avec une perte en PSNR de - 1.14 dB et pour l'adaptation de format avec adaptation de la résolution spatiale de 256 à 32 kb/s des gains de 1.19 en moyenne avec une perte -0.41 dB ont été obtenus

Research on bitstream transcoding for scalable video coding

制度:新 ; 文部省報告番号:甲1865号 ; 学位の種類:博士(国際情報通信学) ; 授与年月日:2004/3/15 ; 早大学位記番号:新373