Compensación de movimiento avanzada para codificación de vídeo

Los nuevos esquemas de codificacion de video predictivos incluyen con mayor frecuencia tecnicas que abren posibilidades nuevas para funcionalidades avanzadas de codificacion. Para ese fin, los contenidos de video estan segmentados en regiones que despues pueden ser procesadas por separado y asi tratadas de forma independiente en aplicaciones sucesivas. Sin embargo, la mayoria de los esquemas, sobre todo los estandares, todavia aplican tecnicas basadas en pixeles, como por ejemplo prediccion de movimiento y codificacion por transformada basados en bloques, que podrian ser sustituidas por metodos mas sofisticados para alcanzar mejores calidades de codificacion, especialmente referido a la calidad subjetiva. Una meta de este trabajo era la implementacion de un codificador de video basado en el esquema clasico, donde la parte de prediccion de movimiento es substituida por una tecnica basada en mallas triangulares irregulares y la parte de codificacion por transformada es sustituida por una transformacion de ondiculas. Estas son dos partes muy importantes del proceso de codificacion de video que han sido investigadas por varios autores de forma separada pero nunca combinadamente. Basado en el codificador presentado, se ha enfocado ademas en el procesamiento de regiones, es decir en las posibilidades de procesar objetos (para conseguir las mismas funcionalidades de interaccion con el usuario que las propuestas por el estandar MPEG-4) y otros tipos especiales de regiones, con el fin de codificarlos de forma preferente respecto al resto de la imagen. Aqui se refiere por un lado a regiones de interes especial para el espectador, como por ejemplo regiones faciales que podrian ser codificadas con mejor calidad que el resto de la imagen (por ejemplo para mantener la calidad en esa region constante en casos de tasa baja binaria). Por otro lado, se selecciona regiones con alto error de prediccion que, cuando se codifica con preferencia, pueden elevar la calidad de la imagen considerablemente. Con la intencion de encontrar siempre el metodo mas eficiente y computacionalmente menos costoso, varias ideas para el diseno de mallas adaptativas al contenido de la imagen, entre otras una tecnica basada en caracteristicas faciales, han sido investigadas en la parte de prediccion de movimiento. En la parte de codificacion por transformada, se ha aplicado la transformacion por ondiculas adaptativa a formas arbitrarias, que ha sido adoptada por MPEG-4 en la parte de codificacion de imagenes fijas, a la transformacion de las regiones anteriormente mencionadas y objetos en el sentido comun. Finalmente, la codificacion por preferencias ha sido conseguida con diferentes algoritmos de distribucion binaria que han sido desarrollados especialmente para el procesamiento de multiples regiones. Los resultados demuestran que la combinacion de una tecnica de prediccion de movimiento basada en mallas con la transformacion por ondiculas es mas adecuada para conseguir mejoras de calidad de codificacion objetivas y subjetivas, que cada una de estas tecnicas aplicada en combinacion con procesos basados en bloques. En general, los resultados objetivos y subjetivos son comparables con los de otros esquemas y estandares, incluso superandolos en ciertas situaciones. Ademas, los metodos de procesamiento aplicadas a regiones han conseguido muy buenos resultados, no solamente en cuanto a calidad, sino sobre todo en cuanto a funcionalidad, es decir, se ha podido crear con ellos nuevas herramientas utiles.