Compresión de video foveada con control de tasa óptimo

Se han propuesto previamente algoritmos de compresión de video foveados que, en ciertas aplicaciones, ofrecen video de alta calidad a tasas de bits reducidas al tratar de coincidir con el muestreo no uniforme de la retina humana. Aquí describimos un marco en el que el video foveado se crea mediante un esquema de filtrado no uniforme que aumenta la compresibilidad del flujo de video. Maximizamos una nueva métrica de calidad visual foveal, la relación señal-ruido foveal (FSNR), para determinar los mejores parámetros de compresión y control de tasa para una tasa de bits objetivo dada. Específicamente, establecemos un nuevo algoritmo de control de tasa óptimo para maximizar la FSNR utilizando un método de multiplicador de Lagrange definido en un sistema de coordenadas curvilíneas. Para el control de tasa óptimo, también desarrollamos un modelo R-D (tasa-distorsión)/R-Q (tasa-cuantización) por partes. A continuación, se presenta un algoritmo rápido para buscar un multiplicador de Lagrange óptimo lambda*. Para los nuevos modelos, mostramos cómo se ve afectada la calidad del video reconstruido, donde se maximiza la FSNR, y demostramos el rendimiento de codificación para la codificación de video H.263,+,++/MPEG-4. Para la codificación de video H.263/MPEG, se desarrolla un algoritmo de control de tasa subóptimo para aplicaciones rápidas y de alto rendimiento. En las simulaciones, comparamos las imágenes reconstruidas obtenidas utilizando métodos de control de tasa óptimos para video foveado y normal. Mostramos que la codificación de video foveada utilizando el algoritmo de control de tasa subóptimo ofrece un rendimiento excelente por debajo de 64 kb/s.