ABSTRACT – CAN. J. ELECT. COMPUT. ENG., VOL. 30, NO. 2, PP. 63–71

A practical software-only noncausal predictive video codec for low-bit-rate multimedia applications

Un codec vidéo logiciel, prédictif et non causal pour des applications multimédias à faible taux binaire

Amir Asif

A new coding scheme for bit rates below 150 Kb/s is proposed. The scheme combines (i) three-dimensional (3D) noncausal recursive prediction, (ii) vector quantization, and (iii) conditional replenishment. The 3D noncausal prediction model provides an alternative to causal (or unilateral) prediction, yet is not commonly used since it precludes recursive computations owing to its bilateral nature. This paper shows how to obtain a practical, near-optimal recursive implementation of the 3D noncausal video model and demonstrates its application in video compression. The proposed video codec is shown to produce high-quality compressed video at bit rates below 150 Kb/s. In contrast to the International Telecommunication Union (ITU) H.263 standard, the video codec exhibits acceptable video quality with a higher peak signal–to–reconstructed noise ratio (PSNR).

Un nouveau schème d’encodage pour des taux binaires inférieurs à 150 Kb/s est proposé. Le schème combine (i) la prédiction à trois dimensions (3D) récursive et non causale, (ii) la quantification vectorielle et (iii) le réapprovisionnement conditionnel. Le modèle de prédiction 3D non causal fournit une alternative à la prédiction causale (ou unilatérale), mais il n’est pas utilisé souvent puisqu’il exclut les calculs récursifs de par sa nature bilatérale. Dans cet article, on montre comment obtenir une implémentation pratique et presque optimale du modèle vidéo 3D non causal et démontre son application dans la compression vidéo. Il est montré que le codec vidéo proposé produit de la vidéo compressée de grande qualitéà des taux binaires inférieurs à 150 Kb/s. Contrairement au standard H.263 de l’Union internationale des télécommunications (UIT), le codec vidéo a une qualité vidéo acceptable avec un rapport signal de pointe à bruit reconstitué plus élevé.

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