The recent progress in artificial intelligence has led to an ever-increasing usage of images and videos by machine analysis algorithms, mainly neural networks. Nonetheless, compression, storage and transmission of media have traditionally been designed considering human beings as the viewers of the content. Recent research on image and video coding for machine analysis has progressed mainly in two almost orthogonal directions. The first is represented by end-to-end (E2E) learned codecs which, while offering high performance on image coding, are not yet on par with state-of-the-art conventional video codecs and lack interoperability. The second direction considers using the Versatile Video Coding (VVC) standard or any other conventional video codec (CVC) together with pre- and post-processing operations targeting machine analysis. While the CVC-based methods benefit from interoperability and broad hardware and software support, the machine task performance is often lower than the desired level, particularly in low bitrates. This paper proposes a hybrid codec for machines called NN-VVC, which combines the advantages of an E2E-learned image codec and a CVC to achieve high performance in both image and video coding for machines. Our experiments show that the proposed system achieved up to -43.20% and -26.8% Bj{\o}ntegaard Delta rate reduction over VVC for image and video data, respectively, when evaluated on multiple different datasets and machine vision tasks. To the best of our knowledge, this is the first research paper showing a hybrid video codec that outperforms VVC on multiple datasets and multiple machine vision tasks.


翻译:人工智能的最新进展导致机器分析算法(主要是神经网络)对图像和视频的使用日益增长。然而,媒体的压缩、存储和传输传统上以人类为内容观看者来设计。当前面向机器分析的图像与视频编码研究主要在两个近乎正交的方向上推进。其一为端到端(E2E)学习型编解码器,尽管其在图像编码中表现优异,但尚未达到最先进传统视频编解码器的水平,且缺乏互操作性。其二考虑将多功能视频编码(VVC)标准或其他传统视频编解码器(CVC)与面向机器分析的前/后处理操作结合使用。虽然基于CVC的方法具备互操作性和广泛的软硬件支持优势,但机器任务性能往往低于预期水平,尤其在低码率场景下。本文提出一种名为NN-VVC的混合型机器编解码器,它融合了端到端学习型图像编解码器与CVC的优势,在面向机器的图像与视频编码中均实现了高性能。实验表明,针对多个不同数据集和机器视觉任务评估时,所提系统在图像和视频数据上分别较VVC实现了最高-43.20%和-26.8%的Bjøntegaard Delta码率节省。据我们所知,这是首个证明混合视频编解码器能在多数据集和多机器视觉任务中超越VVC的研究论文。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VLP: A Survey on Vision-Language Pre-training
Arxiv
11+阅读 · 2022年2月21日
VIP会员
最新内容
《基于深度强化学习的反无人机技术研究》178页
“史诗怒火”行动与“AI中心战”模式的浮现
专知会员服务
6+阅读 · 6月10日
【CVPR2026教程】扩散模型的解析理解
专知会员服务
2+阅读 · 6月10日
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
16+阅读 · 6月10日
《利用人工智能增强军事决策》
专知会员服务
7+阅读 · 6月10日
《自动机器学习在军事数据耕耘法中的应用》
专知会员服务
9+阅读 · 6月10日
为何指挥所生存能力要求范式转变
专知会员服务
6+阅读 · 6月10日
打造“新蛛网”模式与高科技动员
专知会员服务
5+阅读 · 6月10日
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
3+阅读 · 6月10日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员