Block based motion estimation is integral to inter prediction processes performed in hybrid video codecs. Prevalent block matching based methods that are used to compute block motion vectors (MVs) rely on computationally intensive search procedures. They also suffer from the aperture problem, which can worsen as the block size is reduced. Moreover, the block matching criteria used in typical codecs do not account for the resulting levels of perceptual quality of the motion compensated pictures that are created upon decoding. Towards achieving the elusive goal of perceptually optimized motion estimation, we propose a search-free block motion estimation framework using a multi-stage convolutional neural network, which is able to conduct motion estimation on multiple block sizes simultaneously, using a triplet of frames as input. This composite block translation network (CBT-Net) is trained in a self-supervised manner on a large database that we created from publicly available uncompressed video content. We deploy the multi-scale structural similarity (MS-SSIM) loss function to optimize the perceptual quality of the motion compensated predicted frames. Our experimental results highlight the computational efficiency of our proposed model relative to conventional block matching based motion estimation algorithms, for comparable prediction errors. Further, when used to perform inter prediction in AV1, the MV predictions of the perceptually optimized model result in average Bjontegaard-delta rate (BD-rate) improvements of -1.70% and -1.52% with respect to the MS-SSIM and Video Multi-Method Assessment Fusion (VMAF) quality metrics, respectively as compared to the block matching based motion estimation system employed in the SVT-AV1 encoder.

自适应视频流依靠构建高效的比特梯梯子来在带宽约束下为观众提供最佳的视觉质量。与内容相关的比特阶梯选择的传统方法需要预先编码多个编码参数的视频镜头，以找到由结果质量曲线的凸壳给出的最佳操作点。但是，此预编码步骤等同于在可能的编码参数的空间上进行详尽的搜索过程，这在计算和时间支出方面都会引起大量开销。为了减少此开销，我们提出了一种基于深度学习的内容凸面预测的深度学习方法。我们采用经常​​性的卷积网络（RCN）来隐式分析视频拍摄的时空复杂性，以预测其凸壳。采用了两步转移学习方案来培训我们提出的RCN救主模型，该模型确保了足够的内容多样性来分析场景复杂性，同时也可以捕获原始源视频的场景统计信息。我们的实验结果表明，我们提出的模型可以更好地近似最佳凸壳，并与现有方法相比提供竞争性的时间。平均而言，我们的方法平均将预编码时间缩短了58.0％，而预测的凸壳相对于地面真理的平均Bjontegaard三角洲比特率（BD率）为0.08％，而BD率的平均绝对偏差为分布为0.44％

传统的视频压缩（VC）方法基于运动补偿变换编码，并且由于端到端优化问题的组合性质，运动估计，模式和量化参数选择的步骤和熵编码是单独优化的。学习VC允许同时对端到端速率失真（R-D）优化非线性变换，运动和熵模型的优化训练。大多数工作都在学习VC基于R-D损耗对连续帧的对考虑连续视频编解码器的端到端优化。它在传统的VC中众所周知的是，双向编码优于顺序压缩，因为它能够使用过去和未来的参考帧。本文提出了一种学习的分层双向视频编解码器（LHBDC），其结合了分层运动补偿预测和端到端优化的益处。实验结果表明，我们达到了迄今为​​止在PSNR和MS-SSIM中的学习VC方案报告的最佳R-D结果。与传统的视频编解码器相比，我们的端到端优化编解码器的RD性能优于PSNR和MS-SSIM中的X265和SVT-HEVC编码器（“非常流”预设）以及MS-中的HM 16.23参考软件。 SSIM。我们提出了由于所提出的新颖工具，例如学习屏蔽，流场附带和时间流量矢量预测等新颖工具，展示了表现出性能提升。重现我们结果的模型和说明可以在https://github.com/makinyilmaz/lhbdc/中找到

学习的视频压缩最近成为开发高级视频压缩技术的重要研究主题，其中运动补偿被认为是最具挑战性的问题之一。在本文中，我们通过异质变形补偿策略（HDCVC）提出了一个学识渊博的视频压缩框架，以解决由单尺度可变形的特征域中单尺可变形核引起的不稳定压缩性能的问题。更具体地说，所提出的算法提取物从两个相邻框架中提取的算法提取物特征来估算估计内容自适应的异质变形（Hetdeform）内核偏移量，而不是利用光流或单尺内核变形对齐。然后，我们将参考特征转换为HetDeform卷积以完成运动补偿。此外，我们设计了一个空间 - 邻化的分裂归一化（SNCDN），以实现更有效的数据高斯化结合了广义分裂的归一化。此外，我们提出了一个多框架增强的重建模块，用于利用上下文和时间信息以提高质量。实验结果表明，HDCVC比最近最新学习的视频压缩方法取得了优越的性能。

Conventional video compression approaches use the predictive coding architecture and encode the corresponding motion information and residual information. In this paper, taking advantage of both classical architecture in the conventional video compression method and the powerful nonlinear representation ability of neural networks, we propose the first end-to-end video compression deep model that jointly optimizes all the components for video compression. Specifically, learning based optical flow estimation is utilized to obtain the motion information and reconstruct the current frames. Then we employ two auto-encoder style neural networks to compress the corresponding motion and residual information. All the modules are jointly learned through a single loss function, in which they collaborate with each other by considering the trade-off between reducing the number of compression bits and improving quality of the decoded video. Experimental results show that the proposed approach can outperform the widely used video coding standard H.264 in terms of PSNR and be even on par with the latest standard H.265 in terms of MS-SSIM. Code is released at https://github.com/GuoLusjtu/DVC. * Corresponding author (a) Original frame (Bpp/MS-SSIM) (b) H.264 (0.0540Bpp/0.945) (c) H.265 (0.082Bpp/0.960) (d) Ours ( 0.0529Bpp/ 0.961

神经图像编码现在表示现有的图像压缩方法。但是，在视频域中仍有很多工作。在这项工作中，我们提出了一部结束了学习的视频编解码器，介绍了几个建筑Noveltize以及培训Noveltizes，围绕适应和关注的概念。我们的编解码器被组织为与帧间编解码器配对的帧内编解码器。作为一种建筑新颖，我们建议培训帧间编解码器模型以基于输入视频的分辨率来调整运动估计处理。第二个建筑新奇是一种新的神经块，它将基于分裂的神经网络和Densenets的概念结合了。最后，我们建议在推理时间内过度装备一组解码器侧乘法参数。通过消融研究和对现有技术的比较，我们在编码收益方面表现出我们所提出的技术的好处。我们将编解码器与VVC / H.266和RLVC进行比较，该rlvc分别代表最先进的传统和端到端学习的编解码器，并在2021年在2021年在2021年执行端到端学习方法竞争，e2e_t_ol。我们的编解码器显然优于E2E_T_OL，并在某些设置中对VVC和RLVC有利地进行比较。

在许多重要的科学和工程应用中发现了卷数据。渲染此数据以高质量和交互速率为苛刻的应用程序（例如虚拟现实）的可视化化，即使使用专业级硬件也无法实现。我们介绍了Fovolnet - 一种可显着提高数量数据可视化的性能的方法。我们开发了一种具有成本效益的渲染管道，该管道稀疏地对焦点进行了量度，并使用深层神经网络重建了全帧。 FOVEATED渲染是一种优先考虑用户焦点渲染计算的技术。这种方法利用人类视觉系统的属性，从而在用户视野的外围呈现数据时节省了计算资源。我们的重建网络结合了直接和内核预测方法，以产生快速，稳定和感知令人信服的输出。凭借纤细的设计和量化的使用，我们的方法在端到端框架时间和视觉质量中都优于最先进的神经重建技术。我们对系统的渲染性能，推理速度和感知属性进行了广泛的评估，并提供了与竞争神经图像重建技术的比较。我们的测试结果表明，Fovolnet始终在保持感知质量的同时，在传统渲染上节省了大量时间。

视频框架合成由插值和外推组成，是一种必不可少的视频处理技术，可应用于各种情况。但是，大多数现有方法无法处理小物体或大型运动，尤其是在高分辨率视频（例如4K视频）中。为了消除此类局限性，我们引入了基于流动帧合成的邻居对应匹配（NCM）算法。由于当前的帧在视频框架合成中不可用，因此NCM以当前框架的方式进行，以在每个像素的空间型社区中建立多尺度对应关系。基于NCM的强大运动表示能力，我们进一步建议在异质的粗到细节方案中估算框架合成的中间流。具体而言，粗尺度模块旨在利用邻居的对应关系来捕获大型运动，而细尺度模块在计算上更有效地加快了估计过程。两个模块都经过逐步训练，以消除培训数据集和现实世界视频之间的分辨率差距。实验结果表明，NCM在多个基准测试中实现了最先进的性能。此外，NCM可以应用于各种实践场景，例如视频压缩，以实现更好的性能。

视频帧插值（VFI）目前是一个非常活跃的研究主题，具有跨越计算机视觉，后期生产和视频编码的应用程序。 VFI可能非常具有挑战性，特别是在含有大型运动，闭塞或动态纹理的序列中，现有方法未能提供感知鲁棒的插值性能。在这种情况下，我们基于时空多流量架构介绍了一种基于深度学习的VFI方法ST-MFNET。 ST-MFNET采用新的多尺度多流量预测器来估计多对一的中间流动，它们与传统的一对一光流组合以捕获大型和复杂的运动。为了增强各种纹理的插值性能，还用于在扩展时间窗口上模拟内容动态的3D CNN。此外，ST-MFNET已经在ST-GaN框架内培训，该框架最初是为纹理合成而开发的，目的是进一步提高感知插值质量。我们的方法已被全面评估 - 与十四个最先进的VFI算法相比 - 清楚地展示了ST-MFNET在各种和代表性测试数据集上始终如一地优于这些基准，在PSNR中具有显着的收益，用于案件在PSNR中高达1.09dB包括大型运动和动态纹理。项目页面：https://danielism97.github.io/st-mfnet。

隐式神经表示（INR）被出现为代表信号的强大范例，例如图像，视频，3D形状等。尽管它已经示出了能够表示精细细节的能力，但其效率尚未得到广泛研究数据表示。在INR中，数据以神经网络的参数的形式存储，并且通用优化算法通常不会利用信号中的空间和时间冗余。在本文中，我们建议通过明确地删除数据冗余来表示和压缩视频的新型INR方法。我们提出了跨视频帧和残差的主体剩余流场（NRFF）而不是存储原始RGB颜色，而不是存储原始RGB颜色。维护通常更光滑和更复杂的运动信息，比原始信号更少，需要更少的参数。此外，重用冗余像素值进一步提高了网络参数效率。实验结果表明，所提出的方法优于基线方法的显着边际。代码可用于https://github.com/daniel03c1/eff_video_repruseentation。

将基于深学习视频编码已经吸引了大量的关注它的巨大潜力排挤视频序列的时空冗余。本文提出了一种高效的编解码器，即双路径生成对抗性的基于网络的视频编解码器（DGVC）。首先，我们提出了一个双通道的增强与生成对抗网络（DPEG）重建压缩视频的详细信息。所述DPEG由一个$ \阿尔法$自动编码器和卷积长短期记忆（ConvLSTM），它具有大的感受域和多帧的引用，和$ \测试$利于结构特征重构的-path - 残余关注块的路径，这有利于局部纹理特征的重建。两条路径融合，并通过生成对抗性的流程协同训练。其次，我们重用两个运动补偿和质量增强模块，这是与运动估计进一步结合DPEG网络，并在我们的DGVC框架熵编码模块。第三，我们采用深视频压缩和提高了联合训练，进一步提高率失真（RD）性能。与X265 LDP非常快的方式相比，我们的DGVC由39.39％/ 54.92％在相同的PSNR / MS-SSIM，其通过一个胜过国家的本领域深视频编解码器降低平均比特每像素（BPP）相当幅度。

在本文中，我们提出了一个生成的对抗网络（GAN）框架，以增强压缩视频的感知质量。我们的框架包括单个模型中对不同量化参数（QP）的注意和适应。注意模块利用了可以捕获和对齐连续框架之间的远程相关性的全球接收场，这可能有益于提高视频感知质量。要增强的框架与其相邻的框架一起馈入深网，并在第一阶段的特征中提取不同深度的特征。然后提取的特征被馈入注意力块以探索全局的时间相关性，然后进行一系列上采样和卷积层。最后，通过利用相应的QP信息的QP条件适应模块处理所得的功能。这样，单个模型可用于增强对各种QP的适应性，而无需针对每个QP值的多个模型，同时具有相似的性能。实验结果表明，与最先进的压缩视频质量增强算法相比，所提出的PEQUENET的表现出色。

我们提出了一种称为基于DNN的基于DNN的框架，称为基于增强的相关匹配的视频帧插值网络，以支持4K的高分辨率，其具有大规模的运动和遮挡。考虑到根据分辨率的网络模型的可扩展性，所提出的方案采用经常性金字塔架构，该架构分享每个金字塔层之间的参数进行光学流量估计。在所提出的流程估计中，通过追踪具有最大相关性的位置来递归地改进光学流。基于前扭曲的相关匹配可以通过排除遮挡区域周围的错误扭曲特征来提高流量更新的准确性。基于最终双向流动，使用翘曲和混合网络合成任意时间位置的中间帧，通过细化网络进一步改善。实验结果表明，所提出的方案在4K视频数据和低分辨率基准数据集中占据了之前的工作，以及具有最小型号参数的客观和主观质量。

学识渊博的视频压缩方法已经对视频编码社区产生了各种兴趣，因为它们已经匹配甚至超过传统视频编解码器的速度差异（RD）性能。但是，许多当前基于学习的方法致力于利用短期时间信息，从而限制其性能。在本文中，我们专注于利用视频内容的独特特征，并进一步探索时间信息以增强压缩性能。具体而言，对于远程时间信息开发，我们提出了时间验证，可以在推理过程中在图片组（GOP）中连续更新。在这种情况下，时间先验包含当前共和党中所有解码图像的宝贵时间信息。至于短期时间信息，我们提出了逐步的指导运动补偿，以实现强大而有效的补偿。详细说明，我们设计了一个层次结构，以实现多尺度的补偿。更重要的是，我们使用光流引导来生成每个尺度特征图之间的像素偏移，每个尺度下的补偿结果将用于指导以下规模的补偿。足够的实验结果表明，与最先进的视频压缩方法相比，我们的方法可以获得更好的RD性能。该代码可公开可用：https：//github.com/huairui/lstvc。

本文回顾了关于压缩视频质量增强质量的第一个NTIRE挑战，重点是拟议的方法和结果。在此挑战中，采用了新的大型不同视频（LDV）数据集。挑战有三个曲目。Track 1和2的目标是增强HEVC在固定QP上压缩的视频，而Track 3旨在增强X265压缩的视频，以固定的位速率压缩。此外，轨道1和3的质量提高了提高保真度（PSNR）的目标，以及提高感知质量的2个目标。这三个曲目完全吸引了482个注册。在测试阶段，分别提交了12个团队，8支球队和11支球队，分别提交了轨道1、2和3的最终结果。拟议的方法和解决方案衡量视频质量增强的最先进。挑战的首页：https：//github.com/renyang-home/ntire21_venh

这项工作介绍了称为B-CANF的B帧编码框架，该框架利用有条件的增强标准化流量来进行B框架编码。学到的B框架编码的探索较少，更具挑战性。B-CANF是由有条件的P框架编码的最新进展的动机，是将基于流的模型应用于条件运动和框架间编码的首次尝试。B-CANF功能帧型自适应编码，该编码可以学习层次B框架编码更好的位分配。B-Canf还引入了一种特殊类型的B帧，称为B*-Frame，以模拟P框架编码。在常用数据集上，B-CANF达到了最新的压缩性能，在随机访问配置下显示了与HM-16.23相当的BD速率结果（在PSNR-RGB方面）。

学习的视频压缩方法在赶上其速率 - 失真（R-D）性能时，追赶传统视频编解码器的许多承诺。然而，现有的学习视频压缩方案受预测模式和固定网络框架的绑定限制。它们无法支持各种帧间预测模式，从而不适用于各种场景。在本文中，为了打破这种限制，我们提出了一种多功能学习的视频压缩（VLVC）框架，它使用一个模型来支持所有可能的预测模式。具体而言，为了实现多功能压缩，我们首先构建一个运动补偿模块，该模块应用用于在空间空间中的加权三线性翘曲的多个3D运动矢量字段（即，Voxel流量）。 Voxel流量传达了时间参考位置的信息，有助于与框架设计中的帧间预测模式分离。其次，在多参考帧预测的情况下，我们应用流预测模块以预测具有统一多项式函数的准确运动轨迹。我们表明流量预测模块可以大大降低体素流的传输成本。实验结果表明，我们提出的VLVC不仅支持各种设置中的多功能压缩，而且还通过MS-SSIM的最新VVC标准实现了可比的R-D性能。

半监控视频对象分段（VOS）旨在在视频序列中分段一些移动对象，其中通过注释第一帧来指定这些对象。已经考虑了许多现有的半监督VOS方法以提高分割精度的光学流程。然而，由于光学流量估计的高复杂性，光流基的半监控VOS方法不能实时运行。在该研究中提出了由特征提取网络（F），外观网络（A），运动网络（A）和集成网络（I）组成的FAMINET，以解决上述问题。外观网络基于对象的静态外观输出初始分割结果。运动网络通过很少的参数估计光学流量，这些参数通过在线记忆算法快速优化，该算法被称为松弛最陡血迹。集成网络使用光流来改进初始分割结果。广泛的实验表明，FAMINET在DAVIS和YOUTUBE-VOS基准上表现出其他最先进的半监督VOS方法，并且它在准确性和效率之间实现了良好的权衡。我们的代码可在https://github.com/liuziyang123/faminet获得。

The International Workshop on Reading Music Systems (WoRMS) is a workshop that tries to connect researchers who develop systems for reading music, such as in the field of Optical Music Recognition, with other researchers and practitioners that could benefit from such systems, like librarians or musicologists. The relevant topics of interest for the workshop include, but are not limited to: Music reading systems; Optical music recognition; Datasets and performance evaluation; Image processing on music scores; Writer identification; Authoring, editing, storing and presentation systems for music scores; Multi-modal systems; Novel input-methods for music to produce written music; Web-based Music Information Retrieval services; Applications and projects; Use-cases related to written music. These are the proceedings of the 3rd International Workshop on Reading Music Systems, held in Alicante on the 23rd of July 2021.

视频框架插值〜（VFI）算法近年来由于数据驱动算法及其实现的前所未有的进展，近年来有了显着改善。最近的研究引入了高级运动估计或新颖的扭曲方法，以解决具有挑战性的VFI方案。但是，没有发表的VFI作品认为插值误差（IE）的空间不均匀特征。这项工作引入了这样的解决方案。通过密切检查光流与IE之间的相关性，本文提出了新的错误预测指标，该指标将中间框架分为与不同IE水平相对应的不同区域。它基于IE驱动的分割，并通过使用新颖的错误控制损耗函数，引入了一组空间自适应插值单元的合奏，该单元逐步处理并集成了分段区域。这种空间合奏会产生有效且具有诱人的VFI解决方案。对流行视频插值基准测试的广泛实验表明，所提出的解决方案在当前兴趣的应用中优于当前最新（SOTA）。