1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264

35 560 2

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 35
Dung lượng 754,67 KB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

HÌNH Vẽ 4.7: KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI ĐầU TIÊN TRONG CHUỗI VIDEO .... HÌNH Vẽ 4.13: KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI TRONG CHUỗI VIDEO CHƯA ĐƯợC Xử LÝ .... HÌNH Vẽ 4.14: KHUNG HÌNH T

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

VŨ TUẤN ANH

THUẬT TOÁN DEBLOCKING TRONG XỬ LÝ

VIDEO NÉN THEO CHUẨN H.264

Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử

Trang 2

ii

Trang

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

DANH MỤC CÁC BẢNG

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NÉN VIDEO 2

1.1 Khái niệm về video 2

1.2.1 Giảm tốc độ dòng bit dựa trên đặc điểm của thị giác người 7

1.2.2 Nén dòng dữ liệu video số trong miền không gian 8

1.2.3 Nén dữ liệu video số theo miền thời gian 9

1.2.4 Nén hỗn hợp sử dụng tổ hợp của các phương pháp trên 9

1.3 Tham số nén video 9 CHƯƠNG 2: CHUẨN NÉN H.264 10 2.1 Giới thiệu chung về chuẩn nén H.264 10 2.2 Cơ chế nén ảnh của H.264 12 2.2.1 Bộ nén 12 2.2.2 Bộ giải nén 13 2.3 Cấu trúc của H.264 14 2.3.1 Phân chia khung hình thành các MB 15 2.3.2 Dự đoán Inter trong H.264 17 2.3.2.1 Các véc-tơ chuyển động 18

2.3.2.2 Xác định các mẫu nội suy 19

2.3.2.3 Ước lượng véc-tơ chuyển động và bù chuyển động 21

2.3.3.1 Các mode dự đoán cho block 4x4 (đối với thành phần độ chói)

Error! Bookmark not defined.

2.3.3.2 Các mode dự đoán Intra16x16 (đối với thành phần độ chói)

Error! Bookmark not defined 2.3.3.3 Các mode dự đoán Intra8x8 (đối với thành phần sắc độ) Error!

Bookmark not defined.

2.3.3.4 Báo hiệu trong các mode dự đoán Intra Error! Bookmark not

defined.

2.3.5 Phép biến đổi và lượng tử hóa Error! Bookmark not defined

2.3.5.1 Biến đổi và lượng tử hóa dư thừa 4x4 (các blok 0÷15, 18÷25)

Error! Bookmark not defined 2.3.5.2 Lượng tử hoá Error! Bookmark not defined 2.3.5.3 ReScaling Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 3: THUẬT TOÁN DEBLOCKING Error! Bookmark not defined

Trang 3

3.2.3 Tính thích ứng mức mẫu của bộ lọc Error! Bookmark not defined

defined

CHƯƠNG 4: CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG Error! Bookmark not defined

4.3 Các kết quả lối ra của chương trình Error! Bookmark not defined

4.3.1 Kết quả hình ảnh thu được trong quá trình phân tích khung hình đầu tiên Error! Bookmark not defined

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Trang 4

iv

Trang 5

RD Rate distortion

Trang 6

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

HÌNH Vẽ 1.1: CHUỗI VIDEO XEN Kẽ 2

HÌNH Vẽ 1.2: CấU TRÖC LấY MẫU 4

HÌNH Vẽ 1.3: CấU TRÖC LấY MẫU 4:2:2 4

HÌNH Vẽ 1.4: CấU TRÖC LấY MẫU 4:1:1 5

HÌNH Vẽ 1.5: CấU TRÖC LấY MẫU 4:2:0 5

HÌNH Vẽ 1.6: KHUNG HÌNH VIDEO LấY MẫU ở CÁC Độ PHÂN GIảI KHÁC NHAU 6

HÌNH Vẽ 2.1: SƠ Đồ KHốI CủA Bộ NÉN THEO CHUẩN H.264 13

HÌNH Vẽ 2.2: SƠ Đồ KHốI CủA Bộ GIảI NÉN THEO CHUẩN H.264 14

HÌNH Vẽ 2.3: CÁC PROFILE TRONG CHUẩN NÉN H.264 15

HÌNH Vẽ 2.4: PHÂN CHIA MB THEO CÁC KÍCH THƯớC 16X16, 16X8, 8X16 VÀ 8X8 16

HÌNH Vẽ 2.5: PHÂN CHIA MB THEO CÁC KÍCH THƯớC 8X8, 4X8, 8X4 VÀ 4X4 16

HÌNH Vẽ 2.6: A) SAI KHÁC GIữA HAI KHUNG HÌNH LIÊN TIếP 17

B) KHUNG HÌNH SAI KHÁC ĐÃ ĐƯợC BÙ CHUYểN ĐộNG 17

HÌNH Vẽ 2.7: VÍ Dụ Về Dự ĐOÁN VÉCTƠ CHUYểN ĐộNG 18

HÌNH Vẽ 2.8: NộI SUY CÁC Vị TRÍ GIữA CÁC ĐIểM ảNH 19

HÌNH Vẽ 2.9: NộI SUY CủA CÁC Vị TRÍ ¼ KHOảNG CÁCH ĐIểM ảNH 20

HÌNH Vẽ 2.10: VÙNG HÌNH ảNH ĐƯợC NộI SUY CủA CÁC Vị TRÍ ¼ PIXEL 20

HÌNH Vẽ 2.11: Vị TRÍ NộI SUY 1/8 CủA CÁC THÀNH PHầN SắC Độ 21 HÌNH Vẽ 2.12: MÔ Tả HOạT ĐộNG ƯớC LƯợNG VÉC-TƠ CHUYểN ĐộNG

ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

Trang 7

HÌNH Vẽ 2.13: Vị TRÍ CủA BLOCK HIệN TạI VÀ Vị TRÍ CủA CÁC BLOCK Kế

CậN (CÙNG KÍCH THƯớC BLOCK)ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 2.14: Vị TRÍ CủA BLOCK HIệN TạI VÀ Vị TRÍ CủA CÁC BLOCK Kế

CậN (KHÁC KÍCH THƯớC)ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 2.15: GÁN NHÃN CÁC MẫU Dự ĐOÁN (4X4)ERROR! BOOKMARK

NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 2.16: CÁC MODE Dự ĐOÁN INTRA4X4 (THÀNH PHầN Độ CHÓI)

ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 2.17: VÍ Dụ Về CÁC MODE Dự ĐOÁN INTRA4X4 TRONG THựC Tế

ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 2.18: CÁC MODE Dự ĐOÁN INTRA16X16 (THÀNH PHầN Độ CHÓI)

ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 2.19: VÍ Dụ Về CÁC MODE Dự ĐOÁN INTRA16X16 TRONG THựC Tế

ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED HÌNH Vẽ 2.20: MSE CủA Dữ LIệU DƯ THừAERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED

HÌNH Vẽ 2.21: LƯU Đồ CủA THUậT TOÁN QUYếT ĐịNH MODE ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 2.22: THứ Tự TRUYềN CủA CÁC BLOCK DƯ THừA TRONG MộT MB

ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 3.1: DEBLOCKING VớI VAI TRÕ LÀ MộT Bộ LọC POST-FILTER

ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED HÌNH Vẽ 3.2: LOOP-FILTER TRONG CHUẩN NÉN H.264ERROR! BOOKMARK

NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 3.3: MÔ Tả ĐƯờNG BIÊN GIữA CÁC BLOCK MANG TÍNH TRựC

QUAN ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED HÌNH Vẽ 3.4: LƯU Đồ THUậT TOÁN TÍNH GIÁ TRị BSERROR! BOOKMARK

NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 3.5: LƯU Đồ THUậT TOÁN CủA Bộ LọC DEBLOCKING ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED

Trang 8

viii

HÌNH Vẽ 3.6: LƯU Đồ THUậT TOÁN CủA Bộ LọC DEBLOCKING (TIếP THEO)

ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED HÌNH Vẽ 4.1: GIAO DIệN CHÍNH CủA CHƯƠNG TRÌNHERROR! BOOKMARK

NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.2: GIAO DIệN CHÍNH NHậP THÔNG Số CHO CHƯƠNG TRÌNH

ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED HÌNH Vẽ 4.3: SƠ Đồ KHốI TổNG QUÁT CủA CHƯƠNG TRÌNH ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.4: SƠ Đồ KHốI THựC HIệN CHứC NĂNG INTRA CODING ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.5: SƠ Đồ KHốI THựC HIệN CHứC NĂNG INTER CODING ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.6: SƠ Đồ KHốI THựC HIệN CHứC NĂNG INTER CODING (TIếP

THEO) ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.7: KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI ĐầU TIÊN TRONG CHUỗI

VIDEO ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.8: KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI SAU KHI Dự ĐOÁN

INTRA4X4 MODE DC ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.9: KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI SAU KHI THựC HIệN

DCT VÀ LƯợNG Tử HOÁ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.10: KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI SAU KHI THựC HIệN

IDCT VÀ LƯợNG Tử HÓA NGƯợCERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED

HÌNH Vẽ 4.11: KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI SAU KHI KHÔI PHụC LạI

NHƯNG KHÔNG Sử DụNG Bộ LọCERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED

HÌNH Vẽ 4.12: KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI SAU KHI KHÔI PHụC LạI

CÓ Sử DụNG Bộ LọC ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.13: KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI TRONG CHUỗI VIDEO

CHƯA ĐƯợC Xử LÝ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

Trang 9

HÌNH Vẽ 4.14: KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI TRONG CHUỗI VIDEO

SAU KHI THựC HIệN Dự ĐOÁN INTERERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.15: KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI TRONG CHUỗI VIDEO

SAU KHI THựC HIệN BIếN ĐổI DCT VÀ LƢợNG Tử HOÁ

ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.16: KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI TRONG CHUỗI VIDEO

SAU KHI THựC HIệN BIếN ĐổI IDCT VÀ LƢợNG Tử HOÁ

NGƢợC ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.17: HÌNH ảNH TRONG KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI SAU

KHI KHÔI PHụC LạI NHƢNG KHÔNG Sử DụNG Bộ LọC ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.18: HÌNH ảNH TRONG KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI SAU

KHI KHÔI PHụC LạI CÓ Sử DụNG Bộ LọCERROR! BOOKMARK

NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.19: MộT KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI ĐạI DIệN CHO

CHUỗI VIDEO “TEST1.AVI”ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

HÌNH Vẽ 4.20: MộT KHUNG HÌNH THÀNH PHầN Độ CHÓI ĐạI DIệN CHO

CHUỗI VIDEO “TEST2.AVI”ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

Trang 10

x

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.2: Các giá trị MF tương ứng với 6 giá trị QP đầu tiên Error! Bookmark not

defined.

Bảng 3.1: Bộ lọc deblocking đối với các chuẩn nén khác nhau Error! Bookmark not

defined.

MỞ ĐẦU

Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc về công nghệ trong lĩnh vực điện tử, viễn thông và công nghệ thông tin, các tính năng cũng như các loại hình dịch vụ trong lĩnh vực này đều có xu hướng hội tụ trong một vài thiết bị nhỏ gọn Chẳng

Trang 11

hạn, chỉ với một thiết bị cầm tay người sử dụng có thể sử dụng cũng như truy cập được rất nhiều các loại hình dịch vụ của các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau như: đàm thoại, truy cập internet, xem truyền hình, chạy các ứng dụng như trên máy tính cá nhân…

Để có được kết quả này là nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ của cả lĩnh vực phần cứng cũng như phần mềm Sự ra đời của những chíp vi điều khiển có tốc

độ và năng lực xử lý rất cao được đóng gói nhỏ gọn cùng với các thuật toán phần mềm tối ưu làm tăng năng lực tính toán cũng như giảm thiểu được băng thông

Những phát triển quan trọng trong các lĩnh vực về xử lý hình ảnh đã cho

ra đời những kỹ thuật nén và phương pháp truyền tải hình ảnh hiệu quả cho phép giải quyết được nhiều vấn đề băng thông Trong đó, nổi bật hơn cả là sự ra đời của chuẩn nén H.264 được xem là chuẩn nén video tốt nhất hiện nay Chuẩn nén H.264 cho phép dữ liệu video được nén với tỉ lệ nén rất cao nhưng vẫn đáp ứng được yêu cầu về chất lượng về hình ảnh

Mục đích của luận văn này là tập trung vào nghiên cứu và lập trình mô phỏng thuật toán Deblocking trong chuẩn H.264 Đây là một thuật toán khôi phục ảnh cho phép cải thiện chất lượng hình ảnh video được nén theo chuẩn H.264, nhằm khắc phục việc suy giảm chất lượng hình ảnh do bản thân các yếu

tố trong các phương pháp nén dữ liệu gây ra Thuật toán Deblocking có thể được cài đặt trên các phần cứng chuyên dụng cũng như bằng phần mềm

Nội dung luận văn bao gồm:

- Chương 1: Giới thiệu một số khái niệm tổng quan về video và các kỹ thuật nén video

- Chương 2: Trình bày một số nội dung chính của chuẩn nén H.264 Do thuật toán Deblocking

là một thành phần được tích hợp trong trong bộ nén và giải nén nên luận văn sẽ trình bày chi tiết vào các vấn đề chính của H.264 liên quan đến quá trình triển khai và xây dựng phần mềm

mô phỏng

- Chương 3: Trình bày thuật toán Deblocking

- Chương 4: Chương trình mô phỏng và đánh giá kết qủa

Do thời gian có hạn nên luận văn chỉ mới đề cập được một phần các vấn

đề trong kỹ thuật nén H.264 nói chung và thuật toán Deblocking nói riêng do

Trang 12

xii

vậy chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, tác giả xin trân trọng những đóng góp của các Thày cô và các đồng nghiệp xa gần để luận văn ngày càng hoàn chỉnh hơn Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về cho tác giả theo địa chỉ vtanh78@yahoo.com

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và sự chỉ bảo tận tình của Thày giáo hướng dẫn luận văn, TS Lê Vũ Hà - Bộ môn Xử lý thông tin - Khoa Điện tử Viễn thông - Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Hà nội, ngày 02 tháng 11 năm 2009

Trang 14

2

2

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NÉN VIDEO

1.1 Khái niệm về video

Một cảnh video tự nhiên có tính liên tục về không gian và thời gian Khi biểu diễn dưới dạng dữ liệu video số thì video là chuỗi các hình ảnh liên tiếp, còn gọi là khung hình Chuỗi các khung hình xuất hiện liên tục với tốc độ đủ nhanh sẽ cho ta cảm giác chuyển động của một hình ảnh với sự chuyển động của các đối tượng trong khung cảnh (tối thiểu để có cảm giác chuyển động tự nhiên là khoảng 25 khung hình/giây do thời gian lưu ảnh trong võng mạc là khoảng 1/25 giây) [1] Một tín hiệu video có thể được lấy mẫu đầy đủ một chuỗi các khung hình (lấy mẫu liên tục) hoặc lấy mẫu xen kẽ

Mỗi khung hình được lấy mẫu xen kẽ gồm hai thành phần là Top field và Bottom field Top field bao gồm các dòng có thứ tự chẵn còn Bottom field bao gồm các dòng có thứ tự lẻ trong một khung hình đầy đủ như được mô tả trong hình vẽ sau:

Hình vẽ 1.1: Chuỗi video xen kẽ

Việc lấy mẫu xen kẽ có ưu điểm là làm cho chuyển động của cảnh trong video

ít bị giật hình hơn

Không gian màu:

Theo lý thuyết về biểu diễn màu sắc, mỗi một màu sắc tự nhiên đều có thể được tạo từ một tổ hợp của ba màu đơn sắc: màu đỏ, màu lục và màu lam (Còn được gọi là ba màu cơ sở của không gian màu RGB) Trong không gian màu RGB,

Trang 15

3

các màu khác nhau có thể được mô tả như là các điểm bên trong một hình lập phương đơn vị: Gốc tọa độ (0, 0, 0) biểu diễn cho màu đen và điểm (1, 1, 1) tương ứng với màu trắng; ba thành phần R (đỏ), G (lục) và B (lam) là ba trục của không gian Biểu diễn màu sắc theo ba thành phần RGB rất thuận tiện cho việc hiển thị hình ảnh trên màn hình máy tính hay máy thu hình

Một hệ thống biểu diễn màu khác thường được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực truyền hình là không gian màu YUV, với mỗi màu sắc được biểu diễn bởi một tổ hợp của ba thành phần: Y là độ chói và U, V là hai thành phần biểu diễn sắc độ Biểu diễn hình ảnh video trong không gian màu này cho phép đạt được hiệu suất truyền hình ảnh cao hơn và giữ được tính tương thích giữa các chuẩn truyền hình màu với truyền hình đen trắng Thành phần độ chói (luminance) mang thông tin về cường độ ánh sáng, hai thành phần còn lại mang thông tin về sắc độ (chrominance) của các điểm ảnh

Dưới đây là biểu diễn mối quan hệ giữa hai không gian màu YUV và RGB (theo chuẩn CCIR 601):

Trong đó: Y là thành phần chói còn U, V là hai thành phần sắc độ

Một định dạng màu khác tương tự như YUV và cũng hay được sử dụng là

sau:

thống, trong khi YUV được sử dụng trong truyền hình số

Số hoá tín hiệu video

Trang 16

4

4

Trong một chuỗi video với các khung hình có độ phân giải là 720x576 điểm ảnh, tốc độ khung hình là 25Hz hoặc 30Hz Mỗi khung hình trong chuỗi video được lấy mẫu và số hoá như hình vẽ 1.2:

YUV 4:2:0

YUV 4:1:1

Hình vẽ 1.2: Cấu trúc lấy mẫu

Cấu trúc lấy mẫu 4:2:2

Hình vẽ 1.3: Cấu trúc lấy mẫu 4:2:2

Việc lấy mẫu sẽ diễn ra một cách tuần tự như sau: Điểm ảnh đầu lấy mẫu

theo chỉ lấy mẫu thành phần chói (Y) mà không lấy mẫu hai thành phần sắc độ Khi giải mã, thành phần sắc độ của điểm ảnh bị thiếu phải được suy ra từ điểm ảnh trước đó Cứ như vậy, bốn lần lấy mẫu thành phần Y thì có hai lần lấy mẫu thành phần U và hai lần lấy mẫu thành phần V

Trang 17

5

Cấu trúc lấy mẫu 4:1:1

Hình vẽ 1.4: Cấu trúc lấy mẫu 4:1:1

Điểm ảnh đầu lấy mẫu đủ các thành phần Y, U, V Ba điểm ảnh kế tiếp chỉ lấy mẫu thành phần độ chói Y mà không lấy mẫu thành phần sắc độ Khi giải mã, thành phần sắc độ của ba điểm ảnh kế tiếp này phải suy ra từ điểm ảnh đầu Tuần

tự như vậy, cứ bốn lần lấy mẫu thành phần Y có một lần lấy mẫu thành phần U và một lần lấy mẫu thành phần V

Cấu trúc lấy mẫu 4:2:0

text

text

Hình vẽ 1.5: Cấu trúc lấy mẫu 4:2:0

Lấy mẫu thành phần độ chói Y tại tất cả các điểm ảnh Với thành phần sắc độ thì cứ bốn thành phần Y lấy mẫu hai thành phần U và V cách nhau theo từng hàng

Các định dạng video

Chuẩn nén H.264 có thể thực hiện việc nén đối với các định dạng khung hình video khác nhau Trong thực tế, nó thường thu hoặc chuyển đổi sang các định dạng trung gian trước khi thực hiện nén và truyền đi Định dạng trung gian thông

Trang 19

7

Việc chọn độ phân giải của khung hình tuỳ thuộc vào ứng dụng và khả năng lưu trữ cũng như khả năng truyền dẫn Ví dụ: 4CIF là phù hợp với truyền hình độ nét tiêu chuẩn và video DVD; CIF và QCIF phù hợp cho các ứng dụng video hội nghị; QCIF hoặc SQCIF phù hợp cho các ứng dụng đa phương tiện trên các điện thoại di động Bảng 1.2 mô tả số các bit cần thiết để mã hoá một khung hình theo mỗi định dạng (với cấu trúc lấy mẫu 4:2:0 và 8 bit biểu diễn cho một mẫu)

Một định dạng được sử dụng rộng rãi cho các dữ liệu video số trong các ứng dụng truyền hình là khuyến nghị ITUT-R BT.601-5 Thành phần độ chói của tín hiệu video được lấy mẫu với tốc độ 13,5MHz và 6,75MHz đối với các thành phần sắc độ để tạo ra các thành phần Y:U:V theo tỷ lệ 4:2:2 Các thông số của tín hiệu video số đã được lấy mẫu phụ thuộc vào tốc độ khung hình (30Hz đối với tín hiệu NTSC và 25Hz đối với tín hiệu PAL/SECAM)

1.2 Các phương pháp nén video

Mục tiêu chính của việc nén dữ liệu video là biểu diễn một nguồn dữ liệu video bởi một số lượng bit ít nhất có thể được mà vẫn đảm bảo yêu cầu chất lượng cảm thụ hình ảnh của mắt người Với tín hiệu video, giới hạn dải thông của tín hiệu video tương tự ở vào khoảng 6MHz Tín hiệu video sau khi số hoá theo tiểu chuẩn CCIR 601 với tốc độ bit là 270Mbit/s chiếm dải thông không dưới 189MHz, tức là lớn hơn 31,5 lần so với dải thông của tín hiệu tương tự Do vậy, giảm dải thông là vấn đề quan trọng với công nghệ video số

Về cơ bản việc giảm yêu cầu về dải thông được thực hiện theo bốn cách:

tại một khung hình

1.2.1 Giảm tốc độ dòng bit dựa trên đặc điểm của thị giác người

Do mắt người thường ít nhạy cảm đối với các thành phần sắc độ hơn là thành phần độ chói của hình ảnh nên trong phương pháp này, người ta có thể giảm bớt

độ phân giải của thành phần sắc độ mà không làm ảnh hưởng nhiều đến sự cảm

Ngày đăng: 21/11/2016, 16:21

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Iain E.G.Richardson, H.264 and MPEG-4 Video Compression: Video coding for Next-generation Multimedia, Jơnh Wiley&Sons, Ltd.ISBN:0-470- 84837-5, 2003 Sách, tạp chí
Tiêu đề: H.264 and MPEG-4 Video Compression: Video coding for Next-generation Multimedia
Tác giả: Iain E.G. Richardson
Nhà XB: Jơnh Wiley&Sons, Ltd.
Năm: 2003
[2] Mohammed Ghanbari, Standard Codecs: Image Compression to Advanced Video Coding, The Institution of Electrical Engineers, London, United Kingdom, 2003 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Standard Codecs: Image Compression to Advanced Video Coding
Tác giả: Mohammed Ghanbari
Nhà XB: The Institution of Electrical Engineers
Năm: 2003
[3] Jianwen Chen, Yanmei Qu, Yun He, “A Fast Mode Decision Algorithm In H.264”, State Key Lab on Microwave & Digital Communications, Department of Electronics Engineering, Tsinghua University, Beijing, China, 100084 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “A Fast Mode Decision Algorithm In H.264”
[4] Thomas Wiegand, Draft IUT-T Recommendation and Final Draft International Standard of Joint Video Specification (ITU-T Rec. H.264 | ISO/IEC 14496-10 AVC), 8 th Meeting: Geneva, Switzerland, 23-27 May, 2003 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Draft IUT-T Recommendation and Final Draft International Standard of Joint Video Specification (ITU-T Rec. H.264 | ISO/IEC 14496-10 AVC)", 8"th
[5] L.Hanzo, P. Cherriman and J. Streit, Video Compression and Communications, John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England, 2007 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Video Compression and Communications
Tác giả: L. Hanzo, P. Cherriman, J. Streit
Nhà XB: John Wiley & Sons Ltd
Năm: 2007
[6] Peter List, Anthony Joch, Jani Lainema, Gisle Bjứntegaard, and Marta Karczewicz, Adaptive Deblocking Filter, IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY, VOL. 13, NO. 7, JULY 2003 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Adaptive Deblocking Filte
[7] A. Averbuch, A. Schclar, D. L. Donoho, Deblocking of Block-Transform Compressed Images Using Weighted Sums of Symmetrically Aligned Pixels, November 8, 2001 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Deblocking of Block-Transform Compressed Images Using Weighted Sums of Symmetrically Aligned Pixels
[8] Gwang Hoon Park, Min Woo Park, Sung-Chang Lim, Woo Sung Shim, and Yung-Lyul Lee, Senior Member, IEEE, Deblocking Filtering for Illumination Sách, tạp chí
Tiêu đề: Deblocking Filtering for Illumination
Tác giả: Gwang Hoon Park, Min Woo Park, Sung-Chang Lim, Woo Sung Shim, Yung-Lyul Lee

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình vẽ 1.1: Chuỗi video xen kẽ - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
Hình v ẽ 1.1: Chuỗi video xen kẽ (Trang 14)
Hình vẽ 1.2: Cấu trúc lấy mẫu - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
Hình v ẽ 1.2: Cấu trúc lấy mẫu (Trang 16)
Bảng 1.1: Các định dạng khung hình video - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
Bảng 1.1 Các định dạng khung hình video (Trang 18)
Hình  vẽ  dưới  đây  là  một  ví  dụ  về  thành  phần  độ  chói  của  một  khung  hình  video được lấy mẫu ở các độ phân giải từ 4CIF tới Sub-QCIF - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
nh vẽ dưới đây là một ví dụ về thành phần độ chói của một khung hình video được lấy mẫu ở các độ phân giải từ 4CIF tới Sub-QCIF (Trang 18)
Hình vẽ 2.1: Sơ đồ khối của bộ nén theo chuẩn H.264 - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
Hình v ẽ 2.1: Sơ đồ khối của bộ nén theo chuẩn H.264 (Trang 25)
Hình vẽ 2.2: Sơ đồ khối của bộ giải nén theo chuẩn H.264 - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
Hình v ẽ 2.2: Sơ đồ khối của bộ giải nén theo chuẩn H.264 (Trang 26)
Hình vẽ 2.3: Các profile trong chuẩn nén H.264 - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
Hình v ẽ 2.3: Các profile trong chuẩn nén H.264 (Trang 27)
Hình vẽ 2.4: Phân chia MB theo các kích thước 16x16, 16x8, 8x16 và 8x8 - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
Hình v ẽ 2.4: Phân chia MB theo các kích thước 16x16, 16x8, 8x16 và 8x8 (Trang 28)
Hình vẽ 2.5: Phân chia MB theo các kích thước 8x8, 4x8, 8x4 và 4x4 - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
Hình v ẽ 2.5: Phân chia MB theo các kích thước 8x8, 4x8, 8x4 và 4x4 (Trang 28)
Hình vẽ 2.6: a) Sai khác giữa hai khung hình liên tiếp - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
Hình v ẽ 2.6: a) Sai khác giữa hai khung hình liên tiếp (Trang 29)
Hình vẽ 2.7: Ví dụ về dự đoán véctơ chuyển động - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
Hình v ẽ 2.7: Ví dụ về dự đoán véctơ chuyển động (Trang 30)
Hình vẽ 2.8: Nội suy các vị trí giữa các điểm ảnh - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
Hình v ẽ 2.8: Nội suy các vị trí giữa các điểm ảnh (Trang 31)
Hình vẽ 2.10 biểu diễn ví dụ về kết quả của việc nội suy vùng tham chiếu với - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
Hình v ẽ 2.10 biểu diễn ví dụ về kết quả của việc nội suy vùng tham chiếu với (Trang 32)
Hỡnh vẽ 2.9: Nội suy của cỏc vị trớ ẳ khoảng cỏch điểm ảnh - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
nh vẽ 2.9: Nội suy của cỏc vị trớ ẳ khoảng cỏch điểm ảnh (Trang 32)
Hình vẽ 2.11: Vị trí nội suy 1/8 của các thành phần sắc độ - Thuật toán deblocking trong xử lý video nén theo chuẩn h264
Hình v ẽ 2.11: Vị trí nội suy 1/8 của các thành phần sắc độ (Trang 33)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w