Đinh Triều Dương Năm bảo vệ: 2011 Abstract: Giới thiệu nhu cầu cần thiết của việc tăng tốc độ khung hình FRUC: Ước lượng chuyển động, các tiêu chuẩn tìm sự phù hợp, chiến lược tìm kiế
Trang 1Phát triển thuật toán tăng cường chất lượng
video tại đầu thu
Đỗ Thành Nam
Trường Đại học Công nghệ Luận văn Thạc sĩ ngành: Kỹ thuật Điện tử; Mã số: 60 52 70
Người hướng dẫn: TS Đinh Triều Dương
Năm bảo vệ: 2011
Abstract: Giới thiệu nhu cầu cần thiết của việc tăng tốc độ khung hình FRUC: Ước
lượng chuyển động, các tiêu chuẩn tìm sự phù hợp, chiến lược tìm kiếm, các phương pháp nội suy và tái tạo, Giới thiệu các phương pháp nâng cao tốc độ khung hình: không dựa vào chuyển động (lặp lại khung hình, nội suy tuyến tính, ), không dựa vào chuyển động (nội suy bù chuyển động tham chiếu, cách tiếp cận vấn đề ước lượng trong FRUC Phương pháp nâng cao sử dụng ước lượng chuyển động hai chiều Kết quả thực nghiệm: Các giá trị hằng số sử dụng, phương pháp nội suy tuyến tính, MIC
tham chiếu
Keywords: Điện tử viễn thôngp; Kỹ thuật điện tử; Thuật toán nội suy; Khung hình
FRUC
Content
Đặt vấn đề
Do sự tăng trưởng nhanh chóng của mạng truyền thông không dây, video qua mạng không dây đã và đang đạt được nhiều sự quan tâm Trong đó điện thoại di động có được sự phát triển mạnh nhất Ban đầu điện thoại di động được sản sinh do nhu cầu hội thoại, tuy nhiên ngày này nó còn cung cấp cho người dung rất nhiều dịch vụ gia tăng khác như dư liệu,
âm thanh, video nhờ sự phát triển điện thoại di động thế hệ thư 3, thứ 4(3G, 4G)
Như trong hình 1.1, vấn đề có thể gặp trong mạng điện thoại di động 3G/4G, khi mà người dùng với thiết bị di động đầu cuối của mình yêu cầu dịch vụ truyền tải video Luồng video được truyền đến từ một máy chủ ứng dụng qua mạng, trong quá trình truyền dữ liệu trong môi trường không dây đến điện thoại của người dùng, dữ liệu video có thể bị lỗi bởi thực tế môi trường truyền là môi trường dễ phát sinh lỗi Trong mạng này, do bị giới hạn về băng thông, với video có độ phân giải thấp (QCIF 176 x 144) nên bị mất 1 gói dữ liệu Do tiến trình này là một tiến trình thời gian thực nên nó không thể thực hiện gửi lại Phương pháp duy nhất để sửa các lỗi gây ra do mất gói là sử dụng phương thức tăng cường chất lượng
Trang 2tăng cường chất lượng video trong miền thời gian để tăng cường chất lượng truyền video qua kênh vô tuyến
Nhiệm vụ chính của của phương pháp tăng cường chất lượng video là để thay thế các phần video bị mất nội dung bằng các phần trước đó giải mã chuỗi video để loại trừ hoặc giảm thiểu hiệu ứng hình ảnh của dòng lỗi bit Các phương pháp tăng cường chất lượng video khai thác sự tương quan không gian và thời gian giữa các bộ phận hình ảnh lân cận (macroblocks) trong cùng một khung hoặc các khung hình trong quá khứ và tương lai [6] Kỹ thuật sử dụng hai loại tương quan được phân loại là phương pháp tăng cường chất lượng video theo miền không gian và phương pháp tăng cường chất lượng video theo thời gian
Tăng cường chất lượng video theo miền không gian sử dụng thông tin từ bản chất trơn liên tục về không gian của hình ảnh video, và mỗi pixel bị mất của phần hình ảnh bị hỏng có thể được nội suy từ các điểm ảnh xung quanh còn nguyên vẹn Thuật toán nội suy đã được cải tiến bằng cách sử dụng phương pháp phát hiện cạnh biên khác nhau của ảnh
Tăng cường chất lượng video miền thời gian sử dụng sự liên tục trơn chu giữa các khung liền kề trong chuỗi video Hiện nay đã có rất nhiều phương pháp tăng cường chất lượng video theo miền thời gian được đưa ra Dưới đây là một số phương pháp cơ bản:
Phương pháp sao chép frame (Frame copy): Đây là phương pháp thực hiện đơn giản nhất thay thế một phần hình ảnh bị mất bởi một phần không gian tương ứng trong một khung trước đó đã được giải mã phần mà có mối liên quan lớn nhất với phần hình ảnh bị mất Thuật toán sao chép đã được cải thiện bằng cách xem xét bản chất thay đổi của chuỗi video
Phương pháp sao chép chuyển động (motion copy): Phương pháp này thực hiện sao chép các vector chuyển động của các khung hình trước đó
Hiện nay vẫn chưa có tiêu chuẩn để đánh giá hiệu suất của phương pháp ẩn lỗi Để đánh giá chất lượng của việc tái cấu trúc người ta sử dụng điển hình là tỷ số tín hiệu nhiễu đỉnh (PSNR) và chỉ số tương tự cấu trúc số liệu (SSIM)
References
[1] Iain E G Richardson, “H.264 and MPEG-4 Video Compression” Wiley; 1 edition (August 12, 2003)
[2] Qiang Peng, Tianwu Yang, Changqian Zhu, “Block-Based Temporal Error
Concealment for Video Packet Using Motion Vector Extrapolation” IEEE Communications, Circuits and Systems and West Sino Expositions [S l.]: IEEE, 2002: 10-14
[3] Soon-kak Kwon, A Tamhankar and K.R Rao, ”Overview of H.264 / MPEG-4
Part 10”,J Visual Communication and Image Representation, vol 17, pp.186-216, April 2006
[4] Saurav Bandyopadhyay, Zhenyu Wuj, Purvin Pandit, Jill Boyce, “ Frame Loss
Error Concealment for H.264/AVC.” , Joint Video Team of ISO/IEC MPEG & ITU-T VCEG.JVT-P072, July,2005
Trang 3[5] P Baccichet, D Bagni, A Chimienti, L.Pezzoni, F.S.Rovati , “Frame
concealment for H.264/AVC decoder”, IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol 51,
no 1,pp 227 - 233 , Feb 2005
[6] H.264/AVC Software Coordination, "JM Software," ver.14.1,
http://iphome.hhi.de/suehring/tml/
[7] YUV video sequences http://trace.eas.asu.edu/yuv/