Исследование способов компенсации движения в цифровых динамических видеоизображениях

• Автор: Калистратов, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ КОМПЕНСАЦИИ ДВИЖЕНИЯ В ЦИФРОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ВИДЕОИЗОБРАЖЕНИЯХ
1.1 Обзор принципов построения цифровой телевизионной системы
1.2 Анализ обобщённой архитектуры видеокодека
1.3 Выявление особенностей способов компенсации движения
1.4 Выбор аналогичных моделей видеокодеков
1.5 Детальный обзор аналогичных способов компенсации движения..
1.6 Выводы по главе
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА УЛУЧШЕННОГО СПОСОБА КОМПЕНСАЦИИ ДВИЖЕНИЯ В ЦИФРОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ
ВИДЕОИЗОБРАЖЕНИЯХ
2.1 Формирование теоретической основы способа
2.2 Построение математической модели способа
2.3 Синтез архитектуры видеокодека
2.4 Оценка эффективности способа
2.5 Детальный обзор разработанного способа
2.6 Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАСШИРЕНИЕ РАЗРАБОТАННОГО СПОСОБА КОМПЕНСАЦИИ ДВИЖЕНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ОБЛАСТИ СТЕРЕОВИДЕОКОДИРОВАНИЯ
3.1 Расширение теоретической основы способа
3.2 Дополнение математической модели способа
3.3 Модификация архитектуры видеокодека
3.4 Оценка эффективности расширенного способа
3.5 Детальный обзор расширенного способа
3.6 Выводы по главе
ГЛАВА 4. СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ ВИДЕОКОДЕКОВ НА БАЗАХ АНАЛОГИЧНЫХ И РАЗРАБОТАННЫХ СПОСОБОВ КОМПЕНСАЦИИ ДВИЖЕНИЯ В ЦИФРОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ВИДЕОИЗОБРАЖЕНИЯХ
4.1 Выбор параметров эффективности работы видеокодеков
4.2 Описание экспериментальной установки для реализации способов
4.3 Осуществление способов компенсации движения
4.4 Сравнительный анализ моделей видеокодеков
4.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение 1. Особые случаи компенсации движения
Приложение 2. Акты внедрения результатов работы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Основной предпосылкой возникновения и развития цифрового телевидения стала возможность теоретического улучшения таких параметров эффективности телевизионных систем, как качество изображения, энергоемкость, помехоустойчивость, надежность и компактность. Поскольку обеспечение данных преимуществ потребовало значительных вычислительных затрат, практическое воплощение систем цифрового телевидения стало возможным только с появлением высокопроизводительных вычислительных устройств с высокой тактовой частотой и большими объемами памяти.
Огромный вклад в развитие цифровых телевизионных технологий внесли такие отечественные учёные, как Поляков А. Ю., Серов А. В., Безруков В.Н., Карякин В.Л.. Активным развитием способов обработки и кодирования цифровых видеоизображений заняты и зарубежные учёные, здесь наиболее значимыми являются достижения «экспертной группы по движущимся изображениям»(МРЕО-4).
Одной из ключевых и перспективных задач в области цифрового телевидения является кодирование динамических видеоизображений [1-14, 51-61]. Высокая популярность видеокодирования обусловлена возможностью передачи по каналам связи кодов малого объёма, которые ставятся в соответствие исходному развёрнутому изображению большого объёма. Устройства, обеспечивающие сжатие информации, называют видеокодеками. Однако, сильное сжатие информации сопровождается большими временными затратами, а также искажением изображений вследствие неидеальности математических преобразований цифровых видеоизображений. Иными словами, между глобальными параметрами эффективности работы видеокодеков возникают ситуации, когда при улучшении одних параметров ухудшаются другие и наоборот. В частности, актуальной является задача существенного повышения скоростных качеств моделей видеокодеков при незначительных снижениях объёмов кадровых кодов и качества декодируемых изображений применительно к областям моновидеокодирования и стереовидеокодирования.

макроблоков отслеживается и прогнозируется в рамках более крупных системных блоков, а движение отдельных макроблоков анализируется индивидуально на
Обозначения
макроблоков:
□ - обозначение системной аппроксимации движения:
□ — обозначение индивидуальной аппроксимации движения.
Рисунок 7. Общий принцип способа
макроблочном уровне. При этом используется два вида аппроксимации движения фрагментов кадра: системная и индивидуальная. Системная
аппроксимация движения проводится на уровне системных блоков, задействует пространственно-временные параметры движения фрагментов изображения и для описания их движения использует динамические данные вложенных троек расчётных макроблоков в рамках системных блоков. Индивидуальная аппроксимация движения ведётся на уровне отдельных макроблоков, задействует только временные параметры движения фрагментов изображения и для описания характера их движения использует только собственные динамические данные макроблоков. Последовательность обработки фрагментов изображения регулируется системой признаков обработки и аппроксимации движения. Все аналитические формулы описания способа предполагают фиксацию одной из осей, а также фиксацию системного блока или макроблока в зависимости от вида аппроксимации.
Главное динамическое ограничение способа, ввиду того, что действие способа распространяется только на подмножество объектов малоизменяемой геометрической формы, сформулировано следующим образом: требуется преобладание поступательных скоростей движения при одновременном