Алгоритмы и программные средства поиска векторов похожести для сжатия видеоданных

• Автор: Потапов, Павел Вячеславович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ.

1.1 История видео компрессии.

1.2 Основы видео компрессии, компенсация движения как метод устранения временной избыточности

1.3 Классификация методов компенсации движения.

1.3.1 Классификация по типу сущностей, в терминах которых производится компенсация движения

1.3.2 Классификация по точности векторов движения

1.3.3 Классификация по мере оценки стоимости вектора

движения.

1.4 Обзор алгоритмов поиска движения, применяемых при

сжатии видеоданных.
1.4.1 Алгоритм полного перебора
1.4.2 Алгоритм поиска А1Т8
1.4.3 Алгоритм поиска по алмазу
1.4.4 Алгоритм поиска РМУГЛЗТ
1.4.5 Алгоритм поиска СВ А.
1.4.6 Алгоритм п опека Л,.
1.4.7 Алгоритм поиска ЕГгБ.
Выводы по главе 1
2 ПРОГРАММНАЯ СИСТЕМА СРАВНЕНИЯ АЛГОРИТМОВ ПОИСКА ДВИЖЕНИЯ. РЕАЛИЗАЦИЯ И СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ АЛГОРИТМОВ ПОИСКА ВЕКТОРОВ
ПОХОЖЕСТИ
2.1 Обоснование необходимости разработки программной
системы сравнения алгоритмов поиска движения.
2.2 Обзор аналогов программной системы
2.2.1 Vi i ii i.
2.2.2 Программа .
2.3 Обоснование выбора критериев оценки алгоритмов поиска движения
2.4 i как средство для работы с мультимедиа данными
2.4.1 История развития i.
2.4.2 i фильтры
2.5 Описание реализации программной системы.
2.6 Тестирование современных алгоритмов поиска движения и
их сравнительный анализ на основе выбранных критериев
2.6.1 Описание тестовых видеопоследовательностей
2.6.2 Сравнительный анализ оценочных функций
2.5.3 Тестирование и сравнительный анализ алгоритмов поиска
векторов похожести
Выводы по главе 2.
3 РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ ОРИГИНАЛЬНОГО АЛГОРИТМА ПОИСКА ДВИЖЕНИЯ. СРАВНЕНИЕ С АНАЛОГАМИ.
3.1 Обоснование необходимости разработки нового алгоритма
3.2 Требования к разрабатываемому алгоритму.
3.3 Разработка метода нахождения первого приближения
3.4 Выбор метода локальной оптимизации.
3.4.1 Симплексный метод
3.4.2 Метод НельдераМида деформируемых многогранников.
3.4.3 Метод ГауссаЗейделя покоординатного спуска
3.4.4 Метод ХукаДживса
3.4.5 Градиентные методы. Метод наискорейшего спуска
3.4.6 Сравнение эффективности и выбор метода локальной оптимизации для алгоритма поиска движения
3.5 Описание предложенного алгоритма.
3.6 Оценка эффективности разработанного алгоритма и
сравнение с аналогами
3.7. Разработка новой оценочной функции
3.9. Использование предложенного алгоритма в реальной
системе компрессии видеоданных.
Выводы но главе 3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


В. Оптимальное распределение ресурсов при сжатии видеоданных с использованием двухпроходного алгоритма // Материалы ХЫ международной научной студенческой конференции «студент и научно-технический прогресс». Новосибирск: НГУ, . С. - . Потапов П. В. Применение двухпроходного алгоритма для распределения ресурсов при сжатии видеоданных // Материалы всероссийской научно-технической конференции. Томск: ТУСУР, . С. -. Погапов П. В. Двухпроходный режим компрессии видеоданных // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. Томск, . С. -. Потапов П. В. Двухпроходные алгоритмы распределения ресурсов при сжатии видеоданных. Информационные системы: тр. Том. Том. Науч. Центра СО РАН. Томск: ТУСУР, . С. -. Кориков А. М., Потапов П. В. Про1раммная среда для разработки и исследования алгоритмов оценки движения при сжатии видеоданных. Вычислительные технологии, Институт вычислительных технологий СО РАН. Томск, . Т. . Спец. С. -. Потапов П. В. Разработка программной среды для сравнения алгоритмов поиска видеоданных. Материалы докладов Всероссийской Научно-Технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР-». Томск, . С. 9-2. Потапов П. В. Использование методов локальной оптимизации для поиска векторов похожести при сжатии видеоданных // Сб. Международной науч. Электронные системы и средства управления». Томск, . С. - . И. Потапов П. В. Программная система моделирования поиска векторов похожести при сжатии видеоданных «МЕЕгатемогЬ) II Отраслевой фонд алгоритмов и программ. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 7. Номер государственной регистрации: 5. Основные результаты и положения, выносимые на защиту, выполнены автором лично. Автором лично была реализована программная система МЕРгатеуногк. Новая оценочная функция разработана автором лично. Предлагаемый алгоритм поиска векторов похожести и экспериментальные данные разработаны и получены автором лично. Научный руководитель принимал участие в постановке целей и задач исследований, обсуждении полученных результатов. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю Корикову А. М. за помощь в работе над диссертацией, статьями, решении организационных вопросов, и научный опыт, переданный в процессе совместной деятельности. Также автор очень признателен коллегам из компаний ООО «Мэйн-Концепт-ДивИкс» Сергееву С. Н., Иванову В. Цурпал С. Милякову А. Технологии сжатия цифрового видео играют большую роль в мире телекоммуникационных и мультимедийных систем, где каналы передачи данных до сих пор являются дорогим товаром. Методы компрессии видеоданных позволяют значительно уменьшить количество информации, требуемое для передачи последовательности кадров без серьезной потери качества. В году было представлено кодирование телевизионного сигнала при помощи импульсно-кодовой модуляции (. РСМ). Для передачи закодированного таким образом телевизионного сигнала требовался канал с полосой пропускания равной 0 Мбит/с. Данная форма представления сигнала согласовывалась со стандартами, применяемыми в основном в многоканальной телефонии, но высокий битрейт не позволял использовать подобные сигналы для распространения телевизионных программ или студийного монтажа [, J. В году были получены первые экспериментальные результаты для вещания цифрового видео. Экспериментальные системы использовали битрейты Мбит/с для стандарта NTSC и Мбит/с для стандарта PAL. В году была апробирована аналоговая ви-деофоническая система, но эта система оказалась не жизнеспособной. Однако идея видеоконференций оказалась привлекательной. Это послужило толчком к развитию систем кодирования видео сигнала с низким битрейтом. В -х годах видео кодек COST1, основанный на разностной импульсно-кодовой модуляции (DPCM) был стандартизован CCITT в качестве стандарта Н. Скоро было осознано, что с целью улучшения качества изображения без увеличения требуемого количества бит для кодирования одного пиксела изображения должно быть использовано менее одного бита [].