Разработка и исследование методов и устройств сокращения временной избыточности цифровых видеопотоков

• Автор: Шиманский, Евгений Юрьевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 144 с. : ил.

1. Алгоритмы устранения избыточности в видео потоках формата МРЕС-2. Достоинства и недостатки. (Обзор литературы)
1.1 Устранение пространственной и временной избыточности в
формате МРЕС-2
1.2. Устранение временной избыточности в формате МРЕС-2 с учетом информации о векторе движения
1.3. Основные типы искажений при цифровом кодировании
Выводы и постановка задачи исследований
2. Оценка корреляционной связи между скоростью кода в канале и интегралом модуля межкадровой разности
2.1. Обоснование выбора тестовых сюжетов для исследования корреляционной связи и оценки эффективности 33 использования схемы компенсации движения.
2.2. Исследование взаимосвязи между интегралом модуля межкадровой разности и скоростью кода
2.3. Место и структура блока сокращения временной избыточности цифрового видео потока
Выводы
3. Оценка скорости кода по ненулевым спектральным коэффициентам
3.1. Определение зависимости скорости кода от количества
ненулевых спектральных коэффициентов в макроблоке
3.2. Аппроксимация регрессионной прямой
Выводы

4. Оценка эффективности использования векторов движения в
формате МРЕС-2
4.1. Визуальная оценка качества тестовой последовательности
4.2. Верность воспроизведения дискретных изображений
4.2.1. Парные меры качества изображения
4.2.2. Оценка верности воспроизведения изображения для тестовой последовательности
4.3 Оценка корреляционной связи между интегралом модуля
межкадровой разности и скоростью кода
4.3.1 Расчет коэффициента корреляции между интегралом модуля межкадровой разности, ограниченного порогом и скоростью кода для блока поэлементной разности
4.3.2. Зависимость коэффициента корреляции от
фактора квантования и размера зоны поиска.
4.4. Визуальная оценка качества тестовой последовательности из двух различных кадров, кодированной с использованием
информации о векторе движения
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение1
Приложение2

Последние годы характеризуются широким развитием новых технологий вещания и телекоммуникаций, представляющих населению и другим пользователям целый ряд услуг.
Новейшие технологии, возникшие на стыке электросвязи и компьютерной техники, стали в технически передовых странах основой разработок в области создания принципиально новых цифровых телекоммуникационных систем, способных резко повысить эффективность использования каналов передачи информации.
Развитие телевизионной техники в значительной мере связано с появлением новых идей и технологий в смежных областях. К решению все большего числа задач телевидения и видеотехники многие годы привлекается цифровая техника. В настоящее время произошел своеобразный перелом во взглядах и подходах к внедрению компьютерных технологий в телевидение. Стало возможным формирование нового информационного пространства (УеЬ ТУ) с многочисленными информационными узлами и цифровой телевизионной сетью, обеспечивающей интерактивный режим работы и качество изображения, соответствующее стандартам вещательного телевидения [1].
Применение специальных методов цифровой обработки видео- и аудиоинформации, сокращающих ее избыточность, позволяет резко повысить эффективность существующих ТВ сетей, создает возможность передачи либо динамических цветных изображений более высокого разрешения, либо нескольких программ телевизионного стандарта при сохранении действующих частотных планов.
Одним из важных компонентов при устранении избыточности является схема обнаружения и компенсации движения.
Актуальность темы. В современных цифровых системах вещательного телевидения, а также в компьютерных системах связи используются фор-

Весовые множители в данном критерии отражают относительную значимость потери полезной информации и сложности вычисления.
Для минимизации средней ошибки, при обнаружении смены сюжета часто используют обнаружитель, оценивающий плотности вероятности сюжетов. В ансамбле передаваемых сюжетов могут существовать различные сюжеты с одинаковыми функциями плотности вероятности. Такой обнаружитель обнаружит смену сюжета для ограниченного ансамбля реализации.
Следует учитывать, что усовершенствование алгоритма не должно приводить к существенному усложнению блока компенсации движения. Алгоритм должен сохранить все преимущества «классического» подхода при нахождении вектора движения, но в тоже время исключить возможные негативные последствия при определении векторов «подобия». При этом, «хорошие» вектора «подобия» (позволяющие снизить скорость кода в канале и улучшить качество изображения) должны быть закодированы как вектора движения и переданы в канал, а «плохие» кодированы без вектора движения.
В диссертационной работе предложен обнаружитель, использующий корреляционную функцию двух соседних кадров (автокорреляционная функция случайного процесса для времени I равного времени кадра) ограниченную некоторым порогом, что позволяет минимизировать максимальную ошибку. Без введения порога, обнаружитель построенный на оценке корреляционной функции позволяет минимизировать среднюю ошибку и обнаружит смену сюжета для ограниченного ансамбля реализаций. Это естественно т.к. не анализируется плотность вероятности сюжетов. Существуют различные сюжеты с одинаковыми корреляционными функциями, об этом свидетельствую двумерные плотности вероятности интеграла модуля межкадровой разности и скорости кода в канале. Введение порога для интеграла модуля межкадровой разности позволит уменьшить