Разработка методов и устройств компенсации пространственно-временных искажений в системах цифрового телевидения

• Автор: Поляков, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 193 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ВИДЕОКОДЕКОВ
1.1 Развитие направлений видеокоднрования
1.1.1 Видеокодеки на основе ДКП преобразования
1.1.2 Видеокодеки на основе вейвлет-преобразования
1.2 Анализ относительной вычислительной сложности видеокодека
1.3 Исследование методов межкадровой и внутрикадровой обработки
сигналов ТВ изображений
1.3.1 Анализ алгоритмов оценки движения
1.3.2 Оценка эффективности интерполяционной фильтрации в стандартах видеокодирования
1.3.3 Контроль параметров и выбор режимов кодирования в стан-

дарте H.264/AVC
1.4 Выводы
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ КОМПЕНСАЦИИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ И ВРЕМЕННЫХ ИСКАЖЕНИЙ В СИСТЕМАХ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ
2.1 Обзорный анализ алгоритмов устранения блочных искажений
2.2 Анализ эффективности фильтров деблокинга в стандартах видеокомпрессии Н.263, MPEG-4 Visual, H.264/AVC, VC
2.3 Моделирование шума квантования в сжатых при помощи ДКП изображениях
2.4 Исследование алгоритма устранения блочных искажений
с адаптивным добавлением шума
2.5 Разработка алгоритма устранения блочных искажений на основе селективной частотной фильтрации
2.5.1 Анализ структуры матриц коэффициентов ДКП
2.5.2 Разработка метода селективной частотной фильтрации

2.5.3 Разработка метода взвешенного суммирования блоков обработки
2.6 Разработка метода уменьшения эффекта мерцания в стандарте
Н.264/АУС
2.6.1 Анализ причин возникновения эффекта мерцания
2.6.2 Модификация методики выбора режима внутрикадрового предсказания и режима кодирования макроблоков
2.7 Исследование зависимости коэффициента передачи пространственных частот от скорости движения объекта
2.8 Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЭФФЕКТИВНОГО СЖАТИЯ ВИДЕОПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ С НАЛИЧИЕМ ЛОКАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ СИГНАЛА ЯРКОСТИ В СИСТЕМАХ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ
3.1 Исследование взвешенного предсказания в стандарте Н.264/АУС
3.2 Разработка алгоритма селективного взвешенного предсказания
3.2.1 Разработка методов детектирования градационных переходов
и сегментации изображения
3.2.2 Определение параметров селективного взвешенного предсказания
3.2.3 Внедрение алгоритма селективного взвешенного предсказания в кодеки стандарта Н.264/АУС
3.3 Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ИСКАЖЕНИЙ В СИСТЕМАХ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Разработка устройства устранения блочных искажений на основе
селективной частотной фильтрации
4.1.1 Результаты программного моделирования

4.2 Результаты программного моделирования метода уменьшения эффекта мерцания в кодеке стандарта H.264/AVC
4.3 Разработка устройства селективного взвешенного предсказания
4.3.1 Результаты программного моделирования
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Вторым шагом алгоритма является несимметричный кросс-поиск. Несимметричность его выражена в сокращении зоны поиска в вертикальном направлении в два раза, по сравнению с горизонтальным, и обоснована тем, что в горизонтальном направлении степень движения сильнее, чем в вертикальном [46]. Точка с наименьшим значением функции стоимости выбирается центром для следующего шага алгоритма.
Рис. 1.14. Пространственное расположение блоков, используемых для внутрикадрового
предсказания вектора движения
Следующий шаг состоит из двух подшагов. Сначала выполняется полный поиск с радиусом зоны поиска, равным 2, а затем используется шаблон, состоящий из сетки шестиугольников разного масштаба (рис. 1.13), каждый из 16-ти точек. Поиск идет от внутреннего шестиугольника к внешнему. Точка с наименьшим значением функции стоимости выбирается центром для следующего шага алгоритма.
Оценка и компенсация движения может вызывать ряд эффектов, негативно отражающихся на качестве изображения, среди которых эффект «привидения» и эффект ложных границ. Первый эффект наблюдаются в виде следов за движущимися объектами и возникает в результате ошибок вычисления векторов движения. В зависимости от скорости объектов, участвующих в движении, и алгоритма поиска пропущенных макроблоков (для которых не передается текстурных данных) за движущимися объектами возможно образование следов («привидений»), которые могут сохраняться достаточно долго. Эффект ложных границ возникает в кадре, для которого производится компенсация движения, из-за наличия блочных искажений в опорном кадре. Поэтому фильтр