Khai thác phần mềm virtualdub sử dụng các filter để nâng cao chất lượng videoclip

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỊA BÌNH KHOA CƠNG NGHỆ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: “Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filter để nâng cao chất lượng Videoclip” Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Ngành: Công nghệ thông tin GVHD: T.S Nguyễn Đăng Minh Hà nội, tháng năm 2014 Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip LỜI CẢM ƠN Lời em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy TS Nguyễn Đăng Minh, người tận tình hướng dẫn , bảo, giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo môn Công nghệ thơng tin trường Đại học Hịa Bình nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho em suốt bốn năm học qua Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè người động viên, giúp đỡ em nhiều trong suốt trình học tập trường trình làm đồ án Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, với phát triển vượt bậc khoa học máy tính, việc xử lý cải thiện chất lượng ảnh, video lĩnh vực thu hút quan tâm đặc biệt từ nhà khoa học, thúc đẩy việc nghiên cứu ứng dụng lĩnh vực hấp dẫn Đây lĩnh vực ứng dụng nhiều công nghiệp, quốc phịng…Hiện có nhiều ứng dụng hỗ trợ cho việc xử lý, nâng cao chất lượng ảnh, video VSDC Free Video Editor, Free Video Dub, Lightworks, Virtualdub… Vì tiện ích khả chỉnh sửa, cải thiện chất lượng video cách chuyên nghiệp mình, em chọn đề tài dùng lọc (filters) Virtualdub để cải thiện chất lượng video Khóa luận em chưa làm ba phần: Phần Giới thiệu phần mềm Virtualdub Phần Giới thiệu hệ thống filter Virtualdub Phần Áp dụng filter để cải thiện chất lượng video Với giúp đỡ, bảo tận tình thầy giáo mơn, em hồn thành khóa luận Song chắn cịn nhiều thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy bạn để khóa luận hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC PHỤ LỤC HÌNH ẢNH PHẦN GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM VIRTUALDUB 1.1 Giới thiệu 1.2 Tính năng: 1.3 Giao diện chính: PHẦN GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG FILTER TRONG VIRTUALDUB 12 2.1 Sử dụng lọc 12 2.2 Hoạt động xử lý video phổ biến 13 2.3 Bộ lọc video mở rộng 14 PHẦN ÁP DỤNG CÁC FILTER ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG CỦA ẢNH, VIDEO 15 3.1 Hộp thoại lọc video (video filters dialog) 15 3.2 Các filter xử lý video Virtualdub : 18 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 48 TÀI KIỆU THAM KHẢO 49 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip PHỤ LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Giao diện Virtualdub Error! Bookmark not defined Hình 1.2 Thanh trượt vị trí Error! Bookmark not defined Hình 1.3 Điều khiển phát lại Error! Bookmark not defined Hình 1.4 Điều khiển bước nhảy khung hình Error! Bookmark not defined Hình 1.5 Điều khiển bước khung Error! Bookmark not defined Hình 1.6 Điều khiển bước cảnh Error! Bookmark not defined Hình 1.7 Điều khiển đánh dấu đầu vào đầu Error! Bookmark not defined Hình 1.8 Màn hình hiển thị dấu thời gian Error! Bookmark not defined Hình 2.1 Hộp thoại filter virtualdub Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Hộp thoại filters Virtualdub Error! Bookmark not defined Hình 3.2 Ví dụ lọc :1 reduction Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Ví dụ lọc 2:1 reduction (high quality) Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Hình ảnh ví dụ lọc blur Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Hình ảnh ví dụ lọc blur more Error! Bookmark not defined Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip Hình 3.6 Hình ảnh hộp thoại lọc Bob doubler Error! Bookmark not defined Hình 3.7 Hình ảnh ví dụ áp dụng lọc box blur Error! Bookmark not defined Hình 3.8 Hình ảnh ví dụ lọc brightness/contrast Error! Bookmark not defined Hình 3.9 Hình ảnh hộp thoại lọc chroma smoother Error! Bookmark not defined Hình 3.10 Hình ảnh ví dụ lọc chroma smoother Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Hình ảnh ví dụ lọc convert format Error! Bookmark not defined Hình 3.12 Hình ảnh ví dụ lọc deinterlace Error! Bookmark not defined Hình 3.13 Hình ảnh ví dụ lọc emboss Error! Bookmark not defined Hình 3.14 Hình ảnh ví dụ lọc field bob Error! Bookmark not defined Hình 3.15 Hình ảnh ví dụ lọc field swap Error! Bookmark not defined Hình 3.16 Hình ảnh ví dụ lọc fill Error! Bookmark not defined Hình 3.17 Hình ảnh ví dụ lọc flip horizontally Error! Bookmark not defined Hình 3.18 Hình ảnh ví dụ lọc flip vertically Error! Bookmark not defined Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip Hình 3.19 Hình ảnh hộp thoại lọc general convolution Error! Bookmark not defined Hình 3.20 Hình ảnh ví dụ lọc grayscale Error! Bookmark not defined Hình 3.21 Hình ảnh ví dụ lọc HSV adjust Error! Bookmark not defined Hình 3.22 Hình ảnh ví dụ lọc invert Error! Bookmark not defined Hình 3.23 Hình ảnh ví dụ lọc levels Error! Bookmark not defined Hình 3.24 hình ảnh phép lọc logo Error! Bookmark not defined Hình 3.25 hình ảnh phép lọc Motion blur Error! Bookmark not defined Hình 3.26 Hình ảnh phép lọc Resize Error! Bookmark not defined Hình 3.27 hình ảnh phép lọc rotate Error! Bookmark not defined Hình 3.28 Hình ảnh phép lọc rotate2 Error! Bookmark not defined Hình 3.29 Hình ảnh phép lọc sharpen Error! Bookmark not defined Hình 3.30 Hình ảnh phép lọc smoother Error! Bookmark not defined Hình 3.31 Hình ảnh phép lọc temporal smoother Error! Bookmark not defined Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip Hình 3.32 Hình ảnh phép lọc threshold Error! Bookmark not defined Hình 3.33 Hình ảnh phép lọc TV Error! Bookmark not defined Hình 3.34 hình ảnh phép lọc Warp resize Error! Bookmark not defined PHẦN GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM VIRTUALDUB 1.1 Giới thiệu Virtualdub tiện ích chụp xử lý video dành cho Microsoft Windows, viết Avery Lee Nó thiết kế để xử lý dịng video tuyến tính, bao gồm lọc nén lại Virtualdub phát hành theo điều khoản GNU - General Public License Virtualdub phần mềm hồn tồn miễn phí, download http://virtualdub.sourceforge.net/ 1.2 Tính năng: - Virtualdub hỗ trợ cơng tác phân phối nhiều máy tính mạng - Hỗ trợ làm việc với tập tin lớn (trên Gb) - Cho phép xử lý lô - Hỗ trợ nhiều audio tracks - Cắt video âm keyframes - Kết nối video âm thanh, cung cấp phương pháp mã hóa mảnh - Tách âm video thành tập tin khác - Phân cách chế biến dòng video audio Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip - Tách kết nối file AVI - Thay đổi độ chậm trễ âm - Thay đổi số lượng khung hình video video (tăng tốc / chậm tốc độ âm không thay đổi - desync) - Chuyển đổi video từ định dạng khác - Giảm kích thước tập tin video - Hỗ trợ kết nối đến video với âm từ tập tin bên Wav, Avi, Divx, Mpg, Mpeg, MPV, M1v, Đạt, Mp3, AVS, VDR, W64 (nhưng không làm việc với định dạng asf) - Khi kết nối plug-in tương ứng hỗ trợ tập tin định dạng 3gp, Mp4, Mov, Wma, Wmv, PVN, Flv, Fli, Flc 1.3 Giao diện chính: - Khung hiển thị: hình chữ nhật chiếm phần lớn giao diện virtualdub; hình bên trái cửa sổ đầu vào bên phải cửa sổ đầu Như vị trí chuyển thơng qua video cập nhật với gộc kết lọc khung Điều cho phép thuận tiện cho việc so sánh trước sau lọc video Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip Hình 1.1 Giao diện Virtualdub Vị trí kích thước hình hiển thị sửa đổi số cách khác Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip - levels: Áp dụng điều chỉnh đoạn đường nối phi tuyến tính Hình 3.23 Hình ảnh ví dụ lọc levels Mức độ không điều chỉnh độ tương phản, độ sáng, gamma Nó thực bao gồm ba bước sau: Dao động quy mô đầu vào lên đến đầy đủ Mức độ màu đen mức trắng thông số thứ ba đầu; điều thấp mức độ màu đen trở thành màu đen, điều mức màu trắng trở thành màu trắng Áp dụng hiệu chỉnh gamma (giữa tham số đầu) Bạn gõ vào sức mạnh chỉnh sửa gamma, bạn di chuyển trượt, kiểm sốt mức độ hình ảnh trở thành màu xám trung bình (50%) Màu đen trắng ln ln đen trắng qua bước điều chỉnh Quy mô sản lượng nhiều (thơng số dưới) - mức hình ảnh cuối thu gọn để mức độ màu đen trắng 37 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip Bạn chọn làm việc không gian luma (Y) Điều gây mức độ để làm việc độ sáng (luma), để lại thơng tin màu sắc Nó giữ màu sắc độ bão hịa hình ảnh, ngoại trừ cắt màu đen trắng Lưu ý Levels luôn hoạt động với mức độ quy mô đầy đủ màu đen trắng 255, 16 235 khơng gian RGB - Logo: Bạn đặt hình riêng bạn vào frame Hình 3.24 hình ảnh phép lọc logo + Cho phép pha trộn cho điểm ảnh cách sử dụng kênh alpha Một hình ảnh tăng cường cách sử dụng đồ đơn sắc bổ sung gọi kênh alpha Bản đồ chứa giá trị cho điểm ảnh cách làm đục mờ mà điểm ảnh nên được; cho phép biểu tượng tạo che khu vực Hầu hết gói chỉnh sửa hình ảnh chụp có tùy chọn để chỉnh sửa alpha, mặt nạ, lớp đục hình ảnh cho mục đích Để sử dụng với lọc này, tốt để lưu hình ảnh TARGA (.tga) Định dạng điểm ảnh với 32-bit + Sử dụng kênh màu xám hình ảnh thứ cấp cho kênh alpha 38 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip Khi bất tiện để tạo hình ảnh với kênh alpha, cho phép tùy chọn cho phép kênh alpha cung cấp cách sử dụng độ sáng hình ảnh thứ cấp Hình ảnh cần phải có kích thước tương tự hình ảnh logo chính, khơng cần phải định dạng tương tự + Opacity (Độ mờ đục): Kiếm sốt độ mờ tồn bộ; 0% ẩn biểu logo, 100% cho thấy logo đầy đủ độ mờ đục, giá trị trung gian mờ dần chút Khi việc pha trộn cho điểm ảnh kích hoạt, tùy chọn có quy mơ làm hạ xuống tất giá trị alpha - Motion blur (chuyển động mờ): Làm mờ video thời gian để tạo đường mịn chuyển động Hình 3.25 hình ảnh phép lọc Motion blur 39 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip - Resize (thay đổi kích thước): Chuyển đổi video sang kích thước khác Hình 3.26 Hình ảnh phép lọc Resize Khi tái tạo lại video từ kích thước khác, điểm ảnh kích thước khung hình khơng thiết phải xác với điểm ảnh nguồn Một lọc tái tạo sử dụng để tính tốn điểm ảnh trung gian từ điểm ảnh mã nguồn Bộ lọc thay đổi kích cỡ VirtualDub cho bạn số lựa chọn cho lọc tái tạo: + nearest neighbor: Chọn nguồn ảnh gần Điều dẫn đến video mạnh mẽ , nhanh hữu ích cho xem trước + Bilinear (bộ lọc nội suy hình tam giác): Tính tốn điểm ảnh mong muốn cách lấy trung bình bốn điểm ảnh tuyến tính gần Điều cho kết tốt đáng kể so với nearest neighbor, kết nhiều làm mờ cung cấp cho đồ tạo tác hình kim cương mở rộng Đây chế độ tái tạo cho hầu hết mappers kết cấu 3D nội suy lớp phần cứng video Hoạt động thu nhỏ tỷ lệ cao ( 16 để thu hẹp lại Chế độ giống bicubic cho mở rộng cho kết tốt thu hẹp lại Ba chế độ khác đưa ra, A = -1.0, A = - 0,75, A = -0,6 Những thay đổi "độ cứng" spline khối kiểm soát đạt đỉnh lọc, mà mặt nhận thức thay đổi độ sắc nét đầu A = -0,6 cho kết phù hợp mặt toán học, chế độ khác tạo kết trực quan dễ chịu + Lanczos3: Tính tốn điểm ảnh mong muốn cách áp dụng lọc sinc ba thùy với điểm ảnh nguồn N gần nhất, N = 64 cho việc mở rộng N> 64 cho thu hẹp lại Điều tạo kết tốt chút so với chế độ bicubic chuẩn, chi phí tốc độ chậm nhiều quầng Tuy nhiên, pass khác biệt nhỏ bạn nên xem xét sử dụng bicubic chuẩn thay Các lọc thay đổi kích cỡ sử dụng quy ước OpenGL để lập đồ điểm ảnh, lập đồ toàn kết cấu nguồn lên toàn rect đích Khu vực 41 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip ảnh phóng to thu nhỏ theo tỷ lệ với khung hình: mở rộng khung 2x kết tất tính hình ảnh lớn hai lần Điều có nghĩa tỷ lệ mở rộng cao dẫn đến số điểm ảnh trùng lặp xung quanh biên giới hình ảnh điểm đến (U / V kẹp) Chiều rộng lĩnh vực tầm cao khơng phải số ngun chúng phân đoạn VirtualDub thay đổi kích thước video với kích thước phân đoạn sau mở rộng biên giới để đạt kích thước nguyên cao pixel Các phương tiện mà tỉ lệ xác trì nội dung hình ảnh video kích thước khung hình làm trịn khơng thể tách rời - rotate (quay): Xoay video theo hướng vng góc 42 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip Hình 3.27 hình ảnh phép lọc rotate - rotate2: Xoay video góc độ tùy ý Hình 3.28 Hình ảnh phép lọc rotate2 Trong rotate2 sử dụng cho phép quay góc vng, cơng việc mà nên để rotate làm cho họ nhanh xác Rotate2 tương đương với tỉ lệ 1:1 kết cấu ánh xạ quad, xoay xung quanh điểm trung tâm quad góc định, với lọc nội suy tuyến tính theo đường spline theo khối áp dụng cho việc lập đồ kết cấu 43 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip - sharpen: Làm cho video sắc nét Hình 3.29 Hình ảnh phép lọc sharpen Làm sắc nét phân biệt vật, nhiễu, cạnh - mài cạnh với lọc làm cho ngăn chặn nhiễu tồi tệ Do đó, có giới hạn video cải thiện với độ sắc nét, đặc biệt video nén mức cao nhiễu 44 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip - smoother: Làm mờ video cố gắng giữ lại cạnh Hình 3.30 Hình ảnh phép lọc smoother 45 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip - temporal smoother: Video làm giảm nhiễu khung hình Hình 3.31 Hình ảnh phép lọc temporal smoother 46 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip - threshold: Chuyển đổi video sang màu đen so sánh với mức ngưỡng Hình 3.32 Hình ảnh phép lọc threshold 47 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip - TV: Làm mờ tái tạo lại video khơng gian luma/chroma Hình 3.33 Hình ảnh phép lọc TV 48 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip - Warp resize: Thay đổi kích thước video cách sử dụng thuật tốn nhận biết cạnh Hình 3.34 hình ảnh phép lọc Warp resize Warp resize cố gắng thay đổi kích thước hình thơng minh cách phát cạnh đoạn video khu vực bị cong vênh để làm sắc nét cạnh Nó hoạt động tốt với video hình ảnh động máy tính tạo với video tự nhiên 49 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận Luận văn nghiên cứu việc sử dụng filter để thực việc nâng cao chất lượng video Mỗi filter có phù hợp định với số ảnh, video Vì vậy, muốn nâng cao chất lượng video, việc lựa chọn filter có ảnh hưởng lớn đến kết thu Trong luận văn em trình bày filter để nâng cao chất lượng video Ngồi bạn cịn download thêm filter khác trang web http://www.virtualdub.org/virtualdub_filters.html http://neuron2.net/ Ngồi ra, q trình nghiên cứu em tự tích lũy thêm cho kiến thức lĩnh vực đồ họa, hay khả xử lý ảnh… Và quan trọng rèn luyện kỹ để thực nghiên cứu khoa học Tuy bước đầu , kết giúp em nghiên cứu sau để thu nhiều kết tốt Tuy nhiên, thời gian kinh nghiệm thực tế cịn nhiều thiếu sót nên nội dung mà luận văn thực mức độ đơn giản chưa hồn thiện.Vì em mong thầy bạn đóng góp ý kiến để em hồn thiện luận văn Đề xuất Tiếp tục nghiên cứu thêm công cụ filter để nâng cao chất lượng video online 50 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng Khai thác phần mềm Virtualdub, sử dụng filterđể nâng cao chất lượng Videoclip TÀI KIỆU THAM KHẢO http://neuron2.net/ http://www.virtualdub.org/ Mục Virtualdub help phần mềm Virtualdub 51 Sinh viên: Nguyễn Văn Trọng