Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video và mã hóa dự đoán trong nén video

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG Bộ môn Truyền Thông Mạng - - Xử Lý Dữ Liệu Đa Phương Tiện Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Thị Hoàng Lan Nhóm sinh viên thực hiên: Vũ Trọng Luân 20111826 Phạm Văn Tiến 20112320 Quách Trung Nguyên 20111933 Lớp CNTT & TT 1.1 Hà Nội, ngày 28 tháng 05 năm 2015 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video MỤC LỤC Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video LỜI NÓI ĐẦU Nén video chủ đề thu hút quan tâm nhà nghiên cứu giới Việc tìm giải pháp nén video hướng tới mục tiêu tăng hiệu nén giảm thiểu biến dạng hình ảnh mà trình nén gây Hai yêu cầu thường mâu thuẫn với Vì vậy, tùy ứng dụng cụ thể mà người ta chọn giải pháp nén phù hợp để dung hòa hai yếu tố Trong hệ thống nén video bù chuyển động phận quan trọng, đóng vai trò then chốt, đƣợc Netravali Robbins đưa năm 1997 Bù chuyển động kỹ thuật dự đoán hướng theo thời gian, ước lượng độ dịch chuyển mục tiêu chuyển động từ khung tham chiếu đến khung Ước lượng chuyển động thu dự đoán bù chuyển động cách tìm véctơ chuyển động khung tham chiếu khung Trong đề tài “Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video” tìm hiểu sâu ước lượng bù chuyển động Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video Phân công công việc - Quách Trung Nguyên : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video truyền thông Tìm hiểu chung phương pháp mã dự đoán dùng nén video, phân tích đặc điểm phương pháp dự đoán so với dự đoán DPCM - Phạm Văn Tiến : Tìm hiểu phương pháp mã hóa nén video dựa phép biến đổi ảnh kỹ thuật ước lượng bù chuyển động Giải thích sơ đồ nén/ giải nén intraframe, interframe - Vũ Trọng Luân : Thử nghiệm ứng dụng so sánh chất lượng nén video dùng kỹ thuật ước lượng bù chuyển động MPEG-1với kỹ thuât nén video không dùng ước lượng bù chuyển động MJPEG Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video I Các kỹ thuật xử lý video truyền thông Hình 1.1 : Màu sắc số hóa video màu - Không gian màu : Hệ màu RGB : đỏ(Red), lục(Green) lam(Blue) Hệ màu YUV : Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B U = 0.493(B – Y), V = 0.877(R – Y) Hệ màu YCbCr : Cb = U/2 + 0.5 Cr = V/1.6 +0.5 - YCrCb : Y(Luminance, gray-scale component) : giới hạn phổ 6.5 MHz Cr Cb(Chrominance, color components) : giới hạn phổ MHz a) Lấy mẫu : Δx ≤ ; Δy ≤ ; Lấy mẫu trình rời rạc hoá tín hiệu tương tự Đây bước chuyển tín hiệu mang thông tin dạng liên tục thành tín hiệu mang thông tin rời Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video rạc, phương pháp lấy mẫu (Sampling) Sao cho tín hiệu rời rạc phải mang đẩy đủ thông tin tín hiệu tương tự, để tái tạo thông tin cách trung thực đầu thu b) Lượng tử hóa Là thay tín hiệu tương tự lấy mẫu tập hữu hạn mức biên độ, tức biến đổi tín hiệu biên độ liên tục thành tín hiệu biên độ rời rạc Ưu điểm lượng tử hóa tín hiệu lấy mẫu giảm ảnh hưởng nhiễu Các mức tín hiệu rời rạc gọi mức lượng tử hoá, khoảng cách hai mức lượng tử hoá gọi bước lượng tử hoá Sử dụng lượng tử phi tuyến có bước lượng tử lớn dần theo độ lớn mẫu đưa vào lượng tử II Tìm hiểu chung phương pháp mã dự đoán dùng nén video, phân tích đặc điểm phương pháp dự đoán so với dự đoán DPCM 2.1 Điều xung mã vi sai (DPCM – Differentical Pulse Code Modulation) DPCM phương pháp nén liệu có mát thông tin, sở dựa mã hóa dự đoán, thường đước sử dụng tín hiệu lấy mẫu có độ tương quan mạnh (nghĩa hai mẫu gần tương tự nhau), có quan hệ lân cận mẫu, tín hiệu ảnh video, tín hiệu tiếng nói… Như có nhiều lợi ích mã hóa khác mẫu liên tiếp thay cho mã hóa giá trị tuyệt đối mẫu Nguyên tắc mã hóa dự đoán : Mã hóa sai khác mẫu : mẫu dự đoán theo thời điểm trước mẫu Giá trị mẫu giải mã dựa sai khác giá trị dự đoán thời điểm trước Như thấy thay truyền toàn thông tin mẫu, ta truyền sai khác mẫu Điều cho phép đạt hiệu nén cao nhiều so với việc mã hóa truyền giá trị mẫu riêng biệt + Các phương pháp mã hóa DPCM : - DPCM vòng mở (open-loop DPCM) DPCM vòng đóng (closed-loop DPCM) DPCM dùng dự đoán tuyến tính (Linear Pridection) Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video 2.2 Mã hóa dự đoán nén video Nguyên lý : Chỉ truyền tải tín hiệu vi sai mẫu cho trị dự đoán tạo từ mẫu trước Thường sử dụng cho chuẩn mã hóa video dạng MPEG + Ước lượng bù chuyển động (motion compensation) : Trong dòng tín hiệu video thông thường, khung liền thường giống Do dự đoán Interframe chiều tức lấy khung liền trước làm ảnh dự đoán cho khung liền sau, giá trị dự đoán gần giá trị ảnh thực tế dẫn tới sai số dự đoán nhỏ, tốc độ dòng bit liệu nhỏ Khi có chuyển động, điểm có vị trí khung liền khác biệt Do sai số dự đoán tăng lên , tốc độ bit tăng lên hiệu suất nén giảm Với trường hợp ảnh động, chọn ảnh dự đoán ảnh liền trước không hợp lý Để tạo khung dự đoán tối ưu ta phải sử dụng khái niệm bù chuyển động Do chuyển động tương đồng giá trị khung kề giảm nội dung ảnh thay đổi theo nguyên tắc : vật thể xuất khung trước thay đổi vị trí khung ảnh kế sau Quá trình tìm kiếm hướng chuyển động vật thể gọi “ước lượng chuyển động” Kết chuyển động vật thể theo hướng x, y phản ánh giá trị vector gọi “vector chuyển động” Khi có chuyển động ảnh dự đoán ảnh kề trước mà ảnh có bù chuyển động Giá trị sai số dự đoán : P = khung trước - khung hành + vector chuyển động Vẫn giữ giá trị nhỏ Ảnh tạo tín hiệu sai số biến đổi có bù chuyển động đen nhiều trường hợp dự đoán bù chuyển động Kỹ thuật bù chuyển động dùng dự đoán DPCM với phương pháp tạo dự đoán Inter Điều giúp cho hiệu nén đạt hiệu suất cao Bộ tạo dự báo bên thu có khối nhớ chung (frame memory frame store ) lưu trữ liệu khung trước để tính toán đo đạc chuyển động cách so sánh khung cũ khung Từ tạo khung dự báo có bù chuyển động đầu tạo dự báo Việc thực đo đạc chuyển động bên phát vào khung mà bên thu chưa có, phép đo đồng thời tiến hành bên thu bên phát thông tin vector chuyển động cần cho Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video bên thu để tạo dự báo Cho nên thông tin chuyển động (các vector chuyển động MB (Macroblock) truyền tới bên thu nhờ kênh phụ Kỹ thuật dự đoán bù chuyển động đươc sử dụng công cụ mạnh để làm giảm dư thừa không gian thời gian khung hình Kết dự đoán tốt điểm ảnh dựa dự đoán bù chuyển động từ khung hình mã hóa truyền phía trước Cả hai thông số, sai số chuyển động (biên độ) vector chuyển động (hướng chuyển động) truyền tới phía bên nhận Tuy nhiên có mối quan hệ tương quan chặt chẽ điểm ảnh không gian (trùng không gian ), vector chuyển động dùng cho khối điểm ảnh gồm pixel lân cận Có ba kiểu khung hình thông dụng: I-frame, B- frame, P-frame + I-frame (Intra frame - khung hình độc lập) : I-frame khung hình mã hóa độc lập mà không cần tham khảo tới khung hình khác Hiệu nén tín hiệu đạt loại bỏ thừa kế không gian ( yếu tố thời gian tham gia trình) I-frame dùng cách tuần hoàn để tạo điểm tựa cho dòng liệu trình giải mã I-frame cung cấp khả truy xuất ngẫu nhiên điểm liệu video nén cung cấp độ nén vừa phải dùng với bit pixel + P-frame ( Predicted frame- khung hình dự đoán): P- frame sử dụng I- frame hay P- frame trước để mã hóa Mỗi Macroblock P-frame mã hóa theo kiểu tiên đoán (Predicted) mã hóa độc lập (intra-coded) Cũng I-frame, P-frame dùng tham chiếu cho việc dự đoán B-frame P-frame P-frame dùng để bù chuyển động cấp nhiều khả nén I-frame sử dụng nén không gian thời gian P-frame sinh lỗi P-frame dự đoán từ Iframe P-frame trước + B-frame (Bidirectional frame - khung hình hai hướng) : B-frame khung hình sử dụng khung hình khứ tương lai để tham khảo Bframe cung cấp khả nén lớn không sinh lỗi không dùng cho việc tham chiếu Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video Trong chuẩn MPEG, chuỗi video chia nhỏ thành nhóm hình ảnh frame (gọi GOP) Mỗi GOP gồm có ba loại frame I-frame, Pframe,B-frame Hình 2.1 : Nhóm frame video hiển thị theo thứ tự Frame I frame có sẵn, chúng sử dụng cố định cho dự đoán trước sau Frame P mã hóa sử dụng dự đoán bù chuyển động chiều từ frame cố định trước (có thể frame I P) Hình 2.2 : Bù chuyển động chiều Frame B mã hóa sử dụng dự đoán bù chuyển động hai chiều từ frame trước frame tiếp sau (frame I P) Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video Hình 2.3 : Bù chuyển động chiều Sự khác hai mạch, mạch tạo ảnh dự đoán trước mạch tạo ảnh dự đoán hai chiều, nhớ ảnh so sánh Để tạo ảnh dự đoán trước ta cần nhớ ảnh trước Trong đó, để tạo ảnh dự đoán hai chiều ta phải nhớ hai ảnh : ảnh trước ảnh sau ảnh xét Có thể coi ảnh dự đoán hai chiều kết nội suy hai ảnh để xác định chuẩn Vì để tạo ảnh dự đoán hai chiều, giải mã phải xác định nội dung hai ảnh xác định chuẩn nó, nên làm thay đổi thứ tự truyền ảnh Bộ mã hóa phải truyền hai ảnh chuẩn, sau truyền đến ảnh dự đoán hai chiều Điều dẫn đến kết là: - Bộ mã hóa giải mã phải đánh số lại frame lên làm tăng số công viêc - Bộ mã hóa giải mã phải dùng nhớ lớn (để lưu trữ ảnh chuẩn) Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 10 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video + Dự đoán khung (Intraframe Prediction) Hình 2.4 : Dự đoán khung Tạo dự đoán khung phương pháp tạo dự đoán sử dụng tất điểm thuộc hai mảnh khung để tạo dự đoán Như lợi dụng quan hệ tương hỗ điểm lân cận theo phương ngang phương đứng nên dự đoán xác hơn, cho sai số dự đoán nhỏ Tuy nhiên phương pháp không không tận dụng quan hệ tương hỗ điểm ảnh hai khung liên tiếp Do đó, ta có phương pháp tạo dự đoán liên khung (Interframe prediction) + Dự đoán liên khung (Interframe prediction) Hình 2.5 : Dự đoán liên khung Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 11 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video Tạo dự đoán liên khung phương pháp tạo dự đoán dựa vào điểm ảnh tọa độ khung trước để tạo dự đoán Do khung liên tiếp thường có quan hệ tương hỗ lẫn nên phương pháp cho sai số dự đoán nhỏ Tuy nhiên, phương pháp lại không tận dụng quan hệ tương hỗ điểm ảnh khung Do đó, nén video thường sử dụng hai phương pháp song song với hỗ trợ trình tạo dự đoán Giúp ta có giá trị sai số dự đoán nhỏ làm cho trình lượng tử hóa sai số tốt Hình 2.6 : Sơ đồ khối kỹ thuật nén video sử dụng phương pháp dự đoán intraframe intreframe Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 12 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video III Phương pháp mã hóa nén video dựa phép biến đổi ảnh kỹ thuật ước lượng bù chuyển động Giải thích sơ đồ nén/ giải nén intraframe, interframe 3.1 Khái quát phương pháp nén video + Nén video dựa phép biến đổi ảnh kỹ thuật ước lượng bù chuyển động(MPEG, H26X): - Kỹ thuật nén ảnh tĩnh, giảm độ dư thừa không gian (mã hóa Intraframe) - Kỹ thuật đánh giá ước lượng chuyển động mã hóa để giảm độ dư thừa frame(mã hóa Interframe) Hình 3.1 : Sơ đồ tổng quát nén 3.2 Phân loại frame video Theo chuẩn MPEG frame chia làm loại: - Frame I(Intraframe): Là frame chuỗi video, mã hóa JPEG - Frame P(Predicted frame): Là frame dự đoán tiếp theo(có kích thước nhỏ frame I giảm độ dư thừa theo thời gian frame) - Frame B(Bi-directional interpolated prediction): Là frame dự đoán nội suy chiều Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 13 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video 3.3 Phương pháp nén video dùng mã hóa dự đoán Interframe với kỹ thuật ước lượng bù chuyển động: chuẩn MPEG Mô hình tổng quát dựa kỹ thuật: - Kỹ thuật mã hóa intra-frame để giảm độ dư thừa không gian frame - Kỹ thuật mã hóa inter-frame để giảm độ dư thừa thời gian frame Hình 3.2 : Sơ đồ nén inter/intra-frame -Ước lượng chuyển động bù chuyển động: + Đánh giá chuyển động (Motion Estimation): Xác định vector chuyển động Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 14 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video + Bù chuyển động (Motion Compensation): Khôi phục ảnh cách sử dụng vector chuyển động sai số chuyển động(phần sai lệch nhỏ ảnh) Kỹ thuật dự đoán frame 3.4 Nén video theo chuẩn MPEG-1 Hình 3.3 : Sơ đồ nén Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 15 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video Hình 3.4 : Nén frame I: nén JPEG Hình 3.5 : Nén frame P, B Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 16 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video Hình 3.6 : Sơ đồ giải nén Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 17 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video IV Thử nghiệm ứng dụng 4.1 Các công cụ phần mềm sử dụng - MediaInfo Là phần mềm mã nguồn mở download miến phí https://mediaarea.net/vi/MediaInfo Có chức kiểm tra thông số video bao gồm dung lượng, định dạng, bitrate , hệ màu…v.v - Xilisoft Video Là phần mềm chuyển định dạng video Các bạn download miễn phí http://www.xilisoft.com/video-converter.html - VirtualDub 1.10.4 Là phần mềm mã nguồn mở cho phép quay xử lý video Các bạc download miễn phí trang web http://www.virtualdub.org/ - PICVideo M-JPEG Codec 4.0 Là mã dùng để mã hóa giải mã video theo chuẩn MJPEG Đây phần mềm đóng bạn phải trả phí muốn dùng lâu dài Các bạn download địa sau http://www.accusoft.com/picvideomjpeg.htm - Video gốc đuôi AVI độ dài phút 48s sau thử nghiệm video có đuôi mjpeg mp1 4.2 Kịch thử nghiệm ứng dụng - Đầu tiên sử dụng phần mềm MediaInfo kiểm tra thông tin Video gốc đưa để thử nghiệm ghi lại - Tiếp sau dùng Xilisoft Video thực chuyển đổi định dạng video sang mpeg1 VirtualDub 1.10.4 thực nén video theo chuẩn mjpeg với chung bitrate - Sau ta thay đổi bitrate theo mức đưa đánh giá chất lượng theo hai chuẩn Mpeg-1 Mjpeg - Thực tính toán tỉ số nén, tỉ số dòng bit - Nhận xét 4.3 Thử nghiệm Kiểm tra thông số video gốc ta thấy video gốc mã hóa theo chuẩn MPEG-4 với độ phân giải khung hình 720x 408 Bitrate 990 Kbps Frame rate : 23,976 fps Hệ màu YUV subsampling 4:2:0 Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 18 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video Hình 4.1 : Kiểm tra thông số video gốc sử dụng MediaInfo Hình 4.2 : Nén video theo chuẩn Mjpeg sử dụng VirtualDub 1.10.4 cài sẵn mã hóa giải mã PICVideo M-JPEG Codec 4.0 Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 19 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video Hình 4.3 : Chuyển đổi định dạng video sang Mp1 sử dụng bitrate 1800 Kbps Thay đổi bitrate xuống 500 Kbps lặp lại bước thử nghiệm 4.4 Tính toán - Tỉ số nén = Dung lượng liệu trước nén / Dung lượn liệu sau nén - Dung lượng liệu trước nén = 720 * 408 * 23,976 ( frame rate) * 108 ( thời lượng video) * 12 ( Hệ màu YUV 4:2:0 nên pixel có giá trị 12 bit) = 9,13 x 10^9 bit - Sử dụng MediaInfo ta có dung lượng liệu sau nén = Dung lượng tổng – Dung lượng Audio - Tỉ số dòng bit = 720 * 408 * 23,976 * 24 ( hiển thị hệ màu RGB) / Bitrate liêu sau nén 4.5 Kết Ở Bitrate = 1800 Kbps Tỉ số nén video theo chuẩn Mjpeg 1/15 Mpeg1 1/50 Tỉ số dòng bit 1/94 Ở Bitrate = 500 Kbps Tỉ số nén video theo chuẩn Mjpeg 1/25 Mpeg1 1/97 Tỉ số dòng bit 1/ 340 Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 20 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video 4.6 Nhận xét Khi Bitrate = 1800Kbps băng mắt thường cảm nhận ta khó nhận biết video nén theo chuẩn có chất lượng tốt Nhưng sau thử nghiệm bitrate = 500 Kbps ta nhận thấy chất lượng video sau nén bị giảm rõ rệt video nén theo chuẩn Mjpeg có chất lượng so với Mpeg-1 Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 21 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video TÀI LIỆU THAM KHẢO http://inst.eecs.berkeley.edu/~ee290t/sp04/lectures/dpcm_girod.pdf Stephen J Solari - Digital Video and Audio Compression Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 22 [...]... đồ nén Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 15 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video và mã hóa dự đoán trong nén video Hình 3.4 : Nén frame I: nén JPEG Hình 3.5 : Nén frame P, B Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 16 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video và mã hóa dự đoán trong nén video Hình 3.6 : Sơ đồ giải nén Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 17 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video và mã hóa dự đoán. .. tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video và mã hóa dự đoán trong nén video 3.3 Phương pháp nén video dùng mã hóa dự đoán Interframe với kỹ thuật ước lượng và bù chuyển động: chuẩn MPEG Mô hình tổng quát dựa trên 2 kỹ thuật: - Kỹ thuật mã hóa intra-frame để giảm độ dư thừa không gian trong một frame - Kỹ thuật mã hóa inter-frame để giảm độ dư thừa thời gian giữa các frame Hình 3.2 : Sơ đồ nén inter/intra-frame... trình tạo dự đoán Giúp ta có được giá trị sai số dự đoán nhỏ nhất có thể làm cho quá trình lượng tử hóa sai số tốt nhất Hình 2.6 : Sơ đồ khối trong kỹ thuật nén video sử dụng cả phương pháp dự đoán intraframe và intreframe Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 12 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video và mã hóa dự đoán trong nén video III Phương pháp mã hóa nén video dựa trên phép biến đổi ảnh và kỹ thuật. ..Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video và mã hóa dự đoán trong nén video + Dự đoán trong khung (Intraframe Prediction) Hình 2.4 : Dự đoán trong khung Tạo dự đoán trong khung là phương pháp tạo dự đoán sử dụng tất cả các điểm thuộc cả hai mảnh của một khung để tạo dự đoán Như vậy sẽ lợi dụng được quan hệ tương hỗ của các điểm lân cận theo cả phương ngang và phương đứng nên dự đoán chính xác... sai số dự đoán nhỏ hơn Tuy nhiên phương pháp này không không tận dụng được quan hệ tương hỗ của các điểm ảnh trong hai khung liên tiếp Do đó, ta có phương pháp tạo dự đoán liên khung (Interframe prediction) + Dự đoán liên khung (Interframe prediction) Hình 2.5 : Dự đoán liên khung Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 11 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video và mã hóa dự đoán trong nén video Tạo dự đoán. .. số video gốc sử dụng MediaInfo Hình 4.2 : Nén video theo chuẩn Mjpeg sử dụng VirtualDub 1.10.4 cài sẵn bộ mã hóa và giải mã PICVideo M-JPEG Codec 4.0 Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 19 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video và mã hóa dự đoán trong nén video Hình 4.3 : Chuyển đổi định dạng video sang Mp1 sử dụng bitrate 1800 Kbps Thay đổi bitrate xuống 500 Kbps và lặp lại các bước thử nghiệm 4.4 Tính... thuật ước lượng và bù chuyển động Giải thích các sơ đồ nén/ giải nén intraframe, interframe 3.1 Khái quát về phương pháp nén video + Nén video dựa trên phép biến đổi ảnh và kỹ thuật ước lượng và bù chuyển động(MPEG, H26X): - Kỹ thuật nén ảnh tĩnh, giảm độ dư thừa không gian (mã hóa Intraframe) - Kỹ thuật đánh giá ước lượng chuyển động và mã hóa để giảm độ dư thừa giữa các frame (mã hóa Interframe) Hình... chuyển động và bù chuyển động: + Đánh giá chuyển động (Motion Estimation): Xác định vector chuyển động Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 14 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video và mã hóa dự đoán trong nén video + Bù chuyển động (Motion Compensation): Khôi phục ảnh bằng cách sử dụng vector chuyển động và sai số chuyển động(phần sai lệch nhỏ nhất giữa 2 ảnh) Kỹ thuật dự đoán frame 3.4 Nén video theo... chuẩn Mpeg-1 và Mjpeg - Thực hiện tính toán tỉ số nén, tỉ số dòng bit - Nhận xét 4.3 Thử nghiệm Kiểm tra thông số video gốc ta có thể thấy video gốc mã hóa theo chuẩn MPEG-4 với độ phân giải khung hình là 720x 408 Bitrate 3 990 Kbps Frame rate : 23,976 fps Hệ màu YUV subsampling 4:2:0 Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 18 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video và mã hóa dự đoán trong nén video Hình 4.1... cảm nhận ta rất khó nhận biết được video nén theo chuẩn nào có chất lượng tốt hơn Nhưng sau khi thử nghiệm ở bitrate = 500 Kbps ta có thể nhận thấy chất lượng của video sau nén bị giảm rõ rệt và ở đây video nén theo chuẩn Mjpeg có chất lượng kém hơn so với Mpeg-1 Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page 21 Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video và mã hóa dự đoán trong nén video TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 http://inst.eecs.berkeley.edu/~ee290t/sp04/lectures/dpcm_girod.pdf ... 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video MỤC LỤC Nhóm 10 CNTT & TT 1.1 Page Đề tài 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video LỜI NÓI ĐẦU Nén video. .. 10 : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video Phân công công việc - Quách Trung Nguyên : Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video truyền thông Tìm hiểu chung phương pháp mã dự đoán. .. kỹ thuật xử lý tín hiệu video mã hóa dự đoán nén video 2.2 Mã hóa dự đoán nén video Nguyên lý : Chỉ truyền tải tín hiệu vi sai mẫu cho trị dự đoán tạo từ mẫu trước Thường sử dụng cho chuẩn mã hóa