Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng của chuẩn nén VIDEO H.265HEVC với các chuỗi VIDEO đầu vào có đặc tính khác nhau (Luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng của chuẩn nén VIDEO H.265HEVC với các chuỗi VIDEO đầu vào có đặc tính khác nhau (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng của chuẩn nén VIDEO H.265HEVC với các chuỗi VIDEO đầu vào có đặc tính khác nhau (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng của chuẩn nén VIDEO H.265HEVC với các chuỗi VIDEO đầu vào có đặc tính khác nhau (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng của chuẩn nén VIDEO H.265HEVC với các chuỗi VIDEO đầu vào có đặc tính khác nhau (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng của chuẩn nén VIDEO H.265HEVC với các chuỗi VIDEO đầu vào có đặc tính khác nhau (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng của chuẩn nén VIDEO H.265HEVC với các chuỗi VIDEO đầu vào có đặc tính khác nhau (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng của chuẩn nén VIDEO H.265HEVC với các chuỗi VIDEO đầu vào có đặc tính khác nhau (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng của chuẩn nén VIDEO H.265HEVC với các chuỗi VIDEO đầu vào có đặc tính khác nhau (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng của chuẩn nén VIDEO H.265HEVC với các chuỗi VIDEO đầu vào có đặc tính khác nhau (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng của chuẩn nén VIDEO H.265HEVC với các chuỗi VIDEO đầu vào có đặc tính khác nhau (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng của chuẩn nén VIDEO H.265HEVC với các chuỗi VIDEO đầu vào có đặc tính khác nhau (Luận văn thạc sĩ)

1 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - NGUYỄN VIẾT QUÂN NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA CHUẨN NÉN VIDEO H.265/HEVC VỚI CÁC CHUỖI VIDEO ĐẦU VÀO CĨ ĐẶC TÍNH THAY ĐỔI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) HÀ NỘI – 2020 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - NGUYỄN VIẾT QUÂN NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA CHUẨN NÉN VIDEO H.265/HEVC VỚI CÁC CHUỖI VIDEO ĐẦU VÀO CĨ ĐẶC TÍNH THAY ĐỔI Chun ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 8.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ HỮU TIẾN HÀ NỘI - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết mô nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, tháng 05 năm 2020 Tác giả luận văn Nguyễn Viết Quân LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn lời xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.Vũ Hữu Tiến tận tình hướng dẫn bảo suốt trình thực Tơi chân thành cảm ơn Thầy, Cô khoa Đào Tạo Sau Đại Học, Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Hà Nội tận tình giúp đỡ tơi q trình hai năm tơi học tập nghiên cứu Hà Nội, ngày 15 tháng 05 năm 2020 Nguyễn Viết Quân MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÃ HÓA VIDEO 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Nguyên tắc mã hóa video 1.2.1 Nguyên tắc mã hóa video 1.2.2 Kỹ thuật giảm dư thừa thông tin miền không gian 1.2.3 Kỹ thuật giảm dư thừa thông tin miền thời gian 1.2.4 Sơ đồ tổng quát mã hóa video 1.3 Giải mã hóa video 1.4 Kết luận chương CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MÃ HÓA VIDEO, GIẢI MÃ VIDEO ĐỘ PHÂN GIẢI CAO H.265/HEVC 2.1 Tổng quan mã hóa phân giải cao 2.1.1 Giới thiệu chuẩn nén H.265 2.1.2 Cấu trúc mã hóa23 2.2 So sánh hiệu nến h.265 với số chuẩn nén trước 2.3 Kết luận chương CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA CHUẨN NÉN VIDEO HEVC TRÊN PHẦN MỀM HEVC TEST MODEL 3.1 Giới thiệu phần mềm mô phong HM 3.2 Các chuỗi video dùng để đánh giá 3.3 Các tham số để đánh giá hiệu nén 3.4 Phân tích kết mơ 3.4.1 Mã hóa video chế độ nội ảnh (Intra mode) 3.4.2 Mã hóa video chế độ liên ảnh (Intra mode) 3.5 So sánh hai chế độ liên ảnh 3.6 Chế độ mã hóa Inter với kích thước chuỗi khác 3.7 Kết luận chương DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Sơ đồ khối codec DPCM xử lý video Hình 1.2: Biểu diễn lượng tử Hình 1.3: Biểu diễn lượng UTQ (a) UTQ-DZ(b) Hình 1.4: (a) Sự khác biệt khung hình thời trước đó; (b) Ảnh sau bù chuyển động Hình 1.5: Vùng tìm vector chuyển động macro block thời Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý tổng quát mã hóa video Hình 1.7: Sơ đồ giải mã hóa tín hiệu video Hình 2.1: Sơ đồ khối mã hóa HEVC Hình 2.2 Cấu trúc CTU Hình 2.3 Cấu trúc CTB Hình 2.4 Cấu trúc CTB chia nhỏ Hình 2.5 Cấu trúc PB Hình 2.6 Cấu trúc TB Hình 2.7 Chế độ chia tách CB thành PBs Hình 2.8 Chia nhỏ CTB thành CB, TB Hình 2.9 Chia nhỏ ảnh thành mảng (a) tile (b) Minh họa trình xử lý song song wavefront (c) Hình 2.10 Các chế độ hướng cho dự đốn hình ảnh Hình 2.11 Vị trí lấy mẫu số nguyên phân đoạn cho phép nội suy thành phần chói Hình 2.12 Ba chế phương pháp qt hệ số HEVC (a) Quét chéo lên bên phải (b) Quét theo chiều ngang (c) Quét theo chiều dọc Hình 2.13 Bốn dạng gradient sử dụng SAO Hình 2.14 So sánh hiệu nén H.265 với số chuẩn nén trước Hình 2.15 So sánh H.264/AVC H.265/HEVC khung hình video độ phân giải HD 720p Hình 2.16 Thời gian tải video H.265 so với video H.264 với tốc độ mạng Hình 2.17 Kích thước file nén qua thời kì Hình 2.18 Kết nén H264 với video Akiyo Hình 2.19 Kết nén H265/HEVC với video Akiyo Hình 2.20 Kết nén H264 với video Big Buck Bunny Hình 2.21 Kết H265/HEVC với video Big Buck Bunny Ba Hình 3.1 Thực lệnh HEVC Encoder Hình 3.2 Các frame chuỗi Akiyo, Claire, Mother-daughter Hình 3.3 Các frame chuỗi News, Hall, Coastguard Hình 3.4 Các frame chuỗi Foreman, Carphone, Soccer Hình 3.5 So sánh hiệu nén HEVC cho chuỗi khác Hình 3.6 So sánh hiệu nén HEVC cho chuỗi khác Hình 3.7 So sánh hiệu nén HEVC hai chế độ nén chuỗi Akiyo Hình 3.8 So sánh hiệu nén HEVC hai chế độ nén chuỗi Mobile Hình 3.9 So sánh hiệu nén HEVC hai chế độ nén chuỗi Foreman Hình 3.10 Frame chuỗi video thử nghiệm DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ/Cụm từ viết tắt AVC BDPSNR CABAC CAVLC CODEC IDCT MB MPEG MSE NAL PSNR QP RDO VCL Tiếng Anh Tiếng Việt Advanced Video Coding Bjontegaard delta PSNR Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding Context – Adaptive Variable Length Coding COde - DECode Inverse Discrete Cosine Transform MacroBlock Nâng cao mã hóa video Chênh lệch trung bình PSNR Mã hóa số học nhị phân thích nghi dựa ngữ cảnh Mã hóa độ dài biến đổi thích nghi ngữ cảnh Bộ nén giải nén video Biến đổi cosin rời rạc ngược Macroblock – khối ảnh nén H.264 Nhóm chuyên gia ảnh động Sai số bình phương trung bình Lớp trừu tượng hóa mạng Tỉ số tín hiệu nhiễu đỉnh Tham số lượng tử Tối ưu hóa lệ nén độ méo Lớp mã hóa video The Moving Picture Experts Group Mean Squared Error Network Abstraction Layer Peak Signal-to-Noise Ratio Quantisation Paramater Rate-Distortion Optimization Video Coding Layer DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các hệ số lọc cho phép nội suy lấy mẫu phân đoạn chói36 Bảng 2.2 Các hệ số lọc cho phép nội suy lấy mẫu phân đoạn chroma Bảng 2.3 Các loại mẫu EdgeIdx lớp cạnh biên SAO Bảng 3.1 Các tham số của môi trường mô phỏng47 Bảng 3.2 So sánh chất lượng ảnh (PSNR-dB) sau giải nén chuỗi với tham số lượng tử (QP) khác Bảng 3.3 So sánh Bitrate (Kbps) chuỗi với tham số lượng tử (QP) khác Bảng 3.4 So sánh chất lượng ảnh (PSNR-dB) sau giải nén chuỗi với tham số lượng tử (QP) khác Bảng 3.5 So sánh Bitrate (Kbps) chuỗi với tham số lượng tử (QP) khác Bảng 3.6 Các tham số chuỗi video thử nghiệm5 Bảng 3.7 Hiệu chuỗi video thử nghiệm thuật tốn đề xuất6 53 mã khơng tăng lên nhiều so với chuẩn trước Vì vậy, việc lựa chọn mã hóa H.265 để triển khai hệ thống truyền dẫn video thời gian thực qua môi trường quang vô tuyến phù hợp 54 CHƯƠNG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA CHUẨN NÉN VIDEO HEVC TRÊN PHẦN MỀM HEVC 3.1.Giới thiệu phần mềm mô HM tham số mô Để đánh giá hiệu nén chuẩn HEVC, luận văn sử dụng phần mềm mã nguồn mở HM (HEVC Test Model) Đây phần mềm tham chiếu triển khai tham chiếu tiêu chuẩn HEVC Phần mềm phát triển Nhóm hợp tác chung mã hóa video (JCT-VC) từ chuyên gia ITU-T SG 16 ISO / IEC SC29 WG11 Một mục tiêu phần mềm tham chiếu cung cấp sở để tiến hành mô để đánh giá hiệu chuẩn nén HEVC Phần mềm tham khảo tài liệu [15] Hình 3.1 ví dụ lệnh HEVCEncoder.exe sử dụng để mã hóa chuỗi video Hình 3.1: Thực lệnh HEVC Encoder Để đánh giá hiệu HEVC chuỗi video có đặc tính khác nhau, tham số mơi trường mô cho bảng 3.1 đây: Bảng 3.1 Các tham số của môi trường mô Tham số Số lượng chuỗi video Độ phân giải Tốc độ mã hóa Cấu hình máy tính Giá trị chuỗi 176 x 144 30 frame/s Windows, 16GB RAM Core™ i7,1.6GHz, 55 3.2.Các chuỗi video dùng để đánh giá Trong luận văn sử dụng chuỗi video chuẩn QCIF (Quarter Common Intermediate File Format) với nội dung chuyển động khác để so sánh hiệu thuật tốn chế độ mã hóa khác Các chuỗi video chuẩn QCIF có độ phân dải thấp ứng dụng chạy thiết bị cấu hình thấp mạng IoT Các chuỗi video phân loại thành loại: Loại A, loại B, loại C với độ phức tạp chuyển động tăng dần Các chuỗi video loại A có chuyển động thấp hay chậm Các chuỗi loại B có chuyển động trung bình chuỗi loại C có chuyển động phức tạp hay chuyển động nhanh Loại A bao gồm chuỗi: Akiyo, Hall Mother-daugter Các frame chuỗi mô tả hình 3.2 Các frame chuỗi loại B Mobile, News, Coastguard với chuyển động trung bình trình bày hình 3.3 Tương tự, hình 3.4 mô tả frame chuỗi thuộc loại C gồm Foreman, Carphone Soccer với chuyển đổi đối tượng nhanh tốc độ chuyển động cao Akiyo Hall Mother- daughter Hình 3.2: Các frame chuỗi Akiyo, Claire, Motherdaughter Mobile News Coastguard Hình 3.3: Các frame chuỗi News, Hall, Coastguard 56 Foreman Carphone Soccer Hình 3.4: Các frame chuỗi Foreman, Carphone, Soccer 3.3 Các tham số đánh giá hiệu nén Để đánh giá hiệu chuẩn nén HEVC chuỗi video có đặc tính khác nhau, hai tham số PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio) số lượng bit dùng để mã hóa giây (Bitrate) sử dụng để so sánh hiệu nén Tham số PSNR sử dụng để đo mức độ giống hai chuỗi video trước nén sau giải nén Nói cách khác, PSNR phản ánh chất lượng chuỗi video sau giải mã Tham số lớn đồng nghĩa với chất lượng chuỗi video sau giải nén giống với chất lượng chuỗi video gốc Thơng thường, chuỗi video có PSNR từ 30 dB trở lên coi có chất lượng tốt PSNR tính dựa cơng thức sau: ( 3.1) Trong MAX1 giá trị tối đa điểm ảnh ảnh Khi điẻm ảnh biểu diễn bit giá trị 255 Tổng quát tín hiệu biểu diễn b bit đơn vị lấy mẫu MAX1 2b -1 MSE (Mean Squared Error) sai số tồn phương trung bình dùng cho ảnh hai chiều có kích thước MxN Trong Org ảnh gốc cịn Rec ảnh khơi phục tương ứng MSE tính qua cơng thức: (3.2 ) Bitrate tham số phản ánh số lượng bit trung bình dùng để mã hóa khung hình video giây Bitrate lớn nghĩa số bit dùng để mã hóa video lớn Nếu giá trị PSNR, chuỗi video có bitrate nhỏ nghĩa hiệu nén chuỗi video cao 57 3.4 Phân tích kết mơ 3.4.1 Mã hóa video chế độ nội ảnh (Intra mode) Hiệu HEVC chế độ nội ảnh (Intra mode) 45.00 40.00 35.00 PSNR (dB) 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 Akiyo Mobile Carphone Hall News Soccer 500 1000 Mother-daughter Coastguard 1500 2000 Foreman 2500 Bitrate (kb/s) Hình 3.5 So sánh hiệu nén HEVC cho chuỗi khác Bảng 3.2 So sánh chất lượng ảnh (PSNR-dB) sau giải nén chuỗi với tham số lượng tử (QP) khác QP QP QP QP =2 =3 =3 =4 Akiy 39, 36, 33, 30, o Hall 50 38, 31 35, 33 32, 61 29, 65 41 23 22 er- 38, 35, 33, 30, daug 36 49 07 91 hter Mobi 35, 31, 28, 24, le New 66 38, 66 34, 03 31, 88 28, Moth 58 s Coas tgua 26 90 79 82 35, 32, 30, 27, rd Fore 75 63 04 69 37, 34, 31, 28, man Carp 70 38, 68 35, 70 32, 84 30, hone Socc 72 36, 70 33, 79 31, 07 29, er 44 75 49 33 Bảng 3.3 So sánh Bitrate (Kbps) chuỗi với tham số lượng tử (QP) khác Akiyo Hall Motherdaughter Mobile News Coastguard Foreman Carphone Soccer QP=28 QP=32 QP=36 QP=40 601,77 419,36 283,3 192,72 695,09 486,5 327,44 214,55 469,45 2050,54 836,42 902,22 760,5 629,42 679,98 291,81 1463,23 590,57 555,07 515,8 425,85 409,08 179,67 969,2 398,46 331,09 333,8 283,13 244,58 106,68 617,9 261,06 188,1 213,2 186,2 145,88 Như kết hình 3.5 bảng 3.2, 3.3, ta thấy chế độ nén nội ảnh chuỗi video có chuyển động chậm chuyển động (các chuỗi loại A) có chất lượng cao cần bit để mã hóa Ngược lại, chuỗi lớp B (có chuyển động phức tạp Mobile) cần nhiều bit để mã hóa chất lượng hình ảnh đạt khơng cao Cụ thể, hình 3.2 cho thấy ứng với giá trị lượng tử QP, chuỗi Mobile có Bitrate lớn PSNR đạt nhỏ Trong chuỗi Motherdaughter có Bitrate nhỏ PSNR đạt sau chuỗi Akiyo Như vậy, thấy rằng, chế độ nội ảnh, chuỗi có chuyển động chậm chuyển động đạt hiệu nén tốt 59 3.4.2 Mã hóa video chế độ liên ảnh (Inter mode) Hình 3.6 bảng 3.4, 3.5 hiệu nén HEVC chế độ liên ảnh chuỗi video có đặc tính nén khác Bảng 3.5 cho thấy chuỗi Mobile chuỗi cần nhiều bit để mã hóa so với chuỗi cịn lại Tuy nhiên, chế độ liên ảnh số lượng bit cần nhiều so với chế độ nội ảnh Bảng 3.4 cho thấy chất lượng trung bình video loại A cao so với video loại B & C Với video chuyển động nhanh Mobile Coastguard chất lượng thu Lý loại video chuyển động nhanh, ước lượng chuyển động bù chuyển động q trình mã hóa xác so với video chuyển động chậm Do đó, chất lượng ảnh phía giải mã thấp Hiệu HEVC chế độ liên ảnh (Inter mode) 45.00 40.00 35.00 PSNR(dB) 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 Akiyo News Soccer 100 Hall Coastguard 200 300 Mother-daughter Foreman 400 500 Mobile Carphone 600 700 Bitrate (kb/s) Hình 3.6 So sánh hiệu nén HEVC cho chuỗi khác Bảng 3.4 So sánh chất lượng ảnh (PSNR-dB) sau giải nén chuỗi với tham số lượng tử (QP) khác Akiyo Hall QP=28 QP=32 QP=36 QP=40 39,20 37,67 36,26 34,46 38,15 37,27 36,45 35,45 60 Motherdaughter 38,21 37,24 36,47 35,57 Mobile 34,74 32,36 30,95 29,74 News 37,82 36,70 35,68 34,55 Coastguard 35,20 32,96 31,40 30,24 Foreman 37,18 36,64 36,29 35,92 Carphone 38,33 36,21 34,47 32,81 Soccer 36,25 34,54 33,08 31,54 Bảng 3.5 So sánh Bitrate (Kbps) chuỗi với tham số lượng tử (QP) khác Akiyo Hall Motherdaughter Mobile News Coastguard Foreman Carphone Soccer QP=28 QP=32 QP=36 QP=40 259,21 186,72 146,44 121,27 117,62 96,71 86,46 80,64 86,29 598,23 143,45 309,35 103,61 249,49 256,51 66,97 367,88 115,9 183,32 86,55 163,1 171,25 59,13 277,28 102,53 130,7 82,54 120,04 128,42 54,91 243,45 95,15 109,55 81,29 99,39 104,95 3.5 So sánh hai chế độ liên ảnh PSNR (dB) So sánh hiệu nén HEVC hai chế độ nén 45.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 Akiyo_InterMode Akiyo_IntraMode 100 200 300 400 500 600 700 Bitrate (kp/s) Hình 3.7 So sánh hiệu nén HEVC hai chế độ nén chuỗi Akiyo 61 So sánh hiệu nén HEVC hai chế độ nén 40.00 PSNR (dB) 35.00 30.00 25.00 Mobile_InterMode Mobile_IntraMode 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 500 1000 1500 2000 2500 Bitrate (kb/s) Hình 3.8 So sánh hiệu nén HEVC hai chế độ nén chuỗi Mobile PSNR (dB) So sánh hiệu nén HEVC hai chế độ nén 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 100 200 300 400 500 600 700 800 Foreman_InterMode Foreman_IntraMode Bitrate (kb/s) Hình 3.9 So sánh hiệu nén HEVC hai chế độ nén chuỗi Foreman Hình 3.7, 3.8 3.9 so sánh hiệu nén HEVC hai chế độ liên ảnh nội ảnh loại chuỗi: Ít chuyển động (Akiyo), chuyển động vừa (Mobile) chuyển động nhanh (Foreman) Ta thấy chuỗi chuyển động, khác biệt chế độ khơng lớn hai loại chuỗi cịn lại Ngồi ra, chế độ nội ảnh 62 (Intra mode), khác biệt giá trị lượng tử dẫn đến thay đổi rõ rệt lượng bit cần để mã hóa chất lượng ảnh phía giải mã 3.6 Chế độ mã hóa Inter với kích thước chuỗi khác Để kiểm tra chế độ mã hóa với kích thước chuỗi khác nhau, bốn chuỗi video sử dụng để đánh giá bao gồm Coastguard, Suzie, Pamphlet Harbor với tham số tóm tắt bảng 3.5 Khung hình bốn chuỗi video hiển thị hình 3.5 Test sequences Coastguar d Spatial resolution 176x144 Number of 300 Suzie 150 Pamphlet 150 Harbour 150 Quantizati on {26,30,34,3 8} {25,29,34,4 0} {25,29,34,4 0} {25,29,34,4 0} Bảng Các tham số chuỗi video thử nghiệm Hình 3.10 Frame chuỗi video thử nghiệm Để đánh giá thuật toán đề xuất, số BD-PSNR (Bjntegaard-Delta PSRN) sử dụng để so sánh, với BD-PSNR để cung cấp độ lợi tương đối hai phương pháp, cách đo khác biệt trung bình hai đường cong đánh giá tỷ lệ sai lệch RD (RD – Rate-Distortion) với đường cong RD chọn làm đường cong sở Nếu BD-PSNR dương, có nghĩa đường cong thứ hai tốt 63 đường cong sở Trong đánh giá này, đường cong RD GOP4 phương pháp đề xuất có tên Adaptive GOP so sánh với đường cong sở GOP2 Kết đánh giá hiệu tỷ lệ sai lệch RD cho bốn chuối video thử nghiệm trình bày bảng 3.7 Theo kết biểu diễn bảng 3.7, giá trị PSNR phương pháp đề xuất tốt giá trị GOP tương đương với giá trị GOP2 Giá trị bitrate phương pháp đề xuất cao giá trị GOP4 thấp giá trị GOP2 Do đó, việc lựa chọn GOP2 GOP4 phụ thuộc vào cân PSNR Bitrate Kết cho thấy mức độ suy giảm chất lượng video (về giá trị PSNR) phương pháp đề xuất không đáng kể tiết kiệm nhiều bitrate Bảng 3.2 cho thấy khả tối ưu bitrate phương pháp đề xuất 3,37% 9,62% so với GOP2 GOP4, tương ứng Sequenc e Coastguar d QP GOP2 Bitrate PSNR 26 27760 38.18 30 17131 34.87 34 9838 31.88 38 5256 29.14 14996 25 33.5 26 18424 41.58 30 10869 38.56 34 5725 35.41 38 2667 32.24 Average Suzie Average 26 Pamphlet 9421.2 36.9 5 23893.9 41.15 30 15669.9 37.42 34 9013.55 33.18 GOP4 Bitrate PSNR 34.6 28242 32.4 16140 30.3 8228 28.2 3781 14097 31.4 75 41.2 19719 38.2 11172 35.1 5588 32.0 2353 36.6 9708 23128.2 41.3 37.5 14900.7 8567.73 33.2 Adaptive GOP Bitrate PSNR 38.1 27735 34.8 17058 31.8 9760 29.1 5199 33.4 14938 41.3 18565 38.2 10530 35.2 5283 32.1 2270 36.7 9162 22453.6 41.3 37.5 14504.5 8349.78 33.2 64 38 Average 26 Harbour 30 34 38 Average 3897.73 28.86 3667.88 13118 35.1 12566 78 15 45656.5 45680.2 38.04 8 29713.9 28617.8 34.18 16805.1 15471.9 30.36 7646.22 26.24 6768.94 24955 47 32.2 24134 77 28.9 35.2 37.6 33.7 30.0 26.0 31.8 3587.02 12223 74 45337.9 28830.1 15889.8 7082.92 24285 28.9 35.2 37.8 33.9 30.2 26.2 32.0 Bảng 3.7 Hiệu chuỗi video thử nghiệm thuật toán đề xuất 3.7 Kết luận chương Chương trình bày q trình mơ đo đánh giá hiệu nén chuẩn nén video HEVC chuỗi video có đặc tính khác Phần mềm mô sử dụng phần mềm HM Nhóm hợp tác chung mã hóa video (JCT-VC) từ chuyên gia ITU-T SG 16 ISO / IEC SC29 WG11 Các chuỗi video thử nghiệm chuỗi video có đặc tính thay đổi từ chuyển động chậm đến chuyển động nhanh, từ chuyển động đến nhiều chuyển động Kết mô cho thấy chuẩn nén HEVC đạt hiệu cao chuỗi chuyển động chậm chuyển động chất lượng hiệu nén KẾT LUẬN Luận văn tìm hiểu tổng quan mã hóa giải mã video kỹ thuật giải mã video nói chung kỹ thuật tiên tiến sử dụng chuẩn nén H.265 Các kỹ thuật đánh giá so sánh với kỹ thuật trước H.264 để thấy rõ cải tiến H.265 Cụ thể, kỹ thuật áp dụng giai đoạn giải mã so sánh đánh giá ưu nhược điểm so với kỹ thuật các chuẩn nén H.264 trước 65 Để đánh giá hiệu nén chuẩn HEVC, luận văn sử dụng phần mềm mã nguồn mở HM Các nghiên cứu sử dụng phầm mềm mô chương rằng, chất lượng video phía thu chuẩn nén H.265 cải thiện so với chuẩn nén trước Ngoài hiệu nén H.265 tăng lên đáng kể Tuy nhiên, cấu trúc giải mã H.265 phức tạp so với H.264 Điều dẫn đến thời gian giải mã H.265 tăng lên so với H.264 Tuy nhiên, số chế độ mã hóa H.265, việc giải mã đạt hiểu cao thời gian giải mã không tăng lên nhiều so với chuẩn trước 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Vũ Hữu Tiến, Hà Đình Dũng, “Bài giảng: Xử lý Truyền thông Đa phương tiện”, Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng, 2016 [2] Đỗ Hồng Tiến, Dương Thanh Phương, “Kỹ thuật truyền hình”, NXB Khoa học Kỹ thuật 2004 [3] Luận văn Vũ Thị Quỳnh Anh, “Triển mơ hình tạp âm tương quan nhằm nâng cao hiệu mã hóa kỹ thuật mã hóa Video phân tán DVC” Trang 13-23, 2019 Tiếng Anh [4] J R Jain, A K Jam, "Displacement measurement and its application in interframe image coding", IEEE Trans Commun., vol COM-29, pp 1799-1808, Dec 1981 [5] Mohammed Ghanbari, “ Video coding: an introduction to standard codecs”, The Institution of Electrical Engineers, 1999 [6] R Srinivasan, K.R Rao, “Predoctove coding based on efficient motion estimation”, IEEE Trans Commun., pp 888-896, 2012 [7] R Li, B Zeng, M L Liou, "A new three-step search algorithm for block motionestimation", IEEE Trans Circuits Syst Video Technol., vol 4, no 4, pp 438-442, Aug 1994 [8] JVT Editors (T Wiegand, G Sullivan, A Luthra), Draft ITUT Recommendation and final draft international standard of joint video specification (ITU-T Rec.H.264 |ISO/IEC 14496- 10 AVC), JVT-G050r1, Geneva, May 2003 [9] L Natrio, C Brites, J Ascenso, and F Pereira, Side information extrapolation for low-delay pixel-domain distributed video coding, International Workshop on Very Low Bitrate Video, 2005 [10] A Aaron and B Girod, , Wyner-Ziv video coding with lowencoder complexity, Picture Coding Symposium, 2004 [11] [5] D Slepian and J Wolf, Noiseless Coding of Correlated Information Sources, IEEE Transactions on Information Theory, vol 19, no 4, pp.471-480, July 1973 [12] A Wyner and J Ziv, The Rate-Distortion Function for Source Coding with Side Information at the Decoder, IEEE Transactions on Information Theory, vol 22, no 1, pp.1-10, January 1976 67 [13] R Puri and K Ramchandran, PRISM: A new robust video coding architecture based on distributed compression principles, 40th Allerton Conf Communication, Control and Computing,, Allerton, IL, USA, 2002 [14] A Aaron, R Thang, and B Girod (2002) “Wyner-Ziv Coding of Motion Video”, in Proc Asilomar Conference on Signals and Systems, Pacific Grove, CA, USA, November 2002 Trang Web [15] https://hevc.hhi.fraunhofer.de/ ... ? ?Nghiên cứu đánh giá hiệu chuẩn nén video H.265/HEVC với chuỗi video đầu vào có đặc tính thay đổi” làm luận văn thạc sỹ Trong suốt trình nghiên cứu triển khai đề tài, học viên nhận thấy hiệu nén. .. VIẾT QUÂN NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA CHUẨN NÉN VIDEO H.265/HEVC VỚI CÁC CHUỖI VIDEO ĐẦU VÀO CĨ ĐẶC TÍNH THAY ĐỔI Chun ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 8.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ... sánh hiệu nén HEVC cho chuỗi khác Hình 3.7 So sánh hiệu nén HEVC hai chế độ nén chuỗi Akiyo Hình 3.8 So sánh hiệu nén HEVC hai chế độ nén chuỗi Mobile Hình 3.9 So sánh hiệu nén HEVC hai chế độ nén