4.4.1. Đánh giá kết quả
Các kết quả đánh giá được dựa trên giá trị PSNR của các khung hình khi sử dụng hoặc không sử dụng bộ lọc của hai file video khác nhau thực hiện các thuật toán theo chuẩn H.264 với các thông số lượng tử hoá khác nhau.
Hình vẽ 4.19: Một khung hình thành phần độ chói đại diện cho chuỗi video “Test1.avi”
QP = 0, kích thước cửa sổ tìm kiếm bằng 8, các thông số ngưỡng đặt bằng nhau và bằng 4. Mode dự đoán Inter với các kích thước thay đổi, sử dụng mode Intra đối với khung hình đầu tiên:
PSNR Khung hình 1 Khung hình 2 Khung hình 3 Khung hình 4 Khun g hình 5 Khung hình 6 Không Deblocking 31.547 23.712 19.598 18.265 17.981 17.230 Sử dụng Deblocking 31.547 23.712 19.598 18.265 17.981 17.230
QP=18, kích thước cửa sổ tìm kiếm bằng 8, các thông số ngưỡng đặt bằng nhau và bằng 4. Mode dự đoán Inter với các kích thước thay đổi, sử dụng
Không
Deblocking 31.296 23.746 19.600 18.273 17.988 17.229 Sử dụng
Deblocking 31.310 23.750 19.603 18.275 17.990 17.231
QP=48, kích thước cửa sổ tìm kiếm bằng 8, các thông số ngưỡng đặt bằng nhau và bằng 4. Mode dự đoán Inter với các kích thước thay đổi, sử dụng mode Intra đối với khung hình đầu tiên:
PSNR Khung hình 1 Khung hình 2 Khung hình 3 Khung hình 4 Khung hình 5 Khung hình 6 Không Deblocking 28.513 24.010 19.788 18.466 18.195 17.413 Sử dụng Deblocking 29.291 24.137 19.901 18.563 18.267 17.469
File video “Test2.avi” với một khung hình của thành phần Y trong file:
Hình vẽ 4.20: Một khung hình thành phần độ chói đại diện cho chuỗi video “Test2.avi”
QP = 0, kích thước cửa sổ tìm kiếm bằng 8, các thông số ngưỡng đặt bằng nhau và bằng 4. Mode dự đoán Inter với các kích thước thay đổi, sử dụng mode Intra đối với khung hình đầu tiên:
PSNR Khung hình 1 Khung hình 2 Khung hình 3 Khung hình 4 Khung hình 5 Khung hình 6 Không Deblocking 29.291 24.137 19.901 18.563 17.469 17.230 Sử dụng Deblocking 29.291 24.137 19.901 18.563 17.469 17.230
QP=18, kích thước cửa sổ tìm kiếm bằng 8, các thông số ngưỡng đặt bằng nhau và bằng 4. Mode dự đoán Inter với các kích thước thay đổi, sử dụng mode Intra đối với khung hình đầu tiên:
PSNR Khung hình 1 Khung hình 2 Khung hình 3 Khung hình 4 Khung hình 5 Khun g hình 6 Không Deblocking 29.053 21.999 19.382 18.497 17.995 17.704 Sử dụng Deblocking 29.057 22.003 19.384 18.499 17.997 17.706
QP=48, kích thước cửa sổ tìm kiếm bằng 8, các thông số ngưỡng đặt bằng nhau và bằng 4. Mode dự đoán Inter với các kích thước thay đổi, sử dụng mode Intra đối với khung hình đầu tiên:
PSNR Khung hình 1 Khung hình 2 Khung hình 3 Khung hình 4 Khung hình 5 Khung hình 6 Không Deblocking 25.994 23.122 20.342 19.417 18.852 18.525 Sử dụng Deblocking 26.028 23.431 20.621 19.624 19.017 18.673
thì ngoài các sai khác do phép biến đổi và lượng tử hoá gây ra trên các khung hình dư thừa còn có sai lệch tích luỹ từ khung hình tham chiếu.
Với kết quả hình ảnh thu được cho thấy: dữ liệu sai lệch giữa hai khung hình liên tiếp trong một cảnh video là đáng kể. Điều này có thể gây ra do nhiễu của bản thân thiết bị (đối với các camera chất lượng kém) hoặc do nhiễu của môi trường tác động (như thay đổi cường độ sáng của môi trường...) làm giảm hiệu quả của dự đoán Inter.
Khi QP = 0, giá trị PSNR của khung hình sau khi nén và giải nén trong hai trường hợp có sử dụng bộ lọc và không sử dụng bộ lọc là như nhau. Kết quả này là hoàn toàn phù hợp vì khi QP=0 cũng đồng nghĩa với quá trình nén là ít tổn hao và sai khác giữa block ban đầu so với block sau khi nén và giải nén là rất nhỏ.
Đối với QP > 0, giá trị PSNR của khung hình khôi phục lại có sử dụng bộ lọc luôn lớn hơn giá trị PSNR của khung hình khôi phục lại không sử dụng bộ lọc. Sự chênh lệch càng lớn khi QP càng lớn. Điều đó cho thấy sự cải thiện về chất lượng hình ảnh khi sử dụng bộ lọc.
Đối với cùng một khung hình sử dụng dự đoán Inter, khi QP tăng thì PSNR của nó tăng theo. Điều này có vẻ như là vô lý nhưng về thực tế có thể giải thích như sau: theo kết quả hình ảnh thu được từ chương trình mô phỏng cho thấy hai khung hình liên tiếp trong một chuỗi hung hình video của một cảnh chuyển động thì sự khác nhau là rất lớn. Sự khác nhau này xuất hiện do chất lượng của camera ghi hình hoặc do sự thay đổi cường độ sáng của môi trường cảnh video được ghi. Trong khi ảnh thu được sau dự đoán Intra (chưa kết hợp với phần dư) sẽ có chất lượng video là trung gian với hai khung hình (khung hình dự đoán Intra và khung hình thứ hai sử dụng dự đoán Inter). Như vậy, khi QP càng lớn thì khung hình khôi phục sau dự đoán Intra (được dùng làm khung hình tham chiếu cho khung hình tiếp theo) càng tiến gần tới khung hình trung gian và sai khác của khung hình này với khung hình thu được sau dự đoán Inter cũng giảm dần. Điều này có thể khắc phục một phần bằng cách sử dụng nhiều khung hình tham chiếu khác nhau. Tuy nhiên, tính phức tạp của chương trình nén và giải nén sẽ bị tăng lên.
KẾT LUẬN
Một số kết quả đạt đƣợc và ứng dụng của luận văn:
Luận văn đã trình bày các khái niệm, các nguyên lý và kỹ thuật cơ bản về nén video trong chuẩn nén H.264.
Triển khai thành công một số thuật toán chính trong chuẩn nén (các phương pháp biến đổi DCT, IDCT; các phép lượng tử hoá; các phương pháp dự đoán Intra/Inter...) làm cơ sở cho việc xây dựng và triển khai thuật toán chính của luận văn - thuật toán Deblocking trong xử lý video theo chuẩn H.264.
Các kết quả thu được giúp tác giả có được cái nhìn trực quan hơn về một số vấn đề trong kỹ thuật nén video như: đánh giá được mối tương quan giữa tỷ lệ nén với chất lượng của video nén và vai trò của bộ lọc trong việc cải thiện chất lượng của video nén. Thấy được một số yêu cầu cần giải quyết trong các trường hợp của chuỗi video cụ thể... Làm cơ sở cho việc áp dụng chuẩn nén này trong các ứng dụng thực tế.
Hƣớng nghiên cứu và phát triển:
Luận văn mới chỉ đưa ra được một số nét chính của chuẩn nén để phục vụ cho việc triển khai thuật toán Deblocking mà chưa xây dựng một cách hoàn chỉnh về bộ nén và giải nén.
Trong tương lai hướng phát triển và mở rộng của luận văn sẽ tập trung vào hoàn thiện hơn các thuật toán của chuẩn nén như:
Xây dựng thuật toán nén và giải nén đầy đủ, cải tiến các thuật toán để làm giảm tính phức tạp tính toán cho phép tích hợp chương trình trong các ứng dụng bị hạn chế về năng lực xử lý.
Áp dụng chuẩn nén cho việc xây dựng và phát triển các ứng dụng thực tế như: các ứng dụng về camera giám sát tích hợp trong các thiết bị cầm tay (như điện thoại di động...), áp dụng xây dựng các phần mềm cho các ứng dụng băng thông giới hạn như: video internet....
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Iain E.G.Richardson, H.264 and MPEG-4 Video Compression: Video coding for Next-generation Multimedia, Jơnh Wiley&Sons, Ltd.ISBN:0-470-84837-5,
2003.
[2] Mohammed Ghanbari, Standard Codecs: Image Compression to Advanced Video Coding, The Institution of Electrical Engineers, London, United
Kingdom, 2003
[3] Jianwen Chen, Yanmei Qu, Yun He, “A Fast Mode Decision Algorithm In H.264”, State Key Lab on Microwave & Digital Communications, Department
of Electronics Engineering, Tsinghua University, Beijing, China, 100084. [4] Thomas Wiegand, Draft IUT-T Recommendation and Final Draft International
Standard of Joint Video Specification (ITU-T Rec. H.264 | ISO/IEC 14496-10 AVC), 8th Meeting: Geneva, Switzerland, 23-27 May, 2003.
[5] L.Hanzo, P. Cherriman and J. Streit, Video Compression and Communications, John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England, 2007.
[6] Peter List, Anthony Joch, Jani Lainema, Gisle Bjøntegaard, and Marta Karczewicz, Adaptive Deblocking Filter, IEEE TRANSACTIONS ON
CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY, VOL. 13, NO. 7, JULY 2003.
[7] A. Averbuch, A. Schclar, D. L. Donoho, Deblocking of Block-Transform Compressed Images Using Weighted Sums of Symmetrically Aligned Pixels,
November 8, 2001.
[8] Gwang Hoon Park, Min Woo Park, Sung-Chang Lim, Woo Sung Shim, and Yung-Lyul Lee, Senior Member, IEEE, Deblocking Filtering for Illumination Compensation in Multiview Video Coding, IEEE TRANSACTIONS ON
CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY, VOL. 18, NO. 10, OCTOBER 2008.
[9] Jung-Ah Choi and Yo-Sung Ho, Simple and Efficient Deblocking Algorithm for
H.264/AVC Decoder, 15th International Conference on Systems, Signals and Image Processing, IWSSIP 2008, 25-28 June 2008.
[10] ISO/IEC, Improved deblocking filter for open-loop MCTF in the JSVM,
ISO/IEC MPEG & ITU-T VCEG (ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 and ITU-T SG16 Q.6) 15th Meeting: Busan, R, 16-22 April, 2005.