Thực nghiệm đầu tiên, trên các chuỗi video chuẩn, không bị nén. Chúng tôi thực hiện các thí nghiệm trên 8 chuỗi chuẩn từ nguồn [28], Foreman (352x288), Husky
(352x240), Paris (352x288), Stefan (352x240), Soccer (352x288) ,Flower-garden (352x240),
Mobile (352x288) và Pamplet (352x240), như Hình 2.10. Đầu tiên, các chuỗi gốc HR frame được lấy mẫu xuống, với tỷ lệ 2x2, tạo ra các chuỗi các LR frame ngõ vào. Sau đó các frame LR được áp dụng các kỹ thuật siêu phân giải đơn frame khác nhau. Chúng tôi dùng phép đo PSNR và SSIM để đánh giá chất lượng của các frame HR được khôi phục bằng các giải thuật khác nhau với các frame gốc ban đầu.
Soccer Flower-garden Mobile Pamphlet
Hình 2. 10. Minh họa các chuỗi video thựctừnguồn [31] đượcsửdụng cho thựcnghiệm
Với kết quả được thể hiện ở Bảng 2.2. Ta có thể thấy giá trị trung bình PSNR của phương pháp đề nghị CSI lớn hơn giá trị kết quả của các giải thuật: Bicubic (của Matlab 2013), KRI [8], SME [10] và ASDS [11]. Thống kê giá trị trung bình PSNR của phương pháp đề nghị CSI lớn hơn 1.4 dB so với Bicubic, lớn hơn 2.8 dB so với KRI, lớn hơn 1.3 dB so với SME và 0.8 dB so với ASDS.
Bảng 2. 2. So sánh kếtquảthựcnghiệm, giá trị trung bình PSNR (dB) của các giảithuật khác nhau và giải thuật đề nghị CSI, áp dụng trên các chuỗi video chuẩn không nén, tính trên cả
khung ảnh(bỏđi 4 pixel đường bao khung ảnh)
Author\
Frame (1-10) Bicubic KRI [8] SME [10] ASDS [11] CSI
Foreman 31.22 29.86 31.95 32.07 34.80 Husky 17.16 16.72 17.22 18.03 18.51 Paris 21.57 20.70 21.70 22.68 23.11 Stefan 22.49 21.61 22.50 23.54 24.13 Soccer 27.86 26.68 27.91 28.33 28.94 Flower-Garden 18.70 18.21 18.82 19.66 20.04 Mobile 21.38 19.77 21.42 21.35 21.97 Pamphlet 31.61 28.14 31.57 30.80 31.07 Average gain +1.4 +2.8 +1.3 +0.8
Bảng 2. 3. So sánh kết quả thực nghiệm, giá trị trung bình MSSIM (dB) của các giải thuật
khác nhau và giảithuậtđềnghị CSI, áp dụng trên các chuỗi video chuẩn không nén, tính trên
cả khung ảnh(bỏđi 4 pixel đường bao khung ảnh)
Author\
Frame (1-10) Bicubic KRI [8]
SME
[10]
ASDS
Foreman 0.964 0.937 0.963 0.951 0.970 Husky 0.689 0.554 0.676 0.671 0.726 paris 0.857 0.794 0.863 0.855 0.873 Stefan 0.862 0.784 0.847 0.855 0.877 Soccer 0.876 0.809 0.866 0.858 0.890 Flowergarden 0.990 0.678 0.774 0.767 0.9996 Mobile 0.824 0.726 0.836 0.805 0.853 Pamplet 0.946 0.897 0.959 0.946 0.956 Average gain 0.016 0.086 0.020 0.026 0
Từ thống kê ở Bảng 2.3, giá trị trung bình độ tương đồng SSIM của các giải thuật khác nhau. Nó cho thấy chất lượng của giải thuật đề nghị tốt hơn của những giải thuật khác. Hơn nữa, ta có thể đánh giá bằng trực quan, chất lượng của ảnh HR được khôi phục bằng các giải thuật khác nhau. Như Hình 2.11 minh họa sự so sánh chất lượng ảnh HR Formen được khôi phục bằng các giải thuật khác nhau. Quan sát kỹ ta thấy ảnh HR được khôi phục bằng phương pháp đề nghị có các chi tiết rõ nét hơn ảnh HR được khôi phục bằng các giải thuật khác ở phần cạnh viền. Ngoài ra ảnh kết quả của giải thuật ASDS có các chi tiết bị mờ đi do ảnh hưởng của thuật toán lọc nhiễu trong giải thuật trong khi với ảnh CSI thì chi tiết rõ nét hơn. Tương tự như vậy, với kết quả ảnh HR được khôi phục từ chuỗi Soccer và Paris, tại frame 1, như Hình 2.12 và Hình 2.13. Ta thấy ảnh HR được khôi phục bằng giải thuật CSI rõ nét và ít bị suy biến hơn ảnh HR được khôi phục bằng các giải thuật khác, đặc biệt tại các vùng cạnh viền.
Ảnhđược khôi phụcbằng Bicubic Mộtphầncủaảnh Bicubic
Ảnhđược khôi phụcbằng SME, 32.56 dB Mộtphầncủaảnh SME
Ảnhđược khôi phụcbằng CSI, 34.80 dB Mộtphầnảnh CSI
Hình 2. 11. Minh họa hình ảnhkếtquảthựcnghiệm trên chuỗi Foreman. Từ trên xuống,ảnh gốc HR và ảnh LR được khôi phụcbằng các giảithuậtnội suy khác nhau: Bicubic, SME và CSI. Bên trái thểhiệnmộtphầncủaảnhđược khôi phụctươngứng.
Ảnhđược khôi phụcbằng Bicubic, 28.24dB Mộtphầnảnh Bicubic
Ảnhđược khôi phụcbằng ASDS, 28.32 dB Mộtphầnảnh ASDS
Ảnhđược khôi phụcbằng CSI, 29.01 dB Mộtphầnảnh CSI
Hình 2. 12. Minh họa hình ảnh kết quả thực nghiệm trên chuỗi Soccer. Từ trên xuống, ảnh gốc HR và ảnh LR được khôi phụcbằng các giảithuật nội suy khác nhau: Bicubic, ASDS và CSI. Bên trái thểhiệnmộtphầncủaảnhđược khôi phụctươngứng
Ảnhđược khôi phụcbằng Bicubic Mộtphầncủaảnh Bicubic
Ảnhđược khôi phụcbằng ASDS, 21.72 dB Mộtphầncủaảnh ASDS
Ảnhđược khôi phụcbằng CSI, 23.15 dB Mộtphầncủaảnh CSI
Hình 2. 13. Minh họa kết quả thựcnghiệm trên chuỗi Paris. Từ trên xuống, ảnh gốc và ảnh
HR được khôi phục bằng các giải thuật nội suy khác nhau, Bicubic, ASDS và CSI. Bên trái
thểhiệnmộtphầncủaảnhđược khôi phụctươngứng.
Bên cạnh đó, giải thuật đề nghị có thời gian xử lý khá nhanh so với các giải thuật tiến bộ ở hiện trạng. Thời gian trung bình cho xử lý khôi phục siêu phân giải với tỷ lệ 2x2 cho một frame, kích thước 144x176, với bộ vi xử lý Intel Core i3, tốn khoảng 0.3s
cho giải thuật Bicubic, 19s cho giải thuật KRI, 243s cho giải thuật SME, 39s cho
giảithuật ASDS, và khoảng 5.6s cho giảithuậtđề nghị.