A Video compression algorithm using zerotree wavelet and herarchical finite state vector quantization
Sıfır ağaç dalgacık ve hiyerarşik sonlu durum vektör nicemleme ile video kodlama
- Tez No: 138898
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. REYAT YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Video sıkıştırma, Sıfır Ağaç Dalgacık Yapı, Vektör Nicemleme, Video compression, Zerotree Wavelet, Vector Quantization
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Bu tezde çok düşük bit hızlan için tasarlanmış bir video kodlayıcısı sunulmaktadır. Önerilen video kodlama tekniği, hareket kompanzasyonlu, blok tabanlı, ayrık kosinüs dönüşümü kullanan MPEG-1/2, H.261/3 ve MPEG-4/VM standard video kodlama tekniklerine benzemektedir. Kodlayıcınm en önemli ve yeni özelliği ise Sıfır-Ağaç Dalgacık Yapının (SAD), Hiyerarşik Sonlu Durum Vektör Nicemleyici (HSDVN) ile bMeştirilmesidir. Bu çalışmada, güncel hareket kestirim algoritmalanmn başanmlan karşılaştınlmış ve yapılan similasyonlar sonucunda Yeni Mücevher Araştırma (YMA) algoritmasının karşılaştırılan diğer algoritmalardan üstün olduğu görülmüştür. Bu nedenle blok hareket kestirim algoritması olarak YMA seçilmiştir. Macrobloklara ait hareket vektörleri Hufman algoritması ile kodlanmıştır. YMA algoritmasından sonra oluşan blok sınır süreksizliklerini azaltmak için H.263 standardında kullanılan Örtüşmeli Blok Hareket Kompanzasyon yöntemi (ÖBHK), Ayrık Kosinüs Dönüşümü yerine ise üç kademeli aynk dalgacık dönüşümü (ADD) kullanılmıştır. En düşük frekans katmam haricindeki diğer tüm ADD katmanlarına ait dalgacık katsayıları Gaus dağılımına sahiptirler. Bu nedenle önerilen kodlayıcıda, en düşük frekans katmam için doğrusal, diğer tüm katmanlar için ise doğrusal olmayan Lloyd- Max nicemleyici kullamlmaktadır. SAD yapısı, benzer bilgiler içeren değişik büyüklüklerdeki dalgacık bloklarından oluşmaktadır. Bu yüzden bu bloklar HSDVN tekniği ile kodlanmaya uygun bir yapıdadır. Tüm sistemin bilgisayar similasyonu nesne tabanlı Borland C++ Builder yazılımı ile gerçeklenmiştir. Önerilen yeni kodlayıcınm similasyonunda üç farklı hareket hızına sahip standard QCEF video serileri kullanılmıştır. Bunlar, az hareket içeren 5 çerçeve/sn ve 10 kb/sn'lik Akiyo, Akiyo serisinden daha fazla hareket içeren 10vu çerçeve/sn ve 30 kb/sn'lik Carphone ve diğerlerinden çok daha fazla hareket içeren 7.5 çerçeve/sn ve 48 kb/sn'lik Coastguard serileridir. Bütün kodlanmış serilerin ortalama PSNR değerleri göstermiştir ki, önerdiğimiz SAD-HDSVN video kodlama tekniği hem çerçeveler içi hem de çerçeveler arası kodlamada, MPEG-4/VM, H.263, ZTE ve EZW tekniklerine göre daha iyi bir başarım sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis a video compression technique with comparable low bit rates is presented. The proposed encoder is similar to other motion compensated, block based dicrete cosine transform (DCT) video coding standards such as MPEG- 1/2, H.261/3 and MPEG-4/Verification Model (VM). The novel feature of this coding scheme is the combination of Zerotree Wavelet (ZTW) structure with the Hierarchical Finite State Vector Quantization (HFSVQ). In this study, performances of the popular block motion estimation algorithms are compared. The simulation results show that the New Diamond Search (NDS) performs better than the compared algorithms. Because of that as a block motion estimation algorithm, the NDS is used to track the local motion. The motion vectors of the macroblocks are Hufman encoded. The overlapping block motion compensation (OBMC) technique which is an advance scheme in the H.263 standard is used after NDS in order to reduce the block artifacts. A three level discrete wavelet transform (DWT) is used instead of DCT to remove the spatio-temporal correlation. It is seen that the DWT coefficients are Gaussian shape distributed in each level except the lowest frequency subband. Therefore the proposed encoder uses a linear quantizer for the lowest frequency subband and the nonlinear Lloyd-Max quantizer for the rest of the subbands. Since the ZTW structure consists of different size of wavelet blocks that contain similar information, then it is very suitable for these blocks to be coded by HFSVQ. The computer simulation of whole system is done by using the Object Oriented Borland C++ Builder software. The simulation results of the proposed encoder was obtained using three types of standard video sequences; QCIF AMyo which contains a few movements at the rate of 10 kb/s and 5 fr/s, QCIF Carphone which contains relatively more movements than Akiyo at the rate of 30 kb/s and 10 fr/s and QCIFCoastguard which contains more movements than the others at the rate of 48 kb/s and 7.5 ît/s. Average PSNR over the entire coded sequences show that the proposed ZTW-HFSVQ video compression technique achieves comparable performance over MPEG-4/VM, H.263, ZTE and EZW for both I and P frames.
Benzer Tezler
- Low energy HEVC and VVC video compression hardware
Düşük enerjili HEVC ve VVC video sıkıştırma donanımları
HASAN AZGIN
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER HAMZAOĞLU
- MPEG hareketli görüntü sıkıştırma standardı
Başlık çevirisi yok
ERHAN TELLİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. MELİH PAZARCI
- Learned frame prediction for video prediction
Video sıkıştırma için öğrenilmiş çerçeve tahmini
SERKAN SÜLÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET MURAT TEKALP
- Hızlı fraktal görüntü sıkıştırmada yeni bir yaklaşım
A new approach on the fast fractal image compression
CENGİZ GÜNGÖR
Doktora
Türkçe
2005
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEge ÜniversitesiUluslararası Bilgisayar Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AYDIN ÖZTÜRK
- Efficient HEVC and VVC video compression hardware designs
Verimli HEVC ve VVC video sıkıştırma donanım tasarımları
HOSSEIN MAHDAVI
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MURAT KAYA YAPICI
PROF. DR. İLKER HAMZAOĞLU