Geri Dön

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

  1. Tez No: 138898
  2. Yazar: İLKER KILIÇ
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. REYAT YILMAZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Video sıkıştırma, Sıfır Ağaç Dalgacık Yapı, Vektör Nicemleme, Video compression, Zerotree Wavelet, Vector Quantization
  7. Yıl: 2003
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Bilim Dalı
  13. 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

  1. Low energy HEVC and VVC video compression hardware

    Düşük enerjili HEVC ve VVC video sıkıştırma donanımları

    HASAN AZGIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İLKER HAMZAOĞLU

  2. MPEG hareketli görüntü sıkıştırma standardı

    Başlık çevirisi yok

    ERHAN TELLİOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1995

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. MELİH PAZARCI

  3. Learned frame prediction for video prediction

    Video sıkıştırma için öğrenilmiş çerçeve tahmini

    SERKAN SÜLÜN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET MURAT TEKALP

  4. Hızlı fraktal görüntü sıkıştırmada yeni bir yaklaşım

    A new approach on the fast fractal image compression

    CENGİZ GÜNGÖR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEge Üniversitesi

    Uluslararası Bilgisayar Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. AYDIN ÖZTÜRK

  5. Efficient HEVC and VVC video compression hardware designs

    Verimli HEVC ve VVC video sıkıştırma donanım tasarımları

    HOSSEIN MAHDAVI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MURAT KAYA YAPICI

    PROF. DR. İLKER HAMZAOĞLU