Phát triển thuật toán nội suy nhằm tăng cường tốc độ video-frame đầu thu, nâng cao chất lượng hiển thị video thiết bị hiển thị Bùi Thị Thùy Dương Trường Đại học Công nghệ Luận văn Thạc sĩ ngành: Kỹ thuật Điện tử; Mã số: 60 52 70 Người hướng dẫn: TS Đinh Triều Dương Năm bảo vệ: 2011 Abstract: Giới thiệu nhu cầu cần thiết việc tăng tốc độ khung hình FRUC: Ước lượng chuyển động, tiêu chuẩn tìm phù hợp, chiến lược tìm kiếm, phương pháp nội suy tái tạo, Giới thiệu phương pháp nâng cao tốc độ khung hình: khơng dựa vào chuyển động (lặp lại khung hình, nội suy tuyến tính, ), khơng dựa vào chuyển động (nội suy bù chuyển động tham chiếu, cách tiếp cận vấn đề ước lượng FRUC Phương pháp nâng cao sử dụng ước lượng chuyển động hai chiều Kết thực nghiệm: Các giá trị số sử dụng, phương pháp nội suy tuyến tính, MIC tham chiếu Keywords: Điện tử viễn thông; Kỹ thuật điện tử; Thuật tốn nội suy; Khung hình FRUC Content Bài tốn tăng tốc độ khung hình (Frame Rate Up Conversion, FRUC) đặt từ lâu, có khác tốc độ khung hình chuẩn truyền hình Và ngày nay, yêu cầu truyền hình chất lượng cao nhu cầu truyền video qua mạng ngày phát triển, yêu cầu chất lượng thuật toán FRUC tăng, ứng dụng đa dạng mở rộng Một ví dụ nhu cầu trường hợp điện thoại di động nhận luồng video từ server qua mạng di động Video tốc độ 30 hình/giây Do giới hạn băng thơng nên có video tốc độ thấp truyền Luồng video từ 30 hình/giây chuyển xuống thành 10 hình/giây Video với tốc độ khung hình thấp thường có tượng giật khung hình với chuyển động khơng trơn Do đầu thu hay giải nén, video thường tăng tốc độ khung hình trước đưa hình nhằm tăng độ phân giải thời gian video Yêu cầu tăng tốc độ khung hình tồn việc chuyển đổi định dạng video có tốc độ khung hình khác nhau, ví dụ từ chuẩn phim ảnh (24, 25 hay 30 khung hình/s) sang chuẩn truyền hình phân giải cao (HDTV) (50-100 khung hình/s) Quá trình tăng tốc độ khung hình (frame rate up-conversion: FRUC) định nghĩa phương pháp hậu xử lý nhằm bù đắp mát độ phân giải thời gian cách tăng tốc độ khung hình [1] Frame gốc FRUC Frame nội suy Hình 1: Giới thiệu FRUC Các thuật toán FRUC đơn giản ban đầu lặp lại khung hình hay nội suy tuyến tính thường gây tượng giật hình hay mờ đường biên vật chuyển động (xem chương 2, 2.1) Hiện thuật tốn sử dụng vector chuyển động FRUC với chất lượng khung hình nội suy cao sử dụng rộng rãi (chương 2, 2.2) Thuật tốn đòi hỏi phải xác định chuyển động xác đối tượng công việc chiếm nhiều thời gian thực giải thuật Phương pháp dựa vào chuyển động phải giải trường hợp khơng tìm đối tượng tương ứng đối tượng khung hình nội suy (lỗ trống) hay đối tượng nội suy có nhiều đối tượng tương ứng khung hình trước (chồng lấn) Ngồi phương pháp gặp phải vấn đề hiệu ứng khối xử lý khung hình theo khối (block-based processing) ước lượng sai đối tượng chuyển động (chương 2, 2.2.2) Luận văn giới thiệu thực thi thuật toán nâng cao sử dụng ước lượng chuyển động hai chiều [2, 8] nhằm khắc phục tượng chồng lấn, lỗ trống giảm hiệu ứng khối Kết thực nghiệm cho thấy thuật toán đạt kết tốt phương pháp dựa vào chuyển động tham chiếu Luận văn trình bày thành chương với phần sau:  Chương 1: giới thiệu chung sở lý thuyết, phần cần đến để phát triển thuật toán FRUC  Chương 2: giới thiệu phương pháp FRUC sử dụng  Chương 3: giới thiệu thuật toán: thuật toán nâng cao sử dụng ước lượng chuyển động hai chiều  Chương 4: q trình thực thi thuật tốn kết đạt  Cuối kết luận hướng phát triển luận văn References Tiếng Việt [1] Hồng Đình Chiến (2009), “Ứng dụng thuật tốn chỉnh sửa tăng độ phân giải vector chuyển động kỹ thuật tăng số khung hình cho video”, Tạp chí phát triển KH&CN, TẬP 12, SỐ 08 – 2009 Tiếng Anh [2] B.-T Choi, S.-H Lee, and S.-J Ko, “New Frame Rate Up-Conversion Using Bidirectional Motion Estimation”, IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol 46, Issue 3, August 2000, pp 603-609 [3] Abhishek Girotra, Motion Estimation – An Overview http://sitemaker.umich.edu/agirotra/files/SANPre.ppt [4] Lee, S.-H., Kwon, O and Park, R.-H., “Weighted-adaptive motion-compensated frame rate up-conversion”, IEEE Trans Consumer Electron v49 i3 485-492 [5] Saranta Ponla, Frame rate up conversion by block based affine transform, Computer science master thesis, Mahidol University, 2009 [6] R Thoma and M Bierling, "Motion compensating interpolation considering covered and uncovered background", Signal Processing Image Compression, vol.1, pp 192-212, 1989 [7] Deepak Turaga, Mohamed Alkanhal, Search Algorithms for Block-Matching in Motion Estimation, Mid-Term project, 18-899, Spring, 1998 http://www.ece.cmu.edu/~ee899/project/deepak_mid.htm [8] Truong Quang Vinh, Young-Chul Kim, Sung-Hoon Hong, “Frame Rate UpConversion Using Forward-Backward Jointing Motion Estimation And SpatioTemporal Motion Vector Smoothing”, International Conference on Computer Engineering & Systems, 2009 ICCES 2009, pp 605 – 609 [9] http://vi.wikipedia.org/wiki/PSNR ...thường tăng tốc độ khung hình trước đưa hình nhằm tăng độ phân giải thời gian video Yêu cầu tăng tốc độ khung hình tồn việc chuyển đổi định dạng video có tốc độ khung hình khác nhau,... giải cao (HDTV) (50-100 khung hình/s) Quá trình tăng tốc độ khung hình (frame rate up-conversion: FRUC) định nghĩa phương pháp hậu xử lý nhằm bù đắp mát độ phân giải thời gian cách tăng tốc độ. ..  Chương 3: giới thiệu thuật toán: thuật toán nâng cao sử dụng ước lượng chuyển động hai chiều  Chương 4: q trình thực thi thuật tốn kết đạt  Cuối kết luận hướng phát triển luận văn References