Please use this identifier to cite or link to this item: https://apothesis.eap.gr/jspui/handle/repo/37433
Title: Νέες τεχνικές στην H.264 προηγμένη κωδικοποίηση ακολουθιών εικόνων: χρονική πρόβλεψη, απόκρυψη δεδομένων, μετατροπή ρυθμού μετάδοσης δεδομένων
Authors: Καποτάς, Σπυρίδων
metadata.dc.contributor.advisor: Σκόδρας, Αθανάσιος
Keywords: Κωδικοποίηση ακολουθιών εικόνων (βίντεο);Πρότυπο H.264;Χρονική πρόβληψη;Απόκρυψη δεδομένων;Μετατροπή ρυθμού μετάδοσης δεδομένων
Issue Date: 2011
Abstract: To πρότυπο κωδικοποίησης video H.264 κυριάρχησε στη αγορά μέσα σε λίγα χρόνια αφότου η πρώτη έκδοσή του ολοκληρώθηκε από τις ομάδες εργασίας MPEG και VCEG των οργανισμών ISO και ITU αντίστοιχα, τον Μάιο του 2003. Αυτό οφείλεται κυρίως στην αποτελεσματικότητα του Η.264 όσον αφορά στην κωδικοποίηση του video. Χαρακτηριστικά, σε σύγκριση με το MPEG-2, το προηγούμενο κυρίαρχο πρότυπο, ο λόγος συμπίεσης που επιτυγχάνει το Η.264 είναι διπλάσιος για τη ίδια ποιότητα video. Αυτό καθιστά ιδανικό το H.264 για πολλές εφαρμογές, όπως τηλεοπτικές μεταδόσεις, video streaming και τηλεδιασκέψεων. Ωστόσο, η αποτελεσματικότητα του H.264 επιτυγχάνεται εις βάρος της πολυπλοκότητας του κωδικοποιητή. Η πολυπλοκότητα του κωδικοποιητή Η.264 είναι περίπου τέσσερις φορές όσο αυτή του MPEG-2. Κατά συνέπεια, πολλά προβλήματα κατά την κωδικοποίηση, τα οποία έχουν αντιμετωπιστεί στα προηγούμενα πρότυπα, πρέπει να επαναθεωρηθούν. Για παράδειγμα η κωδικοποίηση ενός video σε πραγματικό χρόνο είναι τώρα ένα ανοικτό θέμα. Παλαιότερες λύσεις είναι εφικτές, αλλά ανεπαρκείς, διότι τα νέα χαρακτηριστικά H.264 δεν λαμβάνονται υπόψη και έτσι τα προβλήματα που προκαλούνται από τα χαρακτηριστικά αυτά δεν αντιμετωπίζονται αποτελεσματικά. Από την άλλη πλευρά, τα χαρακτηριστικά αυτά καθιστούν δυνατές εφαρμογές, οι οποίες είτε δεν ήταν εφικτές είτε παρουσίαζαν φτωχά αποτελέσματα πριν την έλευση του H.264. Αυτή η διατριβή αποσκοπεί στη διερεύνηση νέων μεθόδων, οι οποίες επωφελoύνται από τα νέα χαρακτηριστικά του H.264. Οι μέθοδοι αυτές χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, σε αναβαθμίσεις (enhancements) και σε εφαρμοσμένες μεθόδους (applied methods). Ο στόχος των αναβαθμίσεων είναι να βελτιώσουν τις επιδόσεις του κωδικοποιητή H.264 μείωνοντας την πολυπλοκότητά του. Εστιάσαμε την προσοχή μας στο κομμάτι του κωδικοποιητή που αφορά στην χρονική πρόβλεψη (inter prediction). Αναπτύχθηκαν τρεις αντιπροσωπευτικές μέθοδοι αυτής της κατηγορίας. Μία μέθοδος γρήγορης πλήρους αναζήτησης (fast full search algorithm), η οποία μειώνει το χρόνο εκτίμησης κίνησης (motion estimation) κατά 53,7%, μια μέθοδος, η οποία βελτιστοποιεί την περιοχή αναζήτησης κατά την εκτίμηση της κίνησης και έναν επιλογέα εικόνας αναφοράς, που μειώνει το χρόνο εκτίμησης της κίνησης (80%), μειώνοντας τον αριθμό των εικόνων αναφοράς κατά την εκτίμηση της κίνησης. Οι εφαρμοσμένες μέθοδοι, από την άλλη πλευρά, εκμεταλλεύονται τα ειδικά χαρακτηριστικά H.264 προκειμένου να βελτιώσουν τις επιδόσεις τους. Αναπτύχθηκαν δύο μέθοδοι απόκρυψης δεδομένων (data hiding), που οδηγούν σε υψηλή χωρητικότητα των κρυφών δεδομένων (data capacity), π.χ. 18 Kbits δεδομένων σε 10 δευτερόλεπτα (30 fps) του video. Ειδικότερα, οι μέθοδοι απόκρυψης δεδομένων ανοίγουν νέες κατευθύνσεις στο πεδίο έρευνας της απόκρυψης δεδομένων σε video, όχι μόνο λόγω των μοναδικών δυνατοτήτων τους (δεδομένα υψηλής χωρητικότητας, δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης των δυαδικών ακολουθιών (bitstream), πραγματικό χρόνο λειτουργίας κ.λπ.), αλλά επίσης επειδή μετέφεραν το κόστος απόκρυψης δεδομένων από το PSNR στο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων (bitrate), σε αντίθεση με τις ήδη υπάρχουσες μεθόδους. Επίσης αναπτύχθηκε μία τεχνική μετατροπής (transcoding), η οποία ελέγχει το ρυθμό μετάδοσης δεδομένων (bitrate transcoder) απευθείας στον συμπιεσμένο χώρο. Τέλος, μία μέθοδος ανίχνευσης κινούμενου αντικειμένου (moving object detection) και μία μέθοδος ανίχνευσης αλλαγής σκηνής (scene change detection) ολοκληρώνουν το ρεπερτόριο των εφαρμοσμένων μεθόδων.
metadata.dc.description.uri: https://www.didaktorika.gr/eadd/handle/10442/24968
Appears in Collections:Διδακτορικές διατριβές Σ.Θ.Ε.Τ.

Files in This Item:
There are no files associated with this item.


Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.