بکارگیری روش ترکیبی SPIHT-DCT با استفاده از مقیاس¬پذیری مکانی و مکانی– زمانی برای کد کردن تصاویر ویدئویی HDTV
محورهای موضوعی :
وحید رضا صیرفیان
1
(دانشگاه آزاد اسلامی واحد میمه)
سیامک طالبی
2
(دانشگاه شهید با هنر کرمان)
کلید واژه: استاندارد MPEG-2, الگوریتم SPIHT, تبدیل DCT, مقیاس پذیری, ویدئو با درجه تفکیک بالا.,
چکیده مقاله :
در این مقاله، کد کننده ترکیبی با استفاده از دو ویژگی مقیاس پذیری مکانی و مقیاس پذیری مکانی–زمانی برای کد کردن ویدئو با درجه تفکیک بالا ارائه شده است. در روش ترکیبی، قاب های ویدئویی Intra و Inter به دو روش متفاوت کد می شوند. قاب های Intraبا استفاده از الگوریتم SPIHT1 که مبتنی بر تبدیل موجک است کد می شوند. قاب های Inter به روش معمول استاندارد MPEG-2 و بر اساس تبدیل DCT کد می شوند. با کد کردن ویدئو با درجه تفکیک بالا به دو روشمقیاس پذیری مکانی و مقیاس پذیری مکانی– زمانی، ویدئو از طریق دو یا سه لایه ارسال می شود. داده های ارسالی از لایه ها، ویدئویی با وضوح و کیفیت متفاوت به کاربر عرضه می کنند. به این ترتیب کاربر می تواند بر اساس نیاز خود سرویس مناسب را انتخاب کند. در مقیاس پذیری مکانی لایه پایه و لایه ارتقا ساختار کدینگ یکسانی دارند. ولی درمقیاس پذیری مکانی- زمانی لایه ارتقا دوم، به دلیل اینکه فقط شامل قاب های Inter است، فقط مبتنی بر روش استاندارد کد می شود. نتایج شبیه سازی های انجام شده روی ویدئوهای مختلف با درجه تفکیک بالا، بهبود کیفیت تصویر نهایی در روش ترکیبی پیشنهادی با مقیاس پذیری را در لایه های مختلف، نسبت به روش مبتنی بر استاندارد MPEG-2 نشان می دهد.
In this paper, a hybrid encoder using two features of spatial scalability and spatio-temporal scalability is presented for high resolution video coding. In the combined method, Intra and Inter video frames are coded in two different ways. Intra frames are coded using SPIHT1 algorithm which is based on wavelet transform. Inter frames are coded in the usual MPEG-2 standard way and based on DCT conversion. By coding the video with a high degree of resolution in two ways: spatial scalability and spatial-temporal scalability, the video is sent through two or three layers. The data sent from the layers provide a video with different resolution and quality to the user. In this way, the user can choose the right service based on his needs. In spatial scalability, the base layer and the upgrade layer have the same coding structure. But in the spatio-temporal scalability of the second upgrade layer, because it only includes Inter frames, it is only coded based on the standard method. The results of the simulations performed on different videos with a high degree of resolution show the improvement of the final image quality in the proposed hybrid method with scalability in different layers, compared to the method based on the MPEG-2 standard.
مراجع
[1].M. Domenski, A. Luczuk, S. Mackwiak, "On Improving MPEG Spatial Scalability", in proceedings of 2000 international conference of image processing ICIP Vancouver, Canada, vol. 2, pp. 848-851, 2000.
[2]. L. Lima,Manerba F, Adami N, Signoroni A, Leonardi R, “Wavelet-Based Encoding for HD Applications”, IEEE, ICME, pp. 1351-1354, 2007.
[3]. T. Chiang,D. Anastassiou, “Hierarchical HDTV/SDTV Compatible Coding Using Kalman Statistical Filtering”, IEEE Trans. On circuits for video Tech. Vol. 9, No. 3, 1999.
[4]. M. Domenski, A. Luczak, S. Mackowaik, R. Swierczynfiski, "Hybrid coding of video with spatio-temporal Scalability using subband decomposition", in Proceedings 1999 of SPIE, vol. 3653, pp. 1018-1025, 1999.
[5]. C. Poynton,”Digital Video and HDVT Algorithms and Interfaces”, Los Altos, USA, pp. 111-126, 2003.
[6]. S. Uzun, A. Amira “Real-time 2-D Wavelet Transform Implementation for HDTV Compression”, in Elsevier Science, Real-Time Imaging 11, pp. 151-165,2005.
[7]. ISO/IEC International Standard 13813-2, information Technology Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio Information, 1995.
[8]. J. Fowler, M. Tagliasacchi, B. Pesquet, "Wavelet-Based Distributed Source Coding of Video", In Proc. of the European signal Processing Conference, EUSIPCO, Antalia, Turkey, 2005.
[9]. M. Weeks, M. A. Bayoumi, “Three-Dimentional Discrete Wavelet Transform Architectures”, IEEE transactions on signal processing, 2002, vol. 50, No. 8.
[10]. G. Kwon, Hyo-Kak Kim, Yoon Kim, Sung-Jea Ko, “An Efficient POCS-based Post-processing Technique Using Wavelet Transform in HDTV”, IEEE Transactions Consumer Electronics, Vol. 51, No. 4, Pages: 1283-1288, 2005.
[11]. M. Ghanbari, “Standard Codecs: Image Compression to Advanced Video Coding”, IEE Telecommunication 49, London, U.K., 2003.
[12]. B. Wu, X. Ji, D. Zhoa, W. Gao, "Wavelet Based distributed video coding with spatial scalability", circuits and systems, ISCAS, 2008 IEEE international symposium, pp. 3458-3461, 2008.
[13]. N. Adami, M. Brescianini, Riccardo Leonardi, A. Signoroni. "A Fully Scalable Video Coding Scheme with Homollogous Inter-scale Prediction.", ST Journal of Research, Vol. 3, No. 2, Pages 19-35,2006.
[14]. A. Said, W.a. Pearlman, "A New, Fast, and Efficient Image Codec Based on Set Partitioning in Hierarchical Trees", in IEEE trans. circuits system video technology, vol.6, no. 3, pp. 243-250, 1996.
[15]. N. Bozinovic, J. Konrad, “Modeling Motion for Spatial Svalability”, Acoustics, Speech and Signal Processing ICASSP, Proceedings, 2006 IEEE Intenational conference, Vol. 2, PP. 29-32.
[16]. R. Dianat, M Ghanbari, F. Marvasti “A Low Bit Rate Hybrid Wavelet-DCT Video Codec” IEEE Tran. On circuits and systems for Video Technology, VOL. 15, NO. 7, July 2005
]17[. وحید¬رضا صیرفیان، سیامک طالبی، "کدکردن تصاویر ویدئویی HDTV با استفاده از روش ترکیبی SPIHT-DCT"، هفدهمین کنفرانس مهندسی برق ایران، ICEE2009، تهران، دانشگاه علم و صنعت، ش. 2254، بهار 1388.