Використання характерних точок для зменшення часу виконання розрахунку метрик SAD при стисненні відеопотоку методом компенсції руху
DOI: 10.31673/2412-4338.2020.044451
Анотація
На сьогоднішній важко собі уявити відео-систему яка не використовує стиснення вхідного відео-потоку для передачі або зберігання, оскільки нестиснений розмір відео-файлів може досягати кількох сотень гігабайт. Існує багато різних методик стиснення відео-потоку, які використовуються в різного роду кодеках, тим не менш одною з найбільш часто використовуваних є методика компенсації руху, яка дозволяє передавати кадри відео-потоку у вигляді скомпенсованої міжкадрової-різниці, за рахунок знаходження векторів руху окремих блоків зображення. Не дивлячись на те, що вищезгадану методику використовують протягом останніх двадцяти років, в ній залишається два проблемно-пріоритетних місця – оцінки схожості блоків зображення та алгоритм перебору блоків. Дана стаття зосереджена на розгляді проблеми оцінки схожості зображення, з метою скорочення часу оцінки схожості блоків, яка в сучасних алгоритмах займає від 40 до 80% часу всього процесу кодування відео-потоку.
В статті розглянуто використання метрик оцінки схожості зображень та їх важливості для процесу компенсації руху під час стиснення відео-потоку, такі як SSD(середнє квадратичне відхилення) та SAD(сума абсолютних різниць). Оцінено часовий вклад метрик в процес кодування відео-потоку, в особливості в процес компенсації руху. Запропоновано алгоритм що поєднує класичний SAD та оцінку параметрів на основі характерних точок, що дозволить знизити час обрахунку метрики для оцінки схожості блоків. Оцінено зменшення часу виконання обрахунку SAD за рахунок зменшення точок порівняння, для трьох запропонованих шаблонів порівняння – HSAD(half SAD), TSAD(third SAD), DSAD(diagonal SAD). Для обраних шаблонів проведено порівняння результатів обробки тестової відео-послідовності з результатами отриманими при обробці відео-послідовності класичним SAD. Основну увагу було приділено оцінці наступних параметрів: відносній різниці SAD, збільшенню кількості блоків кандидатів, перекриття блоків кандидатів.
Ключові слова: Сума абсолютних різниць, компенсація руху, міжкадрова різниця, характерні точки, стиснення відео-потоку.
Список використаної літератури
1. Chenetal T.C. (2006) Analysis and Architecture Design of an HD720p 30 Frames/s H.264/AVC Encoder. IEEE Trans. Cir. Syst. Video Tech., vol. 16, no. 6. 673-688pp.
2. Deng L., Gao W. (2005) An efficient hardware implementation for motion estimation of AVC standard. IEEE Trans. Consumer Electron., vol. 51, no. 4, 1360-1366pp.
3. Duanmu X. Q., Duanmu C. J., Zou C. R. (2005) A multilevel successive elimination algorithm for block matching motion estimation. IEEE Trans. Image Process, vol. 9, no. 3, 501-504pp.
4. Liu J., Yuan L., Xie X., (2016) Hardware-Oriented Adaptive Multiresolution Motion Estimation Algorithm and Its VLSI Architecture. IEEE Trans. Image Process, vol.78, no.1, 4799-5341pp.
