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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳照明
研究生(外文):Chao-Ming, Chen
論文名稱:立方樣條插值補償法在MPEG-4視訊編碼器中的移動預估研究
論文名稱(外文):A study on the Motion Estimation in the MPEG-4 Video Codec using cubic Spline Interpolation
指導教授:陳璽煌陳璽煌引用關係
指導教授(外文):Shi-Huang Chen
學位類別:碩士
校院名稱:樹德科技大學
系所名稱:資訊工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:38
中文關鍵詞:立方樣條插值補償法移動預估半像素搜尋
外文關鍵詞:Cubic Spline Interpolation (CSI)Motion EstimationHalf-pixel motion estimation
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多媒體通訊已成為現今網路的主流,這些數位影像都具有相當大的資料量,影像壓縮是決定資訊傳輸最重要的關鍵技術,良好的插補技術可使影像失真降至最低,而移動預估的精準度則可影響壓縮影像的品質。
立方樣條插值補償法(Cubic Spline Interpolation, CSI)已被證實是目前效果最佳的影像插值補償技術,其應用之一是整合CSI 與MPEG-4 視訊編碼器成為一個改良式的CSI_MPEG-4 視訊編碼器,根據文獻所記載的實驗結果顯示,在相同的壓縮率下,改良式CSI_MPEG-4 視訊編碼器的重建視訊畫質優於標準的MPEG-4 視訊編碼器。
本論文即是針對該改良式CSI_MPEG-4 視訊編碼器的半像素移動預估(Half-Pixel Motion Estimation)演算法進行研究,運用解析度不同的測試影像來評估半像素移動預估演算法在改良式CSI_MPEG-4 視訊編碼器中的效能,實驗結果顯示,半像素移動預估演算法在改良式CSI_MPEG-4 視訊編碼器中並未如同在標準MPEG-4 視訊編碼器可提升視訊品質,在某些情況下,使用半像素移動預估演算法的改良式CSI_MPEG-4 視訊編碼器,其解碼畫質與使用全像素移動預估演算法的改良式CSI_MPEG-4 視訊編碼器相近。
Multimedia communication has become the main application of modern network system. Among these digital data, the image and video have the greatest data size. Therefore, the image and video compression algorithms are the key points of the multimedia communication system. A well-designed interpolation can reduce image / video data size before compression. It has been shown that the Cubic Spline Interpolation (CSI) is one of the best interpolation algorithms in the world. One of its applications is to cooperate with MPEG-4 video codec and result in a modified CSI_MPEG-4 video codec. It follows from literatures that the reconstructed video quality of the modified CSI_MPEG-4 video codec is better than that of standard MPEG-4 video codec under the same bit-rates.
This thesis studies the half/full pixel motion estimation algorithm in the modified CSI_MPEG-4 video codec. The performance of the half/full pixel motion estimation algorithm in the modified CSI_MPEG-4 video codec is evaluated by using various video clips with different resolutions. Experimental results show that the use of half pixel motion estimation algorithm in the modified CSI_MPEG-4 video codec cannot improve video quality substantially as it works in the standard MPEG-4 video codec. Furthermore, the benefit of using half pixel motion estimation will degrade rapidly when the encoded video bit-rate is increased. In other words, it is unnecessary to use half pixel motion estimation in the high bit-rate situations. These results can be applied to set the encoding parameters of the modified CSI_MPEG-4 video codec.
中文摘要 --------------------------------------- i
英文摘要 --------------------------------------- ii
誌謝 --------------------------------------- iii
目錄 --------------------------------------- iv
圖目錄 --------------------------------------- v
一、緒論 ----------------------------------------1
1.1研究背景------------------------------------1
1.2研究動機及目的-------------------------------2
1.3研究方法及步驟-------------------------------4
1.4論文架構------------------------------------5
二、立方樣條插值補償法-----------------------------6
三、移動預估演算法-------------------------------- 10
3.1以區塊為基礎的移動預估----------------------- 10
3.2移動補償編碼---------------------------------10
3.3移動預估------------------------------------11
3.4完全搜尋------------------------------------12
3.5半像素移動預估-------------------------------13
四、實驗結果------------------------------------- 15
五、結論-----------------------------------------37
參考文獻 ----------------------------------------38
[1]T. K. Truong, L. J. Wang, I. S. Reed, and W. S. Hsieh, “Image Data Compression Using Cubic Convolution Spline Interpolation,” IEEE Trans. On Image Processing, Vol. 9, No. 11, pp. 1988 –1995, Nov. 2000.
[2]L. J. Wang, W. S. Hsieh, T. K. Truong, I. S. Reed, and T. C. Cheng, “A fast efficient computation of cubic-spline interpolation in image codec,” IEEE Trans. on Signal Processing, vol. 49, no. 6, pp. 1189-1197, June 2001.
[3]R. G. Keys, “Cubic Convolution Interpolation for Digital Image Processing,” IEEE Trans. On Acoustic, Speech, and Signal Processing, Vol. ASSP-29, No.6, Dec. 1981.
[4]H. S. Hou, and H. C. Andrews, “Cubic Splines for Image Interpolation and Digital Filtering,” IEEE Trans. on Acoustic, Speech, and Signal Processing, Vol. ASSP-26, No.6, Dec. 1978.
[5]L. J. Wang, W. S. Hsieh, T. K. Truong, “A fast computation of 2D cubic-spline interpolation,” IEEE Signal Processing Letters, vol.11, no.9, pp.768-771, Sept. 2004.
[6]戴顯權、陳瀅如、王春清編著,多媒體通訊-原理、標準與系統,紳藍出版社,2006 第三版。
[7]張肇健,"應用於即使視訊編碼器之快速立方樣條插值補償演算法及其超大型積體電路之研究",國科會工程處-工程科技通訊刊物,2006.11。
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