BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOL Phan Tiến Dũng. NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU CHUẨN MPEG-4 VÀ PHƯƠNG PHÁP TIÊN TIẾN NÉN VIDEO TIEO CHUẨN MPEG-4 VÀ IL264. Chuyên ngành : Công nghệ thông tin LUẬN VĂN THẠC SỈ NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HOC: PGS.1'S: NGUYEN THI HOANG LAN Tà nội - 2004 LOLCAM DOAN Tôi tên là : Phan Tiến Dũng Học viên lớp Cao hợc Công nghệ thông tin 2002 “lôi đã làm đề án tốt nghiệp cao học CNLL với tên để tài: Nghiên cứu tìm hiểu chuẩn MPEG-4 và phương pháp tiên tiến nén video theo chuẩn 'MPEG-4 và H264, do PGS. Nguyễn Thị Iloàng Lan hướng dẫn Tôi xin cam đoán nội dung trong đồ án tốt nghiệp nay IA do t6i Grn hiểu, nghiên cứu và thực biện.
Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước trường, pháp luật. dià Nội, ngày — tháng năm 2004 Người cam đoạn Phan Tiến Dũng MỤC LỤC Lời cam đuan. Danh mục các kỹ hiện, các chữ viết tắt. Danh mục cất bằng.
Danh mục các hình vẽ đỏ thị. CHUONG I: VIDEO SỐ VÀ CHUAN MPEG-4.2 Các Ihành phần của chuẩn MPEG-4. CHƯƠNG TH: TÌM HIỂU WPEG-4 VISUAL VÀ CÁC ĐẶC TẢ NỘI DUNG 18 2.1 Khái quái MPEG-4 Visual. Các công cụ, tượng, mô tỉ và các mức.3 Các đối tượng video.2 Ma hoa các khung hình chữ nhật.1 Định dang video vao ra.2 M6 td don gidn.4 Mã hoá các viing có hình bất kỳ 244.2 Mô tả chính 244.3 Má tử hiệu quả mã hoá tiên tiến (ACE} 244 M6 td N-b 2.5 Ma hoá video liên hoàn.! Liên hoàn không gian.3 Liên hoàn thời gian 2.6 Mã hoá bé mat.
CHƯƠNG TII: TÌM HIỂU CHUAN H.1 Khái quái về su đồ mã hoá theo chuẩn H.264 CHƯƠNG V: THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT MỘT SỐ GIẢI THUẬT TRONG CÔNG NGHỆ NÉN VIDEO THEO CHUẨN MPEG-4.1 Đặt vấn dé, mục đích thiết kế thử nghiệm.2 Thiết kế các chức năng.2 Phản tách các đổi tượng.3 Du đoán chuyến động.5 Biến đổi Wavelet (DWT) 5.6 Luong tui thay doi tf lệ.7 Md hod entrapy.8 Hậu xử lý CHƯƠNG VI: KẾT QUẢ VẢ ĐÁNH GIÁ. Đánh giá kết quã thực nghiệm. Bang so sinh ma hoá giữa MPE; B. Tài liệu tham khảo.
CHƯƠNG V: THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT MỘT SỐ GIẢI THUẬT TRONG CÔNG NGHỆ NÉN VIDEO THEO CHUẨN MPEG-4.1 Đặt vấn dé, mục đích thiết kế thử nghiệm.2 Thiết kế các chức năng.2 Phản tách các đổi tượng.3 Du đoán chuyến động.5 Biến đổi Wavelet (DWT) 5.6 Luong tui thay doi tf lệ.7 Md hod entrapy.8 Hậu xử lý CHƯƠNG VI: KẾT QUẢ VẢ ĐÁNH GIÁ. Đánh giá kết quã thực nghiệm. Bang so sinh ma hoá giữa MPE; B. Tài liệu tham khảo.
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ‘Tir viet iat | Tiếng Anh Tiéng Viet AVI ‘Audio Video interleave Dinh dang fife duge hd tro hỗ: thư viện Video for Windows BDM Block Distortion Measure Độ đo sai khác (méo) khối H-rame _ | Bredirectionally predicted trame Khung hình dự đoán 2 chiều BMA Block Matching Algorithm Giải thuật đối sánh khối Coded Block Putter Kigu kh6i mai hoa Circular Zonal Search Tìm kiếm trên miền dạng tròn Diamond Zonal Search “Tìm Kiếm tên miền dạngdiamond Diserete Cosine ‘Itansform Phép biến đổi cosin rời rạc. Diicrential Pulsc Code Modulation Điều xung mã sai phân Digital Video Disk Đĩa video dùng kỹ thuật sẽ Trames/s Số khung hình trên giấy Pull Search Agorithm Giải thuật fìm kiếm vét cạn FTSS Fast Three Slep Search Tìm kiếm ba bước nhanh, GDA Greedy Search Algorithm (GBMAs)_| Giai thuat tan kiém tham lam GOP Group Of Pictures Nhóm ảnh HDTV High Definition ‘Television “Truyền hình cá độ nhân giải cao I-trame Tntra-frame frame kiểu intra IDCT Tnverse Discrete Cosine Transform _ | Biến đổi cosine rời rục ngược TEC International Electrotechnical THội đồng kỳ thuật điện tử quốc tế Commission 1O Tnlzrnational SIandard Organizatien | TỔ chức liều chuẩn quốc tế ITU-T Tmleruational Telecommunicalion | Hiệp hội ưuyễu thông viễn thông Union quốc tế MAD Mean Absolule Dilferenee Trung bình sai khúc tuyệt đối MB Maerobluek. MHT Maerobloek Type Kiểu Macroblock MCP Motion Compensated Prediction I3ự đoán bù chuyển động ME Motion Estimation Đánh giá ước lượng chuyển độn) MPEG Motion Picture Experts Group Nhốm chuyên gia nghiên cứu ảnh. động MSE Xican Squarcd Error.
Sai số trung bình Bình phương, MV Motion vector Vecto dich chuyén MVD Motion Vector Differential Sai khác vectơ địch chuyển. NPDS Normalized Partial Distortion Search | Tìm kiếm méo cục bộ chuẩn hoá NTSC National Television System Tội đồng hệ thống TV quốc gia Mỹ Committee NTSS New Taree Step Search Tim kiếm ba bước kiểu mới P-frame — | Forward prediction frame Lrame dự đoán thuận. PAL Phuse Altemalion Láng He PAL PD Partial Distortion Giá trị méo cục bộ Pixel Picture element Điểm ảnh PPDS Progressive Partial Distortion Search | ‘Tim kiém mếa cục bộ liên tiến oP Quantization Parameter Thông số lượng Lử hoá. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ‘Tir viet iat | Tiếng Anh Tiéng Viet AVI ‘Audio Video interleave Dinh dang fife duge hd tro hỗ: thư viện Video for Windows BDM Block Distortion Measure Độ đo sai khác (méo) khối H-rame _ | Bredirectionally predicted trame Khung hình dự đoán 2 chiều BMA Block Matching Algorithm Giải thuật đối sánh khối Coded Block Putter Kigu kh6i mai hoa Circular Zonal Search Tìm kiếm trên miền dạng tròn Diamond Zonal Search “Tìm Kiếm tên miền dạngdiamond Diserete Cosine ‘Itansform Phép biến đổi cosin rời rạc.
Diicrential Pulsc Code Modulation Điều xung mã sai phân Digital Video Disk Đĩa video dùng kỹ thuật sẽ Trames/s Số khung hình trên giấy Pull Search Agorithm Giải thuật fìm kiếm vét cạn FTSS Fast Three Slep Search Tìm kiếm ba bước nhanh, GDA Greedy Search Algorithm (GBMAs)_| Giai thuat tan kiém tham lam GOP Group Of Pictures Nhóm ảnh HDTV High Definition ‘Television “Truyền hình cá độ nhân giải cao I-trame Tntra-frame frame kiểu intra IDCT Tnverse Discrete Cosine Transform _ | Biến đổi cosine rời rục ngược TEC International Electrotechnical THội đồng kỳ thuật điện tử quốc tế Commission 1O Tnlzrnational SIandard Organizatien | TỔ chức liều chuẩn quốc tế ITU-T Tmleruational Telecommunicalion | Hiệp hội ưuyễu thông viễn thông Union quốc tế MAD Mean Absolule Dilferenee Trung bình sai khúc tuyệt đối MB Maerobluek. MHT Maerobloek Type Kiểu Macroblock MCP Motion Compensated Prediction I3ự đoán bù chuyển động ME Motion Estimation Đánh giá ước lượng chuyển độn) MPEG Motion Picture Experts Group Nhốm chuyên gia nghiên cứu ảnh. động MSE Xican Squarcd Error. Sai số trung bình Bình phương, MV Motion vector Vecto dich chuyén MVD Motion Vector Differential Sai khác vectơ địch chuyển.
NPDS Normalized Partial Distortion Search | Tìm kiếm méo cục bộ chuẩn hoá NTSC National Television System Tội đồng hệ thống TV quốc gia Mỹ Committee NTSS New Taree Step Search Tim kiếm ba bước kiểu mới P-frame — | Forward prediction frame Lrame dự đoán thuận. PAL Phuse Altemalion Láng He PAL PD Partial Distortion Giá trị méo cục bộ Pixel Picture element Điểm ảnh PPDS Progressive Partial Distortion Search | ‘Tim kiém mếa cục bộ liên tiến oP Quantization Parameter Thông số lượng Lử hoá. TANH MỤC CÁC BẰNG lắng 2.1: Các mô tả MPEG-4 Visnal cho mã hoá video tự nhiên.2: Các mô tả MPEG-4 Visual cho mã hoá video nhân tạo và kết hợp.3: Các mức trong mô tả đơn giẫn.1: Các chế độ [at trong 264 ooo cesses ssseecsstessteunne ".2: Tổng hợp sự khác nhau giữa MPEG~t Visual và H.1: Chon ha bang tim kiém cho coctt_token .2: Neudng dé quyét dinh tang sutfixLength hay khéng .3 Mô hình khung cảnh cho bin f assesssessneeensanineetenescencee _-. Mô hình khung cảnh.5: Các kiểu khối cơ bản với số các hệ số và kiểu khung cảnh liên quan.1: Nhận xét các đặc tính hình ảnh sau khi nén theo cẩm (hụ chủ quan.11: Các ví dụ dự doần phân vùng trong kiểu macrobloek B.4 : Các ví dụ của các chế độ dự đoán trong cdc macroblock lat B.12: Các mô hình khung cảnh được dùng trong mã hoá hình dạng.13: Hai ví dụ về sự quyết định khung cảnh cho mã hoá giá trị tuyệt đối các hệ số cố nghĩa.L: Các khối chức năng chính trong bộ mã hoá.
secre TD Hình 5.2: Biểu đồ chuyển d6i cosine nhamh.3: Sơ đổ mã hoá dộ dãi thay đối. ào eo see BS Tình 5.4: Sơ đổ mã hoá khối CA BÁC [171. TH H ghe, eevee BB Lĩnh S.5: Thực thi bộ lọc sau. HH HH HH nen seo Hình S.6: Thực tu bộ lọc lặp.
TH HH HH Han hen ae "~.- CHƯƠNG V: THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT MỘT SỐ GIẢI THUẬT TRONG CÔNG NGHỆ NÉN VIDEO THEO CHUẨN MPEG-4.1 Đặt vấn dé, mục đích thiết kế thử nghiệm.2 Thiết kế các chức năng.2 Phản tách các đổi tượng.3 Du đoán chuyến động.5 Biến đổi Wavelet (DWT) 5.6 Luong tui thay doi tf lệ.7 Md hod entrapy.8 Hậu xử lý CHƯƠNG VI: KẾT QUẢ VẢ ĐÁNH GIÁ. Đánh giá kết quã thực nghiệm. Bang so sinh ma hoá giữa MPE; B. Tài liệu tham khảo.
TANH MỤC CÁC BẰNG lắng 2.1: Các mô tả MPEG-4 Visnal cho mã hoá video tự nhiên.2: Các mô tả MPEG-4 Visual cho mã hoá video nhân tạo và kết hợp.3: Các mức trong mô tả đơn giẫn.1: Các chế độ [at trong 264 ooo cesses ssseecsstessteunne ".2: Tổng hợp sự khác nhau giữa MPEG~t Visual và H.1: Chon ha bang tim kiém cho coctt_token .2: Neudng dé quyét dinh tang sutfixLength hay khéng .3 Mô hình khung cảnh cho bin f assesssessneeensanineetenescencee _-. Mô hình khung cảnh.5: Các kiểu khối cơ bản với số các hệ số và kiểu khung cảnh liên quan.1: Nhận xét các đặc tính hình ảnh sau khi nén theo cẩm (hụ chủ quan.11: Các ví dụ dự doần phân vùng trong kiểu macrobloek B.4 : Các ví dụ của các chế độ dự đoán trong cdc macroblock lat B.12: Các mô hình khung cảnh được dùng trong mã hoá hình dạng.13: Hai ví dụ về sự quyết định khung cảnh cho mã hoá giá trị tuyệt đối các hệ số cố nghĩa.L: Các khối chức năng chính trong bộ mã hoá. secre TD Hình 5.2: Biểu đồ chuyển d6i cosine nhamh.3: Sơ đổ mã hoá dộ dãi thay đối. ào eo see BS Tình 5.4: Sơ đổ mã hoá khối CA BÁC [171.
TH H ghe, eevee BB Lĩnh S.5: Thực thi bộ lọc sau. HH HH HH nen seo Hình S.6: Thực tu bộ lọc lặp. TH HH HH Han hen ae "~.1 Các mó tổ và các mức.2 Dinh dang video .3 Đình dạng đã liệu mẽ hoá 3.3 Định dạng dữ liệu mã ho.4 Các hành dnh tham khảo .3 Mo ta ding co ban 3. Quần lý ảnh tham khảo 3⁄4 Mô tâ chính.5 Mô tä mở rộng.2 Các lát dữ liệu phân đoạn.
3⁄7 So sánh piữa MPE,G-4 Visual và H.264 CHƯƠNG LY: NGHIÊN CỨU CÁC KỸ THUẬT 'LIÊN 'LIÊN CÁI THIỆN KHẢ NẴNG DỰ ĐOÁN DỰA VÀO NỘI DŨNG TRÔNG IH.1 Khái quát chung.2 Dự đoán chuyển động.1 Dự đoán trong khung hình.2 Dự đoán liên ảnh 4. Dự đoán các khối trong lái 4.4 Dự đoán trọng số.3 Dự đoán nội dung trong ma hoá 4.1 Mã hoá độ dài thay dỗi thích nghỉ với nội dụng (Confexf-based Adaptive Variable Length Coding CAVLC) 4.2 Md hod sé hoc nki phan thich nghivdi néi dung (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Cading CABAC) 4.