Chương 1 dùng để giới thiệu tổng quan dé tài. - _ Chương 2 trình bày cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài, bao gồm: đặc trưng về video và định dang tập tin AVI; định nghĩa về các đối tượng đơn giản; đặc điểm ảnh màu RGB; và phương pháp đánh giá chất lượng khung hình khi thêm đối tượng. - _ Chương 3 trình bày các nghiên cứu liên quan đến quá trình thực hiện dé tài, bao gồm: phương pháp Poisson trong quá trình chỉnh sửa ảnh và kỹ thuật xử lý đơn giản hóa phương trình tính toán Laplace; kỹ thuật tô màu một bức hình; phương pháp cải thiện màu sắc trong chỉnh sửa ảnh; và kỹ thuật nhận dạng biên Sobel được sử dụng như là một yếu tố để cải thiện phương pháp Poisson trong phương pháp dé xuất. - _ Chương 4 đưa ra giải thuật đề xuất sử dụng kỹ thuật nhận dạng biên Sobel, trình bày và hiện thực chỉ tiết 4 giai đoạn trong quá trình thực hiện thêm đối tượng vào khung hình: Tiên xử lý dit liệu: Xác định và di chuyển vùng lựa chọn (còn gọi là vùng nguồn); Xứ lý thêm doi tượng vào khung hình; và Lưu trữ khung hình.
- _ Chương 5 hiện thực đánh giá chất lượng khung hình theo Phuong pháp định lượng; thực hiện thí nghiệm theo một số yếu tố đưa ra; nhận xét và so sánh giữa các phương pháp đã thực hiện trong quá trình xử lý thêm đối tượng. - - Chương 6 dùng để tóm tắt các kết quả dat được, đóng góp của luận văn, và hướng phát triển tiếp theo cho đề tài. Cuối cùng, phần Tai /iệu tham khảo ghi nhận các công trình liên quan trong quá trình nghiên cứu và hiện thực đê tài luận văn. CƠ SỞ LÝ THUYET Trong chương nay, chúng tôi trình bay lý thuyết liên quan: các đặc trưng và một vai định dạng pho bién trong video; cau trúc dữ liệu, danh sách, phụ đề và chỉ phí trong tập tin AVI; định nghĩa về đường gấp khúc, văn bản, vùng tô và ảnh ma trận điểm trong các đối tượng đơn giản; đặc điểm, cách phân giải và tổng hợp màu từ một điểm trong ảnh màu RGB; đánh giá chất lượng khung hình theo Ty /é tin hiệu đỉnh trên nhiễu và Trung bình bình phương sai lỗi.
Đặc trưng video Video [1] là một kỹ thuật điện tử dung để chụp, ghi chép, xử lý, lưu trữ, chuyển đối và tái xây dựng thành một chuỗi hình anh, âm thanh cho các cảnh chuyển động. Số khung hình trong một giây Số lượng hình ảnh xuất hiện trong một đơn vi thời gian cua video gọi là ty lệ khung hình (frame rate) [1], có giá tri từ 6 đến 120 hình/ giây. Tỷ lệ khung hình tôi thiểu dé đạt được ảo giác một hình ảnh chuyển động là khoảng 15 hình mỗi giây. Các chuẩn khung hình hiện nay bao gồm: PAL (Phase Alternative Line) và SECAM (Sequential Color with Memory) đều có tỷ lệ là 25 hinh/gidy; và NTSC (National Television System Committee) có tỷ lệ là 29.
Ty lệ khung hình Tỷ lệ khung hình (aspect ratio) [1] mô tả kích thước cua màn hình video và các thành phan liên quan tới video, có thé mô tả liên quan kích thước giữa chiều rộng và chiều cao của khung hình. Tỷ lệ trong khung hình truyền thống thường là 4:3, còn tý lệ 16:9 được sử dụng trong màn hình độ nét cao. Không gian màu sắc và số bit cho một điểm ảnh Tên màu sac cơ ban (color model name) [1] mô tả các màu sac có trong video. SO màu sac khác nhau có thê đại diện bởi một diém ảnh phụ thuộc vào sô lượng bit trên một điểm.
CƠ SỞ LÝ THUYET Đặc trưng video Không gian màu pho biến hiện nay là RGB (Red — Green — Blue) sử dụng ba thành phan màu co bản tổ hop với nhau theo một giá tri nhất định để tạo nên các mau khác. Chất lượng video Chất lượng video [1] được do bang ty /é số lượng nhiễu trên đỉnh hoặc dựa trên các ý kiến chủ quan của chuyên gia. Chất lượng video trong một hệ thống có thể đánh giá theo một số cách như sau: - Chon các chuỗi video dé kiểm tra. - Chon các thông số cần thiết để đánh giá.
- Chon một phương pháp kiểm tra của chuyên gia dé đánh giá. - Mi hội dong chuyên gia (ít nhất là 15 người) dé đánh giá chất lượng video. - Tinh điểm trung bình cho mỗi thiết lập được đánh giá dựa trên sự xếp hang của môi chuyên gia. Một số định dạng video Một số định dạng video phố biến gồm: 3GP, ASF, RM, WMV, MP4 va AVI.
a) Dinh dạng 3GP (3GPP Multimedia File) Dinh dạng 3GP là định dang video phat triển bởi dự án 3rd Generation Partner- ship. Các tiêu chuẩn 3GPP và 3GPP2 sử dụng cho mục đích sáng tạo, phân phối và phát lại các tập tin đa phương tiện trên mạng không dây 3G tốc độ cao. Dinh dạng này được sử dụng pho biến trên điện thoại có hỗ trợ quay phim. Chuan MPEG-4 sử dụng trong 3GP được bắt nguồn từ định dang QuickTime của hãng Apple.
b) Định dạng ASF (Advanced Systems Format File) Dinh dang ASF là định dạng được dùng để truyền tải các tập tin đa phương tiện chứa văn ban, đồ hoa, âm thanh, video và hoạt hình. Đây là định dạng được phát triển bởi hãng Microsoft. File ASF chỉ đặc tả cau trúc của file audio hay âm thanh được truyền tải mà không chỉ rõ phương pháp mã hóa. CƠ SỞ LÝ THUYET Đặc trưng tập tin AVI c) Định dang RM (Real Media File) Định dang RM là định dạng được phat triển bởi công ty RealNetworks.
Real Media chứa cả thông tin về video (RealVideo) và âm thanh (RealAudio). RM được dùng để truyền tải các tập tin đa phương tiện thông qua internet. d) Định dạng WMV (Windows Media Video) Định dang WMV là một định dang file thường dùng lưu trữ video. WMV chứa video được mã hóa theo WMV codec và âm thanh được mã hóa theo Windows Media Audio codec.
e) Định dạng MP4 (MPEG-4 Video File) MP4 là một tiêu chuẩn định dang video được phat triển bởi công ty Moving Picture Experts. MP4 sử dụng trên nhiều điện thoại và các thiết bị chơi video (còn gọi là thiết bị chơi MP4). Định dạng MPEG-4 sử dụng một định dạng nén riêng biệt cho video và âm thanh. Trong đó: video được nén với kiểu mã hóa video MPEG-4, còn âm thanh được nén theo kiểu mã hóa AAC.
f) Định dang AVI (Audio Video Interleave File) Dinh dang AVI cũng là định dạng được phat triển bởi hãng Microsoft, chứa dữ liệu được mã hóa theo nhiều loại codec khác nhau. Đây là định dạng video được sử dụng để thực hiện thêm đối tượng vào video trong luận văn này. Đặc trưng định dạng AVI được trình bày chi tiết trong phan 2. Đặc trưng tập tin AVI 2.
Cau trúc dữ liệu cơ bản Câu trúc dữ liệu cơ bản [2] gdm hai yéu t6 chinh: Chunk va List. a) Chunk Cau trúc Chunk được định nghĩa trong ngôn ngữ C: CƠ SỞ LÝ THUYET Đặc trưng tập tin AVI typedef struct { DWORD dwFourCC DWORD dwSize BYTE data[dwSize]//chứa phụ dé hoặc dt liệu video/âm thanh } Chunk; b) List Cấu trúc List được định nghĩa trong ngôn ngữ C: typedef struct { DWORD dwList DWORD dwSize BYTE data[dwSize-4]//chta List va Chunk } List; Mỗi chunk chứa dữ liệu video, âm thanh hoặc phụ dé dùng dwFourCC có hai chữ số hệ thập lục phân dùng để xác định số dòng và hai chữ cái xác định loại dữ liệu (de = video, wb = audio và tx = text). Các giá trị dwFourCC và dwSize có cau trúc tương đối giống nhau. Trong đó: dwFourCC mô ta các loại dwSize chứa kích thước của chunk hoặc list.
Giá trị dwList có thé là 'RIFF' ('RIFF-List') hoặc 'LIST". Danh sách movi Mỗi chunk [2] được xác định: - wb: chunk chứa âm thanh - dec: chunk chứa video - tx: chunk chứa phụ đề - 1x: chỉ mục tiêu chuân Mỗi danh sách Movi [2] có chứa dir liệu video, âm thanh, phụ dé và chỉ mục: CƠ SỞ LÝ THUYET Đặc trưng tập tin AVI LIST movi LIST FEC Olwb O2wb O0dc LIST FEC Olwb O2wb LIST FEC 1x01 1x02 2. Phụ dé trong AVI Phu dé [2] dung dé giải thích cách lưu trữ trong tập tin AVI. Vi vay, VSFilter sử dụng để tải và lựa chọn tựa đề.
Mỗi dòng trong phụ đề được lưu trữ dưới dạng mot chunk. Do đó, chunk chứa dữ liệu phụ đề thường lưu trữ dưới các tập tin có định dang SRT hoặc SSA. Phan dữ liệu phụ dé được xác định trong ngôn ngữ C: char[4]; // "GAB2' BYTE 0x00; WORD 0x02; // unicode DWORD dwSize name; // chiều dai chuỗi tên tinh bằng byte char name [dwSize name];// dòng tựa đề được mã hóa bằng UTF-16 WORD 0x04; DWORD dwSize;// kich thuéc tap tin SRT/SSA char data[dwSize];// dữ liệu tập tin SRT/SSA CƠ SỞ LÝ THUYET Đặc trưng tập tin AVI Chuỗi chunk phụ đề [2] được định nghĩa trong ngôn ngữ C: typedef struct { FOURCC fecType;// "txts" FOURCC fecHandler;// 00 00 00 00 DWORD dwFlags; WORD wPriority; WORD wLanguage; DWORD dwTInitialFrames; DWORD dwScale; DWORD dwRate;// dwRate/dwScale: thời gian phụ dé xuất hiện DWORD dwStart; DWORD dwLength; DWORD dwSuggestedBufferSize; DWORD dwQuality; DWORD dwSampleS1ze; RECT rcErame; // 0, 0, 0, O } AVIStreamHeader; a) Biến Bitrate Thời gian thực hiện [2] trong một chunk [2] (tehunk): schunk tchunk = TUp ( —————— nBIoAlg)| x dữ dFrame (2-1) trong do: - sChunk: kích thước của chunk. - nBloAlg: số khỗi trong một hàng.
- dFrame: thời gian thực hiện trong một khung hình - rÙp: hàm làm tròn số (hàm làm tròn lên). CƠ SỞ LÝ THUYET Các đối tượng đơn giản Nếu giá tri dữ liệu thứ m trong chunk có n giá tri và đur(chunk[¡]) là thời gian thực hiện chunk thứ 1 thì thời gian phan TáC (tearbage): n-1 m tgarbage = » sa (dur(chunk[i])) + rUp (<etoaty) (2-2) L b) Hằng số Bitrate Nếu chuỗi bitrate là một hăng số thì thời gian phan rác [2] tính theo công thức: tgarbage = lengthgarbage X data_rate (2-3) 2. Chi phi trong AVI Mô tả cách dự đoán phan chi phí của một file AVI trước khi muxing. Muxing là quá trình các thành phan riêng biệt cua video hoặc dòng được nối lại với nhau thành một tập tin.
Chi phí AVI [2] phụ thuộc vào số đoạn chunk trong tập tin đó. Chị phí cho môi chunk gôm: - _ 8 byte chunk phụ dé (dùng cho các kiểu codec trong định dạng tập tin avi). - 16 byte ghi lại chỉ số Legacy - 8 byte ghi lại chỉ số tiêu chuẩn. Vì vậy, mỗi chunk sẽ tốn một chỉ phí lưu trữ lần lượt là 16, 24 hoặc 32 byte.
Các đối tượng đơn giản Trong thế giới thực, chúng ta thường thấy bất kì một hình ảnh, một bức tranh, một bản thiết kế, v. cũng được cấu trúc từ tập các đối tượng đơn giản hơn để tạo ra nó.