الكبس الضمني للصور المتسلسلة باستخدام الانظمة الموزعة == Interframe Compression using Distributed Systems
Author name:
ضياء عيدان جبر
Supervisor name:
لؤي ادور جورج | فينوس وزير سماوي
General topic:
Computer Science
Specific topic:
Computer Science
Degree:
Master
University:
Al-Nahrain University
Language:
English
University location:
Baghdad
Key words:
- Video Coding
- Video Compression
- Image Compression
- Lossy Compression
- Lossless Compression
- Video Frames
- Intra Frame Compression
- Inter Frame Compression
- Fractal Coding
- Fractal Compression
- Fractal Image Compression FIC
- Discrete Cosine Tra
First pages:
28T793 - p.pdf
Abstract:
هناك بديلان رئيسان لضغط الفيديو, الاول عادة يدعى الانترافريم (intraframe approach) ويعمل على ازالة تكرارات السباشيال(spatial redundancy) الموجودة في الصورة وبدون التاثير على المعلومات الهامة. هذه الطرق مناسبة لتطبيقات الصورة الثابتة مثل الوسائط المتعددة (multimedia), قواعد البيانات الصورية, الترميز الفوتغرافي، الخ. في التطبيقات التي تستخدم الصور المتتابعة, البيانات التلفازية, الخ. من الممكن ازالة تكرارات التيمبورال (Temporal redundancy) لتحقيق الزيادة في نسبة الضغط ولهذا السبب فان الصور الفيديوية المتتابعة عادة مترابطة بشكل كبير. المجموعة الثانية من هذه الطرق تدعى الانتيرفريم (interframe approach) وهي تعمل على حذف تكرارات التيمبورال (temporal redundancy). في المجموعة الثانية يتم حساب تخمين الحركة (motion estimation) للصور الفيديوية المتسلسلة. في النظام المعتمد تم اعتماد الانتيرفريم (interframe approach).في حقل تخمين الحركة (motion estimation) لضغط الفيديو هناك تقنيات كثيرة مطبقة في هذا المجال. ان تخمين الحركة الكتلي (Block based motion estimation) من اكثر طرق العمل المطبقة في مختلف الخوارزميات. خوارزمية البحث الكامل (Full Search Algorithm) توفر افضل انجازية ولكنها ذات كلفة حسابية كبيرة. لتقليل متطلبات الحساب, هناك خوارزميات بحث سريعة قد تم تطويرها ومنها خوارزمية الخطوات الثلاث (Three Step Algorithm). في النظام المعتمد, طريقة البحث الزمني الاني (Once Time Search), وطريقة بحث الخطوات الثلاث (Three Step Search) قد تم تنفيذها في مجال تخمين الحركة بالاضافة الى الطريقة الهجينة المطورة الجديدة (Hybrid Method).مجموعة طرق (interframe approach) تنتقي عدد من الصور الفيديوية التي يتم ضغطها باستخدام نظام ضغط يكون مختلفا عن تقنيات تخمين الحركة, هذه الصور الفيديوية المنتقاة تدعى صور المرساة الفيديوية (Anchor Frames). في النظام المعتمد هناك نموذجان قد تم تطويرهما لغرض ضغط الفيديو، في النموذج الاول تم تطوير نظام ضغط يعتمد على تحويل الجيب تمام المسرع (FDCT) الذي هو عبارة عن اشتقاق جديد لتحويل الجيب تمام التقليدي (DCT), وقد تم توثيق هذا الاشتقاق بشكل كامل في العمل المعتمد, اما النموذج الثاني فقد تم من خلاله تطوير نظام ضغط الترميز الجزيئي (Fractal Coding) المستخدم لضغط صور المرساة الفيديوية. من السلبيات الموجودة في الترميز الجزيئي هو الوقت المكلف الذي يحتاجه لاكمال البحث المطلوب. هذه المشكلة قد تم معالجتها في النظام المعتمد من خلال تسريع البحث الجزيئي باستخدام الانظمة الموزعة (distributed systems) التي ستقسم البحث الجزيئي على عدد الحواسيب الكلي المشترك في الشبكة المستخدمة. لقد تم تنفيذ النظام المعتمد باستخدام فيجوال بيسك 6.0 كلغة برمجية. تم استخدام معدل الخطا التربيعي (MSE), ونسبة الاشارة الى التشويش (PSNR) كمعاملات حساب دقة النتائج المستخلصة من التقنيات الكلية المطورة في النظام المعتمد. | There are two main alternatives to compress a video. The first one, usually called intraframe approach, pretends to remove the spatial redundancy of an image without destroying important information. These methods are suitable for still image applications such as multimedia, image database, etc. Nevertheless, in applications that use a sequence of image, data such as TV scenes, video conferencing etc, time redundancy can be exploited to increase the compression ratio since consecutive frames are usually highly correlated. This second group of methods is called interframe approach, and pretends to remove temporal redundancy. In the second approach, motion estimation of sequence frames must be computed. In the proposed work, the interframe approach is implemented. In the field of motion estimation for video compression many techniques have been applied. Block - based motion estimation approaches are the most common procedures applied using various algorithms. The full search algorithm (FSA) provides the best performance but at very expensive computational cost. To reduce this computational requirement, fast search algorithms have been developed, among them being the conventional three - step algorithm (TSA). In the proposed work OTS, and TSS methods of ME are implemented in addition to a new developed Hybrid Method (HM).The interframe approach select a number of frames that will compress using compression system that is different than ME techniques, these frames are called Anchor frames (AF). In the proposed work there are two models that developed for video coding, the first one develop a compression system that depend on FDCT transform that a new derivation of DCT, where this transform is speed up through a new derivation that fully documented in the proposed work, and the second model develop the Fractal coding as compression system for AF. The disadvantage of Fractal coding is the expensive time that Fractal needs to complete its search. This problem is solved in the proposed work through fasting Fractal Search using distributed system that divide the Fractal search on the total number of Servers that shared on the network. The proposed work is implemented using Visual Basic 6.0 as a programming language. The fidelity measure MSE and PSNR are used to check the result of the whole developed techniques.
