Low bit rate video compression algorithm using 3-D decomposition

المؤلفون المشاركون

al-Asmari, Awad Kh.
al-Rayyis, Abd al-Aziz

المصدر

The Arabian Journal for Science and Engineering. Section B, Engineering

العدد

المجلد 29، العدد 1B (30 إبريل/نيسان 2004)، ص ص. 13-30، 18ص.

الناشر

جامعة الملك فهد للبترول و المعادن

تاريخ النشر

2004-04-30

دولة النشر

السعودية

عدد الصفحات

18

التخصصات الرئيسية

الهندسة الكهربائية

الموضوعات

الملخص AR

يقدم هذا البحث خوارزم ضغط لصور الفيديو عند معدل بت منخفض بعمليات حسابية قليلة التعقيد.

هذا الخوارزم يقوم أولا بتحليل إشارات الفيديو في المجال الزمني (temporal) باستخدام مرشحات "هار" التي تعطي إمكانية استخدام معامل اختزال 1:4 للصورة المرشحة، و هذه الطريقة تعطي أداء أحسن من الطرق التقليدية التي تعطي معامل اختزال 1:2 باستخدام مرشحا المويجات الصغيرة (wavelets) ثلاثية الأبعاد.

أما بالنسبة للبعد الحيزي (spatial) الذي نتعامل فيه مع كل إطار (frame) على حدى، فإن مبدأ الترميز الهرمي يستخدم في تحليل الصورة إلى عدد من النطاقات الفرعية.

الهدف الأساس من هذا البحث هو تصميم طريقة سهلة للمرمز تعطي كفاءة أداء عالية.

و قد استخدمت المتجهات الكمية ذات التكيف المحلي (LAVQ) لترميز بعض نطاقات البعد الحيزي الفرعيه.

و يعتبر كتاب الترميز (Code book) المستخدم لتكميم المتجهات المبني على مبدأ (LAVQ) أقل حسابات و تعقيد من الطرق الأخرى.

علما بأنه قوي جدا في متابعة الحركة السريعة التي تحدث في الصور و التي من الصعب التقاطها أو متابعتها من مشهد واحد (single training sequence) باستخدام تكمية المتجهات الأخرى المبنية على تصميم كتاب الترميز باستخدام خوارزم (LBG) المشهور.

و قد أستخدم للنطاقات الفرعية الأخرى طريقة ترميز سهلة التصميم تعرف بترميز الكتل المبتورة مطلقة العزم (AMBTC)، و تستخدم هذه الطريقة لترميز النطاقات الفرعية ذات الترابط العالي الخالية من الحركة و المعلومات التي تأتي على هيئة ومضات.

و قد أعطتنا نتائج النمذجة و المحاكاة تحسّناً عاليا في الأداء مقارنة بطرق ضغط مختلفة، كما أن هذه النتائج أعطتنا صور فيديو مسترجعة ذات كفاءة ممتازة مع معدل قمة إشارة إلى التشويش PSNR(dB) بمعدل 36.9 دسبل و عند معدل بتات منخفض يقدر بـ 0.13 بتة لكل عنصر صورة لمشهد سيدة أمريكا (Miss AmericaMiss America).

و أخيرا نستطيع القول بأن الطريقة المقترحة تعطي نتائج مساوية بأقل تعقيد في المرمز (encoder) عند كل من المرسل و المستقبل من طرق أخرى أعلى منها تعقيدا.

إضافة إلى إمكانية استخدام المعالجة المتوازية (parallel processing) في التصنيع التي من شأنها زيادة سرعة المعالج.

الملخص EN

A low bit rate three dimensional decomposition algorithm for video compression with simple computational complexity is presented.

This algorithm performs the temporal decomposition of a video sequence in a more efficient way by using 4-tap short symmetric kernel filter (Haar filters) with decimation factor of 4:1 instead of 2:1 used in the classical 3D-wavelet algorithms.

The pyramid coding decomposition concept is then used for the spatial domain.

The main goal of this paper is to design a simple encoding algorithm with a very high performance.

Local adaptive vector quantization (LAVQ) is used to encode some of the spatial subbands.

The codebook of LAVQ is simple and robust to the motion which occurs in the video sequences and which seldom captures from a single training sequence.

The other subbands are encoded using the very simple coding algorithm called absolute moment block truncation code (AMBTC).

The AMBTC is used for the bands that are highly correlated and with no motion or sparks information.

Experimental results demonstrate a significant improvement in performance over earlier published algorithms.

It gives an excellent image quality at PSNR on the average of 36.9 dB and at a low bit rate of 0.13 bpp for Miss America sequence.

Finally, the coding and decoding of the proposed algorithm are of comparable and relatively low complexity and is well suited to parallel implementation.

نمط استشهاد جمعية علماء النفس الأمريكية (APA)

al-Asmari, Awad Kh.& al-Rayyis, Abd al-Aziz. 2004. Low bit rate video compression algorithm using 3-D decomposition. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section B, Engineering،Vol. 29, no. 1B, pp.13-30.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-360054

نمط استشهاد الجمعية الأمريكية للغات الحديثة (MLA)

al-Asmari, Awad Kh.& al-Rayyis, Abd al-Aziz. Low bit rate video compression algorithm using 3-D decomposition. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section B, Engineering Vol. 29, no. 1B (Apr. 2004), pp.13-30.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-360054

نمط استشهاد الجمعية الطبية الأمريكية (AMA)

al-Asmari, Awad Kh.& al-Rayyis, Abd al-Aziz. Low bit rate video compression algorithm using 3-D decomposition. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section B, Engineering. 2004. Vol. 29, no. 1B, pp.13-30.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-360054

نوع البيانات

مقالات

لغة النص

الإنجليزية

الملاحظات

Includes bibliographical references : p. 30

رقم السجل

BIM-360054