طراحی و پیاده سازی یک سیستم کدکننده/کدگشا برای فشرده سازی دنباله های ویدئویی ورزشی با تاکید بر نواحی مطلوب
چکیده
چکیده امروزه در سازمانهای دولتی/غیر دولتی بسیاری در اقصی نقاط دنیا، داده های ویدیویی بسیاری به صورت روزافزون در حال تولید، ذخیره، و ارسال است. نگهداری یا ذخیره ی چنین حجم انبوهی از دنباله های ویدیویی مستلزم استفاده از حافظه های با حجم بسیار زیاد است که چندان مقرون به صرفه نبوده و علاوه بر این حجم فیزیکی نسبتاً زیادی اشغال می شود که منجر به مشکل شدن جابجایی و دسترسی به داده های مذکور می شود. یک راه برای غلبه نسبی بر مشکل نگهداری یا ذخیره ی دنباله های ویدیویی استفاده از روشهای موثر فشرده سازی ویدیو می باشد. ایده ای که مدت زمان زیادی از ارائه ی آن نمی گذرد، فشرده سازی داده های ویدیویی مبتنی بر نواحی مطلوب (roi) است. این ایده در کاربردهایی مورد استفاده قرار می گیرد که در آنها، تمام نواحی یک تصویر یا فریم از اهمیت یکسانی برخوردار نمی باشند. در این گونه تصاویر، نواحی بااهمیت تر با میزان فشرده سازی کمتر (و در نتیجه با میزان کیفیت بیشتر) و نواحی کم اهمیت تر با میزان فشرده سازی بیشتر (و در نتیجه با میزان کیفیت کمتر) کدگذاری می گردند. ایده ی کدگذاری مبتنی بر نواحی مطلوب در تصاویری مانند تصاویر پزشکی، سیگنالهای حیاتی، تصاویر ورزشی، و تصاویر پرسنلی قابل استفاده است زیرا در این گونه تصاویر تمام نواحی تصویر از یک درجه ی اهمیت برخوردار نبوده و برخی نواحی بیشتر از بقیه مورد توجه می باشند. در این پایان نامه، روشی جهت فشرده سازی دنباله های ویدیویی ورزش فوتبال مبتنی بر نواحی مطلوب پیشنهاد شده است. در این راستا، سعی در شناسایی نواحی مطلوب و سپس کدگذاری مناسب هر ناحیه با توجه به میزان اهمیت آن داریم. در روش پیشنهادی از تبدیل موجک و کدگذاری ضرایب آن به کمک کدگذارهای spc (به ویژه کدگذارهای spiht و ebcot) استفاده شده است. مهمترین اجزا و یا تکنیکهای استفاده شده عبارتند از دسته بندی فریمها به دو نوع مستقل و وابسته و کدگذاری جداگانه ی هر کدام از آنها، استفاده از روش پیشنهادی جهت تعیین نوع هر فریم ورودی، استفاده از انطباق بلوکی در دو حوزه ی مکان و تبدیل، و نیز استفاده از بازچینی بلوکها جهت افزایش کارایی کدگذارهای spc، و بالاخره، تعریف و تعیین نواحی مطلوب در تصاویر ورزش فوتبال. کارایی فشرده سازی روش پیشنهادی با کارایی استانداردmpeg4 و روش غیراستاندارد اما امروزی flvبرطبق معیارهای psnr، بیت بر پیکسل (bpp)، و بیت بر ثانیه (bps) مقایسه شده است. نتایج انجام شبیه سازیها از برتری گاهاً قابل توجه روش پیشنهادی نسبت به روشهای مذکور حکایت دارد.