|
Содержание отчета.
В отчете должны содержаться в виде таблицы значения параметров кодирования и результатов кодирования для видеосюжетов с различным уровнем межкадровых различий.
Построенные гистограммы зависимости коэффициента сжатия видеоданных и среднего качества видеопотока для нескольких типов видеосюжетов.
Сравнительный анализ полученных результатов и основные выводы.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ВЕЙВЛЕТ-ВИДЕО КОДЕКА
Внешний вид графического интерфейса лабораторной работы представлен на рис.П.1.1. Для удобства работы с кодеком, при проведении экспериментов и доработки используемых алгоритмов, основная панель управления имеет 3 дополнительные панели управления в верхней части экрана: обработчика входных изображений, кодера и анализатора процесса кодирования. При этом, в правой части экрана выводится информация о размерах изображения в пикселях, количестве загруженных кадров видеопоследовательности и номере текущего кадра в видеопоследовательности. Для оценки визуального качества восстановленных после кодирования изображений в центральной части панели имеется кадровое окно, в котором отображается либо исходный кадр, либо результат его декодирования. Причем, используя кнопки: Все цвета, R, G, B, Y, U, V можно просмотреть изображение в цвете, или его компонентах (красной, зеленой, синей или яркостной и двух цветоразностных- R-Y и B-Y), как показано на рис.П.1.2- П.1.4. Для перемещения по кадрам видеопоследовательности имеется специальный бегунок с рисками, расположенный над кадровым окном, перемещая который можно выбирать просмотр изображения любых кадров видеоряда.
Рис.П.1.1. Внешний вид основной панели управления видео кодека
Рис.П.1.2. Отображение красной и зеленой составляющей изображения
Рис.П.1.3. Отображение яркостной и цветоразностной составляющей
изображения.
Для оперативного ввода кодируемых изображений используется большая кнопка: «Загрузить набор входных изображений», расположенная в центральной верхней части основного интерфейса (рис.П.1.1), после нажатия на которую открывается вспомогательное окно панели загрузок (рис.П.1.4.), при помощи которой можно выбрать нужную папку с файлами исходных изображений в формате “BMP” и отметить все или конкретные кадры для последующего кодирования. После этого, в окне «Тип цветоразностного сигнала» выбирается один из возможных форматов представления видеоданных: YUV444, YUV422 или YUV420, как показано на рисунке П.1.5. После чего, нажав клавишу «Конвертировать», происходит преобразование видеоданных исходного формата RGB в формат выбранной цветовой модели кодирования, используемых в цифровом телевидении в соответствии с международным стандартом ITUR-601.
Рис.П.1.4. Внешний вид интерфейса в режиме загрузки кадров
Рис.П.1.5. Внешний вид интерфейса в режиме выбора формата видеоданных
При этом изображение преобразованного кадра отображается в кадровом окне, а в окошке возле флажка «Конвертированные изображения», расположенного в левой части экрана, отображается тип выбранной цветовой модели (рис.П.1.7). Переключая мышкой флажки управления, можно оценить визуальное качество исходных и преобразованных изображений. На этом этапе работа по загрузке и предварительной обработке изображений заканчивается, и можно приступить к установке требуемых параметров сжатия видеоданных. Для этого используется клавиша «Кодер», расположенная в самой верхней части экрана, после нажатия на которую открывается окно управления параметрами кодирования изображений (рис.П.1.8). При нажатии на кнопку в верхней части экрана отрываются два окна: слева – «Параметры кодирования» для просмотра и выбора параметров работы видеокодека и справа – «Результаты кодирования» для отображения параметров уже кодированных изображений.
Рис.П.1.7. Внешний вид интерфейса в режиме выбора параметров кодирования.
С помощью панели «Параметры кодирования» можно задать количество кадров в секунду и тип используемой телевизионной развертки (прогрессивная или чересстрочная). Кроме того, видеокодек может работать в 3-х режимах сжатия:
с постоянным качеством восстанавливаемых изображений, но переменной скоростью цифрового потока (битрейта), так как величина коэффициента сжатия изображений сильно зависит от сюжета и детальности обрабатываемых изображений;
с постоянным битрейтом, но переменным качеством восстановленных изображений, при этом кадры с большой детальностью, которые сжимаются плохо, будут дожиматься до нужного размера за счет ухудшения их визуального качества;
со сжатием без потерь качества, при котором исходное и восстановленное изображение практически не различимы глазом. Однако данный режим обладает минимальным коэффициентом сжатия и используется для оценки избыточной информации изображений и эффективности применяемых алгоритмов обработки изображений.
Таким образом, используя данную панель можно выбрать задать режим кодирования и установить либо нужный коэффициент качества изображений (0.0-10.0), либо скорость потока, которую кодер будет поддерживать постоянной. Причем, чем меньше значение установленного коэффициента качества, тем больше будет коэффициент сжатия изображений видеопотока, но хуже визуальное качество восстановленных изображений.
После выбора основных параметров кодирования изображений можно либо запустить процесс обработки изображений, нажав клавишу «Начать кодирование», либо выбрать дополнительные параметры кодирования, нажав клавишу «Дополнительно». При этом открывается окно дополнительных параметров (рис.П.1.8.), влияющих на выбор режимов работы алгоритмов кодека.
Рис.П.1.8. Внешний вид интерфейса с панелью дополнительных параметров
работы видеокодека.
После установки всех требуемых параметров работы кодека, нажатием кнопки: «Начать кодирование», запускается процесс обработки изображения, результаты работы которого отображаются в окне «Результаты кодирования» в правой верхней части экрана (рис.П.1.9.)
Рис.П.1.9. Внешний вид интерфейса с отображением результатов кодирования видеопотока.
Как видно из результатов кодирования, при коэффициенте качества 7, коэффициент сжатия видеопотока из 10 кадров формата 640х352 пикселя составляет 111 раз. При этом время сжатия видепотока составляет 0,5 секунды на компьютере с рабочей частотой процессора 2 ГГц, в которое входит время процесса кодирования и декодирования изображений. По окончания процесса сжатия видеопотока, для визуальной оценки качества восстановленных изображений, в кадровом окне отображается выбранное изображение восстановленного кадра кодированной видеопоследовательности. Переключая мышкой состояние указателей: «Декодированные изображения» и «Исходные изображения» можно визхуально оценить качество исходных и восстановленных изображений видеопотока и соответственно вносимые искажения кодека при установленных параметрах кодирования. Поскольку кадровое окно интерфейса имеет ограниченные размеры по высоте изображения, то для отображений изображений большего размера, чем 640х352 включается бегунок прокрутки, позволяющий перемещать изображение в кадровом окне по вертикали, чтобы просмотреть его невидимые части (рис.П.1.10.).
Программное обеспечение видеокодека способно обрабатывать не только изображений телевидения стандартной четкости размером 720х576 пикселей, но и вообще произвольного размера, включая форматы телевидения высокой четкости. Применение прокрутки больших изображений в кадровом окне интерфейса позволяет бегло оценить его качество по частям, но при детальной оценки это создает ряд неудобств. Во-первых, уменьшенный размер изображения в кадровом окне не позволяет просмотреть детальную структуру малозаметных искажений, вносимых кодеком, а во-вторых, ограниченные размеры панели интерфейса не позволяют реализовать полноразмерный двухоконный режим, обеспечивающий одновременный просмотр исходного и восстановленного изображения. Поэтому для обеспечения удобного визуального контроля качества восстановленных изображений, кодек копирует полноразмерное изображение из кадрового окна интерфейса во временный файл «temp.bmp», создаваемый в специальной папке «Temp». Данный файл в формате BMP может быть просмотрен любой программой для просмотра и редактирования изображений, а также скопирован в любую другую папку для сохранения и набора статистики.
Рис.П.1.10. Внешний вид интерфейса с элементом вертикальной прокрутки для отображения больших изображений по частям.
Do'stlaringiz bilan baham: |
