Search

U radu je detaljno obrazložena složenost slike i video zapisa. Nadalje, opisan je način rada video kompresije. Ono što se kompresijom želi postići je najbolji razmjer između stupnja kompresije, vremena koje je potrebno da se izvrši i kvaliteta same slike, odnosno videa. Vezano uz video kompresiju, opisane su i razne norme kodiranja videa kao što su H.261, H.263, MPEG-2, MPEG-4 part 2, H.264/AVC, HEVC. Norme koje su trenutno vodeće i u širokoj upotrebi su HEVC i AVC. Uz opisivanje normi, navedeno je i kako svaka norma utječe na prostornu i vremensku redundanciju. U sklopu ovog rada opisane su formule za prostornu i vremensku informaciju. Formule su implementirane u programsko rješenje za analizu prostorne i vremenske informacije koje je detaljno obrazloženo. Analiza se provela na šesnaest testnih video zapisa. This paper describes what image and video complexity is. Moreover, it gives a detailed description of how video compression works. The end-goal of video compression is to find the fine line between compression ratio, the time required for the process to finish and the quality of the image/video. Directly linked with the video compression are video compression standards which have been described in detail in this paper. The two which are leading standards right now are HEVC and AVC. Furthermore, equations for the spatial and temporal information are explained. The formulas have been implemented in the software solution which analyses both spatial and temporal information in the provided videos. This is also shown in the paper. The analysis was carried out on sixteen test videos.

U razvoju algoritama za obradu i kodiranje videa, kao i kod prijenosa i pohrane videa koriste se objektivne i subjektivne metode za ocjenu njegove kvalitete. Objektivne metode koriste matematičke modele za procjenu kvalitete videa, dok se subjektivnim metodama procjena kvalitete dobije na temelju ocjena koje daju ljudi. Osnovni problemi koji se pojavljuju pri ocjenjivanju videa subjektivnom metodom su relevantnost podataka i odabir metode provođenja testa. U završnom radu su obrađene subjektivne metode, a obrađena je i primjena masovne podrške za provedbu subjektivne ocjene kvalitete videa. U namjenu prikupljanja podataka za analizu, u okviru ovog rada napravljeno je web sučelje koje je zasnovano na metodi masovne podrške. Web aplikacija omogućava izbor između 4 različite metode subjektivnog procjenjivanja: ACR, ACR-HR, DSIS i PC čije su primjene različite. Baza podataka koja je spojena s web sučeljem omogućuje registraciju velikog broja korisnika, te se na temelju testa za daltonizam određuje može li korisnik pristupiti ocjenjivanju videa, koji su komprimirani H.264 koderom. Kao krajnji rezultat ovog rada dobiveno je funkcionalno web sučelje koje se sastoji od korisničkog i administrativnog sučelja, te koje grupira rezultate ocjenjivanja prema jednoj od 4 različite metode i datumu kada je odrađen test. In the development of algorithms for video processing and encoding, as well as in the transmission and storage of video, objective and subjective methods are used to assess its quality. Objective methods use mathematical models to assess video quality, while subjective methods use quality assessment based on ratings given by people. The main problems that occur when evaluating video by the subjective method are the relevance of the data and the choice of the method of conducting the test. The final paper deals with subjective methods and deals with the application of crowdsourcing for the implementation of subjective video quality assessment. In order to collect data for analysis, a web interface based on the crowdsourcing method was developed in the scope of this final thesis. The web application provides the application of 4 different methods of subjective video quality assessment: ACR, ACR-HR, DSIS and PC whose applications are different. The database connected to the website enables the registration of many users, and based on the color blindness test, it is determined whether the user can access the evaluation of videos, which are compressed with the H.264 encoder. As a result of this work, a functional web interface was obtained, which consists of a user and administrative interface, and sorting of the evaluation results according to one of 4 different methods and the date when the test was performed.

Ovaj rad daje pregled postupaka kompresije slike i videosignala. Pokazane su mane i prednosti dviju najpopularnijih transformacija koje se koriste prilikom kompresije. Implementiran je vlastiti koder slike i videosignala utemeljen na DWT te je testirana njegova efikasnost. This paper provides an overview of image and video signal compression procedures. The disadvantages and advantages of the two most popular transformations used in compression are shown. Image and video signal encoder based on DWT was implemented and its efficiency was tested.

U ovom diplomskom radu dan je opis glavnih značajki HEVC kodiranja. Objašnjena je struktura slike te način na koji se provodi kodiranje. Uspostavljen je ispitni sustav s dvije videosekvence i definiran raspon prijenosnih brzina od 3 do 5 Mbit/s. Napravljena je analiza parametara kodera koji se mogu podešavati i praćena kvaliteta slike, stupanj kompresije te brzina prijenosa kako bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta slike. This thesis describes the important features of HEVC encoding. The block structure and different parts od the encoding process were explained. A test system with two video sequences was established and defined with bitrates of 3 to 5 Mbps. An analysis of encoder parameters that can affect image quality, compression rate, and bitrate was made to achieve satisfactory image quality.

Kapacitet prostora za pohranu uređaja predstavlja jedan od ključnih faktora u razvoju informatike. S potrebom za većom količinom kapaciteta, dok se s jedne strane razvijao hardver sve većeg kapaciteta, s druge strane su nastale tehnike kompresije podataka te je počeo razvoj sve boljih i efikasnijih tehnika za razne tipova podataka. U ovom radu obrađene su osnove kompresije podataka, te objašnjeni neki od algoritama kompresije podataka na primjerima kompresije teksta. Pojedinačno su objašnjeni određeni formati ostalih nekoliko vrsta multimedijskih sadržaja te su objašnjeni koncepti ili prikazani postupci koje koriste pri kompresiji. Device storage capacity represents one of the key factors in the development of information technology. With the necessity for more capacity, while one side was developing hardware with more storage capacity, the other side invented data compression techniques and started developing better and more efficient techniques for various types of data. This paper deals with the basics od data compression and explains some of the data compression algorithms using text compression examples. Specific formats of the several other types of multimedia content are explained individually as well as the concepts or methods they use for compression.

U radu je prikazan način rada video kompresije. Postoje dvije vrste video kompresije: lossless i lossy. Detaljno je opisan postupak kodiranja video sadržaja koju koristi JPEG norma. Kodirati se može na dva načina: kodiranje unutar slike iz kojeg proizlaze I-slike i kodiranje između slika koje rezultira s P-slikama i/ili B-slikama. Također, opisane su razne norme za kodiranje videa. Neke od njih su: H.261, H.263, MPEG-2, H.264/AVC (MPEG-4). Najpoznatije i u širokoj upotrjebi su H.264/AVC i MPEG-2. Najveća prednost H.264/AVC nad MPEG-2 je postizanje iste kvalitete video sadržaja s od 2 do 2,5 puta manjom brzinom prijenosa (točnost određivanja vektora pomaka je puno veća). Nadalje, uspoređivanjem svih normi po istom kriteriju, ispostavilo se da je H.262 norma s najvišom brzinom prijenosa. Osim toga, opisani su razni algoritmi za procjenu pokreta. Na samom kraju opisana je i analizirana metoda kojom su se tražile sličnosti između dva videa pomoću vektora pomaka. This paper describes the way video compression works. There are two types of video compression: lossless and lossy. The process of encoding video content using the JPEG standard is described in detail. Video content can be encoded in two ways: intra-frame coding which produces I-images and inter-frame coding which produces P-images and/or B-images. Also, various video coding standards are described. Some of them are: H.261, H.263, MPEG-2, H.264/AVC (MPEG-4). The most popular and widely used are H.264/AVC and MPEG-2. The biggest advantage of H.264/AVC over MPEG-2 is achievement of the same video quality with 2 to 2.5 times lower bit-rate (the accuracy of motion estimation is higher). Furthermore, by comparing all the norms by the same criterion, it turned out that the standard with the highest bit-rate is H.262. In addition, various motion estimation algorithms are described. At the very end, an analysis and description is shown of a method which uses motion vectors to find similarities between two videos.

Tema ovog završnog rada je kompresija videa pomoću H.264 Advanced Video Coding formata. Video kompresija H.264 formata uspoređuje se sa video kompresijom njegova nasljednika H.265 High Efficiency Video Coding formata te sa formatima VP8 i VP9.Osim usporedbe uspostavljaju se pojmovi kvalitete videa i kompresije videa.Također se objašnjava postupak kompresije videa i načini efikasnije kompresijevidea.U zaključku rada daje se mišljenje o budućnostidanašnjih video kodeka. Theme of this paper is video compression by using H.264 Advanced Video Coding format. Video compression of H.264 format is compared to video compression of his successor H.265 High Efficiency Video Coding format and with VP8 and VP9 formats.Besides the comparison there is also establishing of terms of video quality and video compression. There is also an explanation of video compression process and different methods of more efficientvideocompression.In the conclusion an opinion is given about the future of present video codecs.

U ovome radu opisane su najzastupljenije norme korištene za kompresiju video signala. Opisana je klasifikacija objektivnih metoda ocjene kvalitete video signala. Prikazana je manifestacija artefakata gubitka paketa nastalih pri prijenosu videa mrežom. Dan je pregled postojećih algoritama za detekciju artefakata nastalih zbog gubitka paketa u mreži. Predstavljen je vlastiti algoritam za detekciju artefakata nastalih zbog gubitka paketa pri prijenosu videa mrežom temeljen na pristupu bez izvorne reference. Rezultati dobiveni razvijenim algoritmom uspoređeni su s postojećim algoritmima za detekciju artefakata gubitka. Novi algoritam postiže znatno bolje rezultate od nekih komercijalnih algoritama za širok skup testiranih video signala. This paper describes the most common standards used in video compression. The paper describes the classification of objective methods used in video quality assessment. Manifestation of packet loss artifacts is presented. An overview of existing algorithms for the detection of artifacts caused by packet loss is shown. In this paper, a novel algorithm for packet loss artifacts detectection is proposed. Results obtained from the proposed algorithm are compared to these of existing algorithms for packet loss artifacts detection. The new algorithm achieves significantly better results than some commercial algorithms for a broad set of test video signals

Ovaj rad bavi se problematikom detekcije pokretnih objekata u inteligentnim videonadzornim sustavima. Obrađena je arhitektura mrežnog videonadzornog sustava te su objašnjene značajke koje takav sustav čine inteligentnim. Navedeni su postupci kompresije koji se primjenjuju u inteligentnim videonadzornim sustavima te su razmotrena njihova obilježja. Dan je pregled i opis postupaka za detekciju pokretnih objekata u videosekvencama snimljenim u inteligentnim videonadzornim sustavima. U programskom paketu MATLAB implementiran je model detekcije kretanja na temelju razlike uzastopnih slika koji omogućava kontinuirano praćenje promjena u slici na temelju postavljenog praga detekcije te su na primjeru snimke jedne mrežne videonadzorne kamere razmotreni rezultati simulacije implementiranog modela. This thesis deals with the problem of moving object detection in intelligent video surveillance systems. Network video surveillance system architecture is reviewed and features that make this system intelligent are explained. Compression formats used in intelligent video surveillance systems are listed and their characteristics are described. Methods for detection of moving objects in a video recorded in an intelligent video surveillance system are explored. A motion detection model based on the difference between current and previous image and set threshold is implemented in computing environment MATLAB. Analysis of the model is conducted using a recording of one network video surveillance camera.

H.265, odnosno HEVC, je norma za kompresiju videosekvenci koja polako počinje zamijenjivati dosadašnju H.264/AVC normu. U ovom radu obrađeni su osnovni elementi kodera: podjela slike, predviđanje slike, tranformacijsko i entropijsko kodiranje, te je norma uspoređena sa prethodnom H.264/AVC normom. Provedena su testiranja u ffmpeg programu na različitim sekvencama koje su kodirane različitim parametrima da bi se vidjelo kako oni utječu na složenost kodiranja i na kvalitetu slike. Utvrđeno je da porast brzine prijenosa povećava vrijeme kodiranja i kvalitetu slike odnosno SSIM i PSNR vrijednosti. Također biranje unaprijed postavljenih postavki utječe na sve segmente. Pokazalo se da je ultrafast postavka dosta smanjuje složenost kodiranja, ali i daje najmanju kvalitetu slike. Medium postavka malo povećava vrijeme kodiranja i kvalitetu kompresije u odnosu na ultrafast, dok slower jako puno utječe na povećanje složenosti i daje malo povećanje kvalitete slike. H.265, or HEVC, is standard for compresion of video files that is starting to take place of H.264/AVC standard. In this paper are introduced main parts of coder: picture partitioning, picture prediction, transform coding and entropy coding. This standard is also compared to previous H.264 standard. Testings are made using ffmpeg program with various videos that are coded with different parameters so that we could see how they influence on coding complexity and picture quality. Results show that increasing bitrate gives better picture quality (SSIM and PSNR) and longer coding time. Also different presets affect all segments. It is shown that ultrafast preset lowers complexity of coding a lot, but gives lowest picture quality. Medium preset increases time of coding and compression quality by little comparing to ultrafast, while slower preset influence a lot on complexity and gives little quality increase.

Zajedno s proširenjem podruˇcja primjene, rastu i potrebe za efikasnim naˇcinima kodiranja i dekodiranja kljuˇcnog dijela multimedijalnih sadržaja – video signala. U ovom je radu opisana izvedba vrlo brzog dekodera MPEG–4 Simple profila. Uz sve alate za pove´canje efikasnosti kodiranja i otpornosti na pogreške koje podržava Simple profil, podržan je i Dynamic Resolution Conversion alat iz Advanced Real Time Simple profila. Pri kodiranju s niskim brojem bita u sekundi, njegovom se upotrebom ostvaruje pove´cana efikasnost kodiranja bez smanjenja kvalitete slike, u odnosu na Simple profil. Ta se razlika može iskoristiti za poboljšanje kvalitete slike ili za smanjenje broja bita potrebnih za kodiranje. Za prikrivanje kvantizacijskih efekata, izvedena su oba MPEG–4 filtra za postprocesiranje, a izložen je i novi postupak adaptivnog odred¯ivanja razine primjene tih filtara, koji omogu´cava da se za svaki dekodirani VOP odabere minimalna razina primjene koja je dovoljna za ostvarivanje maksimalne kvalitete obrad¯ene slike. Opisana usporedba sa sliˇcnim radovima jasno pokazuje prednost ovog dekodera po pitanjima brzine i kvalitete rekonstruiranog video signala. As the application area of multimedia widens, needs for effective way of coding and decoding it’s essential part – video signal, is also growing bigger. This thesis presents very fast implementation of MPEG–4 Simple Profile decoder. Along with all the coding efficiency and error resilience tools supported by Simple Profile, the Advanced Real Time Simple’s Dynamic Resolution Conversion tool is also supported. In low-bit-rate video coding, it’s usage helps raise coding efficiency with no loss of video quality, when compared to Simple Profile. This difference may be exploited to achieve considerable improvements in image quality or to further lower bit rate. To conceal quantization artifacts, both of the MPEG–4 postprocessing filters have been implemented. Also, a new procedure for adaptive selection of postprocessing filter appliance level has been proposed. This procedure makes it possible to adaptively select minimal level of appliance, which would result in highest quality of processed image, for each decoded VOP separately. Presented comparison between this and similar works clearly shows the advantage of this decoder at the points of speed and quality of reconstructed video signal.

U ovome radu je objašnjena i analizirana primjena entropijskog kodiranja s modeliranjem konteksta u kompresiji videosignala. Dan je pregled H.264/AVC norme za kodiranje videosignala. Na temelju provedene teorijske analize i eksperimentalnih opažanja određen je novi postupak za modeliranje konteksta binarnih podataka. Predloženi postupak se temelji na optimiziranim algoritmima gradnje i odabira binarnih stabala konteksta. Postupak je primijenjen na odabrane elemente sintakse trenutnog referentnog H.264/AVC modela za kodiranje individualnih slika i grupe slika, te je ocijenjen za različite ispitne sekvence, kvantizacijske parametre i postupke za predviđanje vjerojatnosti. Eksperimentalni rezultati pokazuju da su dobici kodiranja nove metode jednaki ili veći od dobitaka koji se postižu primjenom H.264/AVC CABAC sustava. In this thesis entropy coding using context modeling with application to video compression is presented and analysed. An overview of H.264/AVC video coding standard is presented. Based on theoretical considerations and empirical observations a new algorithm for context modeling of binary sources is presented. The algorithm is based on a tree reordering and tree selection process for an optimized modeling using binary context trees. The proposed technique is applied to the selected syntax element of the current H.264/AVC test model for individual frames and group of pictures. Its performance is evaluated for different sources, quantization parameters and probability estimation methods. Experimental results show that by using the proposed algorithm coding gains similar or superior to those obtained with H.264/AVC CABAC algorithm can be achieved.