利用Delaunay分割和四面體體積插值法對連續影像作壓縮

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利用Delaunay分割和四面體體積插值法對連續影像作壓縮 2019/4/27 利用Delaunay分割和四面體體積插值法對連續影像作壓縮 指導教授 蔣 依 吾 研究生 張 裕 泰 中山大學應用數學系

大綱 簡介 現有流量控制策略 流量控制 Delaunay三角化 插值法 編碼及解碼演算法 實驗結果 結論

簡介 目的 依頻寬而彈性改變連續影像編碼後之輸出資料量,使解碼不致中斷。 方法 利用Delaunay四面體的性質和插值法。

簡介 連續影像特性 Delaunay四面體能同時考慮空間和時間上的冗餘 空間性冗餘(Spatial Redundancies) 時間性冗餘(Temporal Redundancies) Delaunay四面體能同時考慮空間和時間上的冗餘

現有流量控制策略 目的 暫存區控制(原始) 配合頻寬控制資料量大小,使接收端解碼不致中斷,造成畫面遺失。 依照暫存區已使用量的多寡來調整量化值 簡單 不適合所有情況

現有流量控制策略 Chih-Feng Chang ( 1997) :維持基本影像品質 基本網路頻寬需求大

現有流量控制策略 Pedro(1998)

現有流量控制策略 Chi-Chang Kuo(1998) 對所有INTRA模式的MB使用JND(just noticeable distortion)處理程序。 用Lagrange 乘數(Lagrange multiplier)來算出MB階層中每一個MB之最佳量化參數。

現有流量控制策略 Chi-Chang Kuo(1998) 頻寬為33.6kbps.

現有流量控制策略 Mark R. Pickering(1994) fpm+ffld fpm=fact+fmtn ffld:維持輸出bit rate 使不超過上下限 依照連續影像特性而改變編碼器的量化子(quantizer)。

流量控制 新方法能克服網路特性且重建工作不 網路特性 不可靠 頻寬波動 會中斷

流量控制 允許資料點遺失 不需所有資料點也可重建 插入點所改變四面體形狀是局部的 重要性因資料點順序而有不同 重建方式為一點一點地插入 能配合頻寬調整資料量

Delaunay 三角化 m維 Voronoi 圖形定義 P={p1,p2,…pn}Rm,2n<∞ and xixj for i  j, i,jIn

Delaunay 三角化 二維 Voronoi 圖形

Delaunay 三角化 三維 Voronoi 圖形

Delaunay 三角化 Voronoi 圖形的偶圖為Delaunay切割

Delaunay 三角化 Delaunay切割之空圓性質

Delaunay 三角化 Delaunay三角形之局部重建性質

Delaunay 三角化 非法Delaunay四面體之轉換

插值法 動機 以四個點的灰階值來代表一個四面體中所有 影像灰階值變化除邊界外,都不明顯。 四面體體積插值法有漸進式變化之特性。 像素的灰階值。 影像灰階值變化除邊界外,都不明顯。 四面體體積插值法有漸進式變化之特性。

插值法 二維插值

插值法 三維插值

編碼演算法

解碼演算法

編碼和解碼演算法 於編碼或解碼時,資料點都是存放於佇列中。 編碼結束後,佇列中資料依序存放至輸出檔。 輸出檔格式:(x,y,z,GrayScale) x,y,z:資料點位置 GrayScale:資料點的灰階值

實驗結果 測試影像 Football 352 X 240 8 bit 32張 Garden 352 X 240 8 bit 32張

實驗結果 Football

實驗結果 Football

實驗結果 Football 第十七張 第十八張

實驗結果 Garden

實驗結果 Garden

實驗結果 Garden 第二十三張 第二十四張

實驗結果 能精確配合頻寬波動而調整 以352 X 240 32張 8 bit 灰階影像為例 352個像素,以9個bit來表示

實驗結果 以之前實驗影像輸出於波動頻寬

結論 利用Delaunay四面體於連續影像編碼 編碼端和解碼端間資料傳遞適於網路環境