Συστήµατα και Αλγόριθµοι Πολυµέσων

Σχετικά έγγραφα
Συστήµατα και Αλγόριθµοι Πολυµέσων

Συστήµατα και Αλγόριθµοι Πολυµέσων

Συστήµατα και Αλγόριθµοι Πολυµέσων

Συµπίεση Δεδοµένων: Συµπίεση Ψηφιακού Βίντεο

Elements of Information Theory

ΕΙΔΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ Ενδο-πλαισιακή κωδικοποίηση (Intra- frame Coding): Δια-πλαισιακή κωδικοποίηση (Inter-frame Coding):

ΑΚΑ ΗΜΙΑ ΕΜΠΟΡΙΚΟΥ ΝΑΥΤΙΚΟΥ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Συστήµατα και Αλγόριθµοι Πολυµέσων

Ραδιοτηλεοπτικά Συστήματα Ενότητα 4: Ψηφιοποίηση και συμπίεση σημάτων εικόνας

Συµπίεση Δεδοµένων: Συµπίεση Ψηφιακού Βίντεο

Τεχνικές Συµπίεσης Βίντεο. Δρ. Μαρία Κοζύρη Τµήµα Πληροφορικής Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Εργαστήριο Ανάπτυξης Εφαρμογών Βάσεων Δεδομένων. Εξάμηνο 7 ο

(C) 2010 Pearson Education, Inc. All rights reserved.

6.1. Dirac Equation. Hamiltonian. Dirac Eq.

CMOS Technology for Computer Architects

ΒΕΣ 04: Συµπίεση και Μετάδοση Πολυµέσων. Βίντεο (Video) Περιεχόµενα. Βιβλιογραφία. Καγιάφας [2000]: Κεφάλαιο 5, [link]

Main source: "Discrete-time systems and computer control" by Α. ΣΚΟΔΡΑΣ ΨΗΦΙΑΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΙΑΛΕΞΗ 4 ΔΙΑΦΑΝΕΙΑ 1

Bayesian statistics. DS GA 1002 Probability and Statistics for Data Science.

Συστήµατα και Αλγόριθµοι Πολυµέσων

Démographie spatiale/spatial Demography

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΝΟΣΗΛΕΥΤΙΚΗΣ

Phys460.nb Solution for the t-dependent Schrodinger s equation How did we find the solution? (not required)

Περιεχόµενα. ΕΠΛ 422: Συστήµατα Πολυµέσων. Μέθοδοι συµπίεσης ηχητικών. Βιβλιογραφία. Κωδικοποίηση µε βάση την αντίληψη.

Συµπίεση Δεδοµένων: Συµπίεση Ψηφιακού Βίντεο

Συστήµατα και Αλγόριθµοι Πολυµέσων

Επεξεργασία Πολυµέσων. Δρ. Μαρία Κοζύρη Π.Μ.Σ. «Εφαρµοσµένη Πληροφορική» Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Block Ciphers Modes. Ramki Thurimella

EE512: Error Control Coding

Πώς μπορεί κανείς να έχει έναν διερμηνέα κατά την επίσκεψή του στον Οικογενειακό του Γιατρό στο Ίσλινγκτον Getting an interpreter when you visit your

ΚΥΠΡΙΑΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ CYPRUS COMPUTER SOCIETY ΠΑΓΚΥΠΡΙΟΣ ΜΑΘΗΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ 6/5/2006

2 Composition. Invertible Mappings

ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ

ST5224: Advanced Statistical Theory II

Instruction Execution Times

6.003: Signals and Systems. Modulation

Homework 3 Solutions

Πως περιγράφεται το bitstream

ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ

Nowhere-zero flows Let be a digraph, Abelian group. A Γ-circulation in is a mapping : such that, where, and : tail in X, head in

Math 6 SL Probability Distributions Practice Test Mark Scheme

Πανεπιστήμιο Πειραιώς Τμήμα Πληροφορικής Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών «Πληροφορική»

Right Rear Door. Let's now finish the door hinge saga with the right rear door

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

EPL 603 TOPICS IN SOFTWARE ENGINEERING. Lab 5: Component Adaptation Environment (COPE)

Πανεπιστήµιο Πειραιώς Τµήµα Πληροφορικής

TMA4115 Matematikk 3

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ,

department listing department name αχχουντσ ϕανε βαλικτ δδσϕηασδδη σδηφγ ασκϕηλκ τεχηνιχαλ αλαν ϕουν διξ τεχηνιχαλ ϕοην µαριανι

Συστήματα Πολυμέσων. Ενότητα 15: Συμπίεση Ψηφιακού Βίντεο. Θρασύβουλος Γ. Τσιάτσος Τμήμα Πληροφορικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΚΥΠΡΙΑΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ CYPRUS COMPUTER SOCIETY ΠΑΓΚΥΠΡΙΟΣ ΜΑΘΗΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ 19/5/2007

Assalamu `alaikum wr. wb.

ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΕΠΗΡΕΑΣΜΟΥ ΤΗΣ ΑΝΑΓΝΩΣΗΣ- ΑΠΟΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ BRAILLE ΑΠΟ ΑΤΟΜΑ ΜΕ ΤΥΦΛΩΣΗ

CHAPTER 25 SOLVING EQUATIONS BY ITERATIVE METHODS

Partial Trace and Partial Transpose

Finite Field Problems: Solutions

Διεθνή Πρότυπα Αναλογικού Βίντεο

Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων

VIDEO ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ. Υπάρχουσες εφαρμογές:

Modbus basic setup notes for IO-Link AL1xxx Master Block

ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ MPEG-2 ΑΠΟΚΩ ΙΚΟΠΟΙΗΤΗ ΣΕ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ARM CORTEX A8

ΓΕΩΜΕΣΡΙΚΗ ΣΕΚΜΗΡΙΩΗ ΣΟΤ ΙΕΡΟΤ ΝΑΟΤ ΣΟΤ ΣΙΜΙΟΤ ΣΑΤΡΟΤ ΣΟ ΠΕΛΕΝΔΡΙ ΣΗ ΚΤΠΡΟΤ ΜΕ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΑΤΣΟΜΑΣΟΠΟΙΗΜΕΝΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΨΗΦΙΑΚΗ ΦΩΣΟΓΡΑΜΜΕΣΡΙΑ

Other Test Constructions: Likelihood Ratio & Bayes Tests

ΚΥΠΡΙΑΚΟΣ ΣΥΝΔΕΣΜΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ CYPRUS COMPUTER SOCIETY 21 ος ΠΑΓΚΥΠΡΙΟΣ ΜΑΘΗΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Δεύτερος Γύρος - 30 Μαρτίου 2011

Operating Temperature Range ( C) ±1% (F) ± ~ 1M E-24 NRC /20 (0.05) W 25V 50V ±5% (J) Resistance Tolerance (Code)

Homework 8 Model Solution Section

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

«Έντυπο και ψηφιακό βιβλίο στη σύγχρονη εποχή: τάσεις στην παγκόσμια βιομηχανία».

Reminders: linear functions

[1] P Q. Fig. 3.1

derivation of the Laplacian from rectangular to spherical coordinates

Διπλωματική Εργασία του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Statistical Inference I Locally most powerful tests

SCHOOL OF MATHEMATICAL SCIENCES G11LMA Linear Mathematics Examination Solutions

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ, ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Γιπλυμαηική Δπγαζία. «Ανθπυποκενηπικόρ ζσεδιαζμόρ γέθςπαρ πλοίος» Φοςζιάνηρ Αθανάζιορ. Δπιβλέπυν Καθηγηηήρ: Νηθφιανο Π. Βεληίθνο

Πεξηβάιινλ θαη Αλάπηπμε ΔΘΝΙΚΟ ΜΔΣΟΒΙΟ ΠΟΛΤΣΔΥΝΔΙΟ ΓΙΔΠΙΣΗΜΟΝΙΚΟ - ΓΙΑΣΜΗΜΑΣΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΔΣΑΠΣΤΥΙΑΚΧΝ ΠΟΤΓΧΝ (Γ.Π.Μ..) "ΠΔΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΑΝΑΠΣΤΞΗ"

ITU-R BT.1908 (2012/01) !" # $ %& '( ) * +, - ( )

Test Data Management in Practice

Tunable Diode Lasers. Turning Laser Diodes into Diode Lasers. Mode selection. Laser diodes

Approximation of distance between locations on earth given by latitude and longitude

SMD Transient Voltage Suppressors

The Simply Typed Lambda Calculus

Συµπίεση Δεδοµένων: Συµπίεση Ψηφιακού Βίντεο

Bayesian modeling of inseparable space-time variation in disease risk

Special edition of the Technical Chamber of Greece on Video Conference Services on the Internet, 2000 NUTWBCAM


Econ 2110: Fall 2008 Suggested Solutions to Problem Set 8 questions or comments to Dan Fetter 1

فشردهسازیاطالعات بخشششم. Information Compression دانشگاهشهيدبهشتی پژوهشکدهیفضایمجازی بهار 1397 احمدمحمودیازناوه

Πολυμέσα. Συμπίεση δεδομένων Κωδικοποίηση MPEG. Δρ. Γεώργιος Π. Παυλίδης ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ

Type 947D Polypropylene, High Energy Density, DC Link Capacitors

Calculating the propagation delay of coaxial cable

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣ

Thin Film Chip Resistors

Πολυμέσα. Συμπίεση δεδομένων Κωδικοποίηση JPEG. Δρ. Γεώργιος Π. Παυλίδης ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ

Μειέηε, θαηαζθεπή θαη πξνζνκνίσζε ηεο ιεηηνπξγίαο κηθξήο αλεκνγελλήηξηαο αμνληθήο ξνήο ΓΗΠΛΩΜΑΣΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ

Πρόβλημα 1: Αναζήτηση Ελάχιστης/Μέγιστης Τιμής

Μηχανισμοί πρόβλεψης προσήμων σε προσημασμένα μοντέλα κοινωνικών δικτύων ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

(1) Describe the process by which mercury atoms become excited in a fluorescent tube (3)

Transcript:

Συστήµατα και Αλγόριθµοι Πολυµέσων Ιωάννης Χαρ. Κατσαβουνίδης Οµιλία #9: ιεθνές στάνταρ συµπίεσης MPEG-4 21 Νοεµβρίου 2005

Επανάληψη Αρχιτεκτονική Intel Pentium Ηπιοδηµοφιλής αρχιτεκτονική προσωπικών υπολογιστών P6 (=Centrino) & NetBurst (=Pentium 4) MMX/SSE/SSE2 Βασίζεται στην τεχνική της παράλληλης εκτέλεσης µιας εντολής σε πολλαπλά δεδοµένα (SIMD)

Επανάληψη (2) MMX = 64-bit καταχωρητές (8 bytes/4 words/2 double-words/1 quad-word) SSE/SSE2 = 128-bit καταχωρητές (16 bytes/8 words/4 double-word/2 quad-words/1 doublequad-word) Προσφέρουν µεγάλη ποικιλία αριθµητικών και λογικών παράλληλων πράξεων Προγραµµατίζονται µετηβοήθειαintrinsics ή µε γλώσσα µηχανής (inline assembly)

Άσκηση #9 Να γράψετε την ρουτίνα υπολογισµού του µέσου όρου δύο καρέ βίντεο, ανά κουκίδα. Να την υλοποιήσετε σε Αριθµητική κινητής υποδιαστολής, χρησιµοποιώντας γλώσσα προγραµµατισµού C Ακέραια αριθµητική, χρησιµοποιώντας γλώσσα προγραµµατισµού C Ακέραια αριθµητική, χρησιµοποιώντας εντολές MMX µέσω intrinsics Ακέραια αριθµητική, χρησιµοποιώντας εντολές MMX µέσω γλώσσας µηχανής

Άσκηση #9- συνέχεια Να υλοποιήσετε τη ρουτίνα σε Ακέραια αριθµητική, χρησιµοποιώντας εντολές SSE2 µέσω intrinsics/γλώσσας µηχανής Να χρησιµοποιήσετε το εργαλείο Vtune και να υπολογίσετε την επιτάχυνση της εκτέλεσης των διαφόρων µορφών του προγράµµατος

MPEG4 what is it? Extension of MPEG1/2 to arbitrarily shaped multimedia objects Has different versions; version 1 is already an international standard (ISO/IEC 14496, 1999). Version 2 is being finalized, while versions 3 and 4 are under development Video part includes H.263 (ITU-T low bitrate video compression international standard) as a subset; audio part includes AAC (MPEG2) as a subset

MPEG4 MPEG4: ISO/IEC 14496 Published as International Standard in 2000/2001 6 parts: Systems (with 1 Amendment), Video (with 2 Amendments), Audio, Conformance Testing, Reference Software and Delivery Media Integration Framework Covers all bit-rates: from few kbps to 100 s of Mbps Applications: 3G wireless networks, internet streaming, digital storage, broadcasting

MPEG4 video: new coding tools New objects: (natural) video, face, mesh Shape coding: video objects are no longer (only) rectangular transparency too Scalability: temporal, spatial, quality (SNR) Error resilience 4-12 bit per color-component support More flexibility, higher coding efficiency

MPEG4 video: new coding tools (MPEG1/2) pictures = (MPEG4) Visual Object Planes, a.k.a. VOPs. Same VOP types (I/B/P) + Shape (S) Macroblock-based processing (16x16) of VOPs, with same block structure (8x8), DCT of residuals, Quantization, VLC coding same as MPEG1/2 but with different VLC tables and headers (MPEG4 stream is not backwards compatible with MPEG1/2 streams)

MPEG4 video: new coding tools Unrestricted Motion Compensation 4MV Advanced prediction mode (Inter MBs) OBMC AC/DC prediction (Intra MBs) 3-D VLC (run, last, level) with more efficient ESC, 3 zig-zag scan orders 2 quantization methods

MPEG4 video: new coding tools Unrestricted motion search: VOP is extended over its boundaries by pixel repetition to allow for motion vector reference outside the VOP y x (vhmcsr,vvmcsr) (xref,yref) Reference VOP Current VOP ydim (dx,dy) (xcurr,ycurr) Τµήµα Μηχ. xdim Η/Υ, Τηλεπ. & ικτύων

MPEG4 video: new coding tools 4MV: each 16x16 macroblock can have 4 motion vectors, 1 for each 8x8 luminance block

MPEG4 video: new coding tools Advanced prediction mode: differential coding of MV using median prediction of upper and left MVs

MPEG4 video: new coding tools OBMC: overlapped block motion compensation Prediction with motion vector of current luminance block. 4 5 5 5 5 5 5 4 Prediction with motion vectors on top/bottom of current luminance block. 2 2 2 2 2 2 2 2 Prediction with motion vectors on left/right of current luminance block. 2 1 1 1 1 1 1 2 5 5 5 5 5 5 5 5 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 1 1 2 2 5 5 6 6 6 6 5 5 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 2 2 5 5 6 6 6 6 5 5 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 2 2 5 5 6 6 6 6 5 5 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 2 2 5 5 6 6 6 6 5 5 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 2 2 5 5 5 5 5 5 5 5 4 5 5 5 5 5 5 4 1 1 2 2 2 2 1 1 Τµήµα 2 2 Μηχ. 2 Η/Υ, 2 Τηλεπ. 2 2 & ικτύων 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1 2

MPEG4 video: new coding tools Adaptive DC prediction (Intra MBs only) B C D or or A X Y Macroblock

MPEG4 video: new coding tools Adaptive AC prediction (Intra MBs only) B C D or or A X Y Macroblock

MPEG4 video: new coding tools 2 choices of quantization methods: H.263 and MPEG Quantization matrices similar to MPEG2 3-D VLC (run, level, last) vs. 2-D VLC for MPEG2 (run, level) with more efficient ESC coding 3 zig-zag scanning orders Generalized slice ( packet )/GOB optional MPEG4 ver. 2 allows for ¼-pel motion

MPEG4 video: error resilience Very important feature that allows for robust transmission, especially in wireless networks (3G) and internet streaming MPEG4 offers a variety of error resilience tools that can be tuned for specific applications and channel noise patterns Can be grouped in encoder-related (nonnormative) and decoder-related (normative) tools; the later are also reflected in syntax

MPEG4 video: error resilience Resynchronization Markers (RM), also called Video Packets (VP) Header Extension Codes (HEC) Data Partitioning (DP) Reversible Variable Length Codes (RVLC) Cyclic Intra Refresh (CIR) Adaptive Intra Refresh (AIR)

MPEG4 video: error resilience Resync Marker Macroblock _number quant _scale HEC Motion & Header Information Motion Marker Texture Information Resync Marker Texture Header Forward Decode TCOEF Errors Backward Decode

MPEG4 video: error resilience Resynchronization Marker is a special code 0 0000 0000 0000 0001 that delimits independently decodable parts of a VOP in bitstream maps to integer number of MBs Bit Rate (kbit/s) Spacing (bits) 0-48 480 49-128 600 128-384 4096 384-1000 TBD

MPEG4 video: error resilience Header Extension Code is controlled by a flag that indicates that important information that is normally located in the VOP header are repeated for a packet: Modulo time-base VOP time increment VOP coding type (I/P/B/S) VOP width, height Intra DC VLC threshold

MPEG4 video: error resilience Data Partitioning is controlled by a flag indicating that motion (for P-VOP) or DC (for I-VOP) data are separated from texture data through some special motion marker 1 1111 0000 0000 0001 or DC marker 110 1011 0000 0000 0001. In this way, critical data (motion/dc) can be recovered in case of error.

MPEG4 video: error resilience Reversible Variable Length Codes (RLVC) are special VLCs that can be uniquely decoded both in forward and reverse bit parsing. Ex: 0110 MPEG4 uses a special family of RVLC that can be grouped in two categories.

MPEG4 video: error resilience Either has 2 ones (one at the beginning and one at the end) with a number of 0 s between 0-11, i.e. 11, 101,, 1000000000001 Or has 3 zeroes (one at the beginning, one in the middle and one at the end) with a number of 1 s between 0-11, i.e. 000, 0010,, 01111110111110 Each RVLC codeword is followed by 1 bit (0/1) that allows for 2 symbols to be coded + 1 sign bit