Video error concealment techniques for multi-broadcast reception of digital TV: = Verfahren zur Fehlerverschleierung bei Mehrfachempfang digitaler Fernsehbildsignale
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Göttingen
Cuvillier
2012
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Audi-Dissertationsreihe
67 |
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| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | VIII, 202 S. zahlr. Ill. und graph. Darst., Kt. |
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IMAGE 1
V
C O N T E N T S
1 I N T R O D U C T I O N 1
2 D I G I T A L T E R R E S T R I A L T E L E V I S I O N - F U N D A M
E N T A L S A N D S T A N D A R D S 5
2.1 STATIONARY TELEVISION BROADCASTING 5
2.1.1 HISTORY AND DISTRIBUTION AREAS 6
2.1.2 GENERAL SYSTEM ARCHITECTURE 7
2.1.3 VIDEO CHARACTERISTICS 9
2.1.4 HYBRID VIDEO CODING 10
2.1.5 PACKETIZATION AND MULTIPLEXING 13
2.1.6 ERROR PROTECTION BY CHANNEL CODING 14
2.2 MOBILE TELEVISION BROADCASTING 16
2.2.1 HISTORY AND DISTRIBUTION AREAS 16
2.2.2 GENERAL SYSTEM ARCHITECTURE AND ERROR PROTECTION 17
2.2.3 VIDEO CHARACTERISTICS 19
2.3 COMPARATIVE SUMMARY 20
3 T E R R E S T R I A L B R O A D C A S T I N G O V E R E R R O R - P R
O N E C H A N N E L S 2 3
3.1 CHARACTERISTICS OF TERRESTRIAL BROADCASTING 23
3.1.1 CHANNEL DEGRADATIONS 24
3.1.2 DISTORTION OF PAEKETIZED TRANSPORT STREAMS 25
3.2 DETECTION OF TRANSMISSION ERRORS 26
3.3 EFFECTS ON COMPRESSED VIDEO SIGNALS 27
3.3.1 DROPPING OF TRANSPORT STREAM PACKETS 27
3.3.2 DESYNCHRONIZATION DURING VARIABLE LENGTH DECODING 29
3.3.3 ERROR PROPAGATION BY MOTION-COMPENSATED PREDICTION 30
3.4 ERROR RESILIENCE IN VIDEO COMMUNICATIONS 31
3.5 STATE-OF-THE-ART ERROR CONCEALMENT 32
3.5.1 OBJECTIVES. CLASSIFICATION, AND POSITION IN DECODER 32
3.5.2 PREVIOUS WORK ON SPATIAL CONCEALMENT 34
3.5.3 PREVIOUS WORK ON TEMPORAL CONCEALMENT 36
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IMAGE 2
V I
CONTENTS
3.5.4 PREVIOUS WORK ON SPATIO-TEMPORAL CONCEALMENT 38
3.6 CONCLUSIONS 40
4 I N T E R - S E Q U E N C E E R R O R C O N C E A L M E N T U S I N G
L O W - R E S O L U T I O N R E F E R E N C E S 4 1
4.1 AUTOMOTIVE MULTI-BROADCAST RECEPTION OF STATIONARY AND MOBILE T V .
. . 42
4.2 BASIC CONCEPT 43
4.3 ANALYSIS OF MAXIMUM RECONSTRUCTION QUALITY 45
4.4 SPATIAL ALIGNMENT OF SYNCHRONIZED REFERENCE SIGNALS 48
4.4.1 PROBLEM FORMULATION 49
4.4.2 PIXEL-BASED IMAGE ALIGNMENT 50
4.4.2.1 MINIMIZATION PROBLEM 50
4.4.2.2 NUMERICAL OPTIMIZATION BY LEVENBERG-MARQUARDT 52 4.4.2.3
RECONSTRUCTION QUALITY 55
4.4.3 FEATURE-BASED IMAGE ALIGNMENT 58
4.4.3.1 OVERVIEW 58
4.4.3.2 SCALE-INVARIANT FEATURE TRANSFORM 59
4.4.3.3 KEYPOINT MATCHING 61
4.4.3.4 MODEL FITTING 62
4.4.3.5 EVALUATION OF RECONSTRUCTION QUALITY 64
4.5 SPATIO-TENIPORAL ALIGNMENT OF DELAYED REFERENCE SIGNALS 65
4.5.1 ALGORITHM 06
4.5.2 EVALUATION OF RECONSTRUCTION QUALITY AND VISUAL QUALITY 68
4.5.2.1 COMPARISON OF ALIGNMENT APPROACHES 69
4.5.2.2 COMPARISON TO CLASSICAL CONCEALMENT SCHEMES 70
4.5.2.3 VISUAL RESULTS 71
4.5.2.4 PERFORMANCE FOR LARGE LOSS AREAS 74
4.5.2.5 INFLUENCE OF HYBRID VIDEO CODING 75
4.5.3 COMPLEXITY EVALUATION 78
4.6 CONCLUSIONS 81
5 A L G O R I T H M I C E N H A N C E M E N T S FOR I N T E R - S E Q U
E N C E E R R O R C O N C E A L M E N T 8 3
5.1 ENHANCED FEATURE-BASED SPATIAL IMAGE ALIGNMENT 83
5.1.1 COMPARISON OF FEATURE TRANSFORMS 84
5.1.1.1 OVERVIEW OF FEATURE TRANSFORMS 85
5.1.1.2 SUPERVISED MODEL FITTING 85
5.1.1.3 PERFORMANCE AND COMPLEXITY EVALUATION 88
5.1.2 COMPARISON OF MODEL FITTING TECHNIQUES 91
5.1.2.1 LEAST-SQUARES MODEL FITTING 92
5.1.2.2 SIMULATION RESULTS 93
5.2 TEMPORAL ADAPTATION STRATEGIES FOR SPATIO-TEMPORAL IMAGE ALIGNMENT .
. 94
IMAGE 3
CONTENTS VII
5.2.1 BASIC CONCEPT, 96
5.2.2 PROPOSED STRATEGIES 96
5.2.3 INFLUENCE ON RECONSTRUCTION QUALITY AND VISUAL QUALITY 98
5.2.4 COMPLEXITY EVALUATION 102
5.3 ENHANCED IMAGE INTERPOLATION 103
5.3.1 OVERVIEW OF IMAGE INTERPOLATION TECHNIQUES 104
5.3.2 INFLUENCE ON RECONSTRUCTION QUALITY 104
5.4 CONCLUSIONS 105
6 J O I N T T E M P O R A L A N D I N T E R - S E Q U E N C E E R R O R
C O N C E A L M E N T 1 0 7
6.1 MOTIVATION 107
6.2 ALGORITHMS FOR JOINT ERROR CONCEALMENT 109
6.2.1 BASIC CONCEPT 109
6.2.2 TEMPORAL ERROR CONCEALMENT, 110
6.2.3 MODE SELECTION SCHEMES I L L
6.2.3.1 COMPARISON OF RESIDUALS I L L
6.2.3.2 INCORPORATION OF LOCAL IMAGE STATISTICS 112
6.2.4 SIMULATION RESULTS 114
6.2.4.1 RECONSTRUCTION QUALITY 114
6.2.4.2 VISUAL QUALITY 117
6.2.5 CONCLUSIONS 118
6.3 EXTENSIONS 118
6.3.1 ENHANCED MOTION ESTIMATION 119
6.3.1.1 MULTI-REFERENCE IMAGE MOTION ESTIMATION 119
6.3.1.2 BLOCK-ASSISTED TEMPLATE MATCHING 121
6.3.2 RECONSTRUCTION OF DISPLACED FRAME DIFFERENCES 126
6.4 CONCLUSIONS 129
7 S P A T I A L R E F I N E M E N T B Y F R E Q U E N C Y S E L E C T I
V E P O S T P R O C E S S I N G 1 3 1
7.1 APPLICATION TO INTER-SEQUENCE ERROR CONCEALMENT 131
7.1.1 MOTIVATION AND BASIC CONCEPT 131
7.1.2 SPATIAL REFINEMENT BY FREQUENCY SELECTIVE APPROXIMATION 133
7.1.2.1 OVERVIEW 133
7.1.2.2 DESIGN OF PIXEL WEIGHTS 134
7.1.3 SPATIAL REFINEMENT BY FREQUENCY SELECTIVE EXTRAPOLATION 136 7.1.4
SIMULATION RESULTS 138
7.1.4.1 SIMULATION PARAMETERS 138
7.1.4.2 EVALUATION OF RECONSTRUCTION QUALITY 138
7.1.4.3 EVALUATION OF VISUAL QUALITY 141
7.1.4.4 EVALUATION OF COMPUTATIONAL COMPLEXITY 142
IMAGE 4
VIII CONTENTS
7.2 APPLICATION TO JOINT TEMPORAL AND INTER-SEQUENCE ERROR CONCEALMENT .
. . 143
7.3 CONCLUSIONS 145
8 I N T E R - S E Q U E N C E E R R O R C O N C E A L M E N T U S I N G
H I G H - R E S O L U T I O N R E F E R E N C E S 1 4 7 8.1 AUTOMOTIVE
MULTI-BROADCAST RECEPTION OF STATIONARY T V 147
8.2 BASIC CONCEPT 148
8.3 DRIFT COMPENSATION FOR COMPRESSED VIDEO 150
8.4 SIMULATION RESULTS 152
8.4.1 SIMULATION PARAMETERS 152
8.4.2 EVALUATION OF RECONSTRUCTION QUALITY 152
8.4.3 EVALUATION OF VISUAL QUALITY 155
8.5 CONCLUSIONS 156
9 S U M M A R Y A N D C O N C L U S I O N S 1 5 7
A N O T A T I O N 1 6 1
A.L ABBREVIATIONS AND ACRONYMS 161
A.2 MATHEMATICAL CONVENTIONS, OPERATIONS. SYMBOLS, AUD UNITS 165
B S I M U L A T I O N S E T U P 1 7 1
C F U R T H E R S I M U L A T I O N R E S U L T S 1 7 3
B I B L I O G R A P H Y 1 7 8 |
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