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5.3. ALGORITMI DI MOTOCOMPENSAZIONE PER LA CODIFICA DI SEQUENZE VIDEO 51
5.3 Algoritmi di motocompensazione per la codifica di sequenze video
Come discusso nei paragrafi precedenti, la motocompensazione si basa sul principio che quadri successivi della
sequenza video siano legati da trasformazioni geometriche. Nelle applicazioni di motocompensazione il quadro
attuale é suddiviso in regioni non sovrapposte5.1 , e per ciascuna regione é individuata l’area di provenienza nel
quadro precedente, come illustrato in Fig. 5.2.
Consideriamo qui il caso di gran lunga piú comune: il modello traslatorio.
Il quadro attuale I (k) [m, n] sia partizionato in blocchi non sovrapposti, tali da ricoprire l’intero quadro. Indichiamo
con B il generico blocco del quadro attuale. Per il blocco B, si cerca nel quadro precedente il blocco
piú simile massimizzando un assegnato funzionale di somiglianza, ovvero minimizzando un assegnato funzionale di
distorsione. Adottando il criterio dell’errore quadratico medio, il blocco piú simile é individuato dalla coordinate
relative ∆mmin, ∆nmin che minimizzano la seguente funzione
DMSE(∆m, ∆n) =
(m,n)∈B
I (k) [m, n] − I (k−1) 2 [m +∆m, n +∆n]
al variare di (∆m, ∆n) in un intervallo preassegnato.
Per questioni computazionali, la distorsione puó essere computata adottando il criterio della somma delle differenze
assolute ( Sum of Absolute Differences, SAD). In tal caso il blocco piú simile é individuato dalla coordinate relative
∆mmin, ∆nmin che minimizzano la seguente funzione
DSAD(∆m, ∆n) =
(m,n)∈B
I (k) [m, n] − I (k−1)
[m +∆m, n +∆n]
per (∆m, ∆n) variabili in un intervallo preassegnato.
Un esempio di un’immagine I (k) [m, n] estratta dalla sequenza video Suzie e della sua versione predettaÎ(k) [m, n]
mediante motocompensazione traslatoria é riportata in Fig.7.1. La motocompensazione in questo esempio é operata
su blocchi di dimensioni 8x8.
Quando la motocompensazione é operata partizionando l’immagine in una griglia e individuando lo spostamento
ottimo di ciascun vertice della griglia, l’ottimizzazione diviene piú complessa. Infatti, l’ottimizzazione deve essere
operata congiuntamente su tutte le maglie della griglia, applicando la trasformazione ipotizzata a ciascuna maglia
e valutando la potenza dell’errore complessivo. Per ció che concerne la scelta dei vertici della griglia, é frequente
l’adozione di criteri euristici, finalizzati ad individuare tasselli non troppo picoli per controllare il costo di trasmissione
dei vettori spostamento e non troppo grandi in modo da non includere discontinuitá. Una strategia frequentemente
utilizzata consiste nella scelta dei vertici della griglia in corrispondenza di punti significativi5.2 dell’immagine stessa.
5.1Tipicamente, nelle applicazioni di morphing e di elaborazione delle immagini la trasformazioneé applicata in avanti, scandendo il quadro
precedente per generare i punti corrispondenti del quadro attuale. Le aree del quadro attuale non assegnate nella fase di mappatura sono
successivamente ricostruite con sofisticate tecniche di interpolazione. Nelle applicazioni di codifica,é scandito il quadro attuale al fine di associare
ad ogni punto un punto del quadro precedente. Tale modalitá di applicazione della trasformazione geometrica, detta all’indietro, evita che risultino
non assegnate aree del quadro attuale.
5.2La scelta di posizionare i vertici della griglia in corrispondenza di punti significativi -vertici, incroci- migliora le prestazioni della stima di
spostamento, che in zone uniformi tende ad essere guidata da rumore di acquisizione o di illuminazione eventualmente presente.