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Zur Qualitätsbeurteilung von 3D-Videoobjekten
This thesis is focussed on the quality assessment of natural three-dimensional
video objects. This novel kind of media objects allows watching a natural object
(e. g. an actor) from different viewpoints, ideally from every arbitrary
viewpoint. The quality assessment of such objects raises several questions to be
solved. Many customary methods are not suitable for this new purpose. Firstly,
several methods for the subjective and objective quality assessment of
conventional video are investigated and systematized. Moreover, the manifold
methods of generating 3D video objects are analysed. They cover a wide range
from image-based to model-based methods. This analysis makes it possible to
define the term 3D video object and to develop a model of its process. This
model is applicable to all kinds of 3D video objects. In order to assess the
quality of a 3D video object the definition of a reference is necessary. A 3D
video object showing a sufficient quality has to to serve as reference for the
3D video object in evaluation. Furthermore, specific quality aspects of 3D video
objects are pointed out, e. g., occlusions, distortions along epipolar lines,
artifacts caused by compression, and a differing angle of view. Several methods
like hierarchical block matching and a one-dimensional DFT are used to create
mathematical models describing these quality features. There are significant
restrictions for these methods. Naturally, a 3D video object can not be compared
with its reference pixel by pixel. The models describing the quality features
cover dynamic properties, too. They are depending on time as well as on the
changing of the viewpoint. A set of quality parameters is developed using these
mathematical feature models. These quality parameters consider the visual
perception of the quality aspects and impairments. A methodology creating a 3D
video quality metric 3DVQM based on these quality parameters is introduced. The
parameter weights are determined by a successive approximation using extended
subjective quality judgements. Finally, the proposed methodology is carried out
exemplary by assessing a set of test objects. With this, the prediction of the
subjective assessment based on the proposed objective method is evaluated.Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Qualitätsbewertung von
natürlichen dreidimensionalen Videoobjekten. Dieser neuartige Medienobjekttyp
erlaubt die Betrachtung von natürlichen Objekten (z. B. einer Person) aus
verschiedenen Perspektiven, die im Idealfall frei wählbar sind. Zunächst werden
in dieser Arbeit die Verfahren zur objektiven und subjektiven Qualitätsbewertung
von konventionellem Bewegtbild untersucht und systematisiert. Ebenso werden die
vielfältigen Verfahren zur Generierung von 3D-Videoobjekten analysiert. Diese
bilden ein großes Spektrum von bild- bis hin zu modellbasierten Verfahren. Auf
der Grundlage dieser Analyse erfolgt eine Begriffsbestimmung und die
Beschreibung eines Modells der 3D-Videoobjektgenerierung, welches für sämtliche
Generierungsverfahren gültig ist. Um die Qualität von 3D-Videoobjekten zu
untersuchen, wird zunächst die Referenzfrage gelöst. Als Referenzen für zu
bewertende 3D-Videoobjekte dienen ausreichend gute 3D-Videoobjekte, welche
denselben Inhalt darstellen. Im Weiteren werden die speziellen Qualitätsaspekte
von 3D-Videoobjekten aufgezeigt, u. a. Größenfehler, Okklusionen,
Epipolarverzerrungen, Kompressionsartefakte und Blickwinkelfehler. Verschiedene
Verfahren wie beispielsweise das hierarchische Block-Matching und die
eindimensionale DFT dienen dazu, diese Merkmale mittels mathematischer Modelle
zu beschreiben. Die wichtigste Einschränkung bei der Auswahl und der Anwendung
dieser Methoden ist es, dass a priori kein Bildpunktbezug vorausgesetzt werden
kann. Die Merkmalsmodelle umfassen auch die dynamischen Eigenschaften, welche
sowohl zeit- als auch blickpunktsänderungsabhängig sein können. Im Anschluss
wird die Entwicklung von 3D-Videoobjektqualitätsmerkmalen auf Basis der
mathematischen Merkmalsmodelle beschrieben. Diese Qualitätsparameter stellen
einen Bezug zur visuellen Wahrnehmung der Qualitätsaspekte und Störungen dar. Es
wird eine Methodik zur Bildung eines 3D-Videoobjektqualitätsmaßes 3DVQM auf
Basis dieser Qualitätsparameter vorgestellt. Die Bestimmung der
Gewichtungskoeffizienten erfolgt sukzessive mit Hilfe erweiterter subjektiver
Bewertungsverfahren. Zum Schluss wird die vorgeschlagene Methodik exemplarisch
für eine Testreihe durchgeführt. In der Auswertung werden die Möglichkeiten der
objektiven Bewertung zur Prädiktion der subjektiven Qualitätsbewertung
dargelegt
Bewegungskompensierende Teilbandcodierung von Bewegtbildsequenzen mit sehr niedrigen Übertragungsbitraten
[no abstract
Untersuchungen zum Einsatz mehrfach überlappender lokaler trigonometrischer Basen in der Bilddatenkompression
Ausgehend von der Frage, wie Signale, die nur auf einem beschränkten Intervall definiert sind, durch überlappende lokale trigonometrische Basisfunktionen derart repräsentiert werden können, dass sich auch an den Signalrändern eine gute Signaldarstellung erzielen lässt, wird die Anwendung von Basen auf dem Intervall vorgeschlagen. Um die mehrfach überlappende Kosinustransformation von Bildern mit einem möglichst geringen Berechnungsaufwand realisieren zu können, werden schnelle Algorithmen eingeführt. Es werden verschiedene Strategien zur Codierung der Transformationskoeffizienten untersucht.Starting with the question of how signals that are solely defined on a bounded interval can be represented by multiple overlapping local trigonometric bases in such a manner that a good signal representation may be achieved at the boundaries of the signal, the use of bases for the interval is suggested as a solution. Fast algorithms are developed in order to realize the multiple overlapping cosine transformation of images with minimal computational complexity. Finally, this thesis explores different strategies for the coding of the transformation coefficients