Lehrstuhl für
Multimediakommunikation und Signalverarbeitung
Prof. Dr.-Ing. André Kaup

Erweiterung der Frequenzselektiven Extrapolation um eine inhaltsabhängige Blockeinteilung

Betreuer:M.Sc. Nils Genser (Raum 01.178)
Hochschullehrer:Prof. Dr.-Ing. André Kaup
Student:Schilling, Franz
Beginn:24.04.2017
Info:

Zahlreiche Anwendungsgebiete in der Bild- und Videosignalverarbeitung erfordern ein schnelles und hochqualitatives Verfahren für die Bildfehlerverschleierung. Ein solches ist die am Lehrstuhl für Multimediakommunikation und Signalverarbeitung entwickelte Frequenzselektive Extrapolation (FSE).

Bei diesem Verfahren wird ein Modell des Signals aus orthogonalen Basisfunktionen erzeugt, welche im gesamten, betrachteten Bereich definiert sind. Dazu werden Funktionen der Diskreten Fourier-Transformation iterativ überlagert und somit ein Modell für die Rekonstruktion erzeugt. Nachdem die Basisfunktionen des Modells sowohl die bekannten, als auch die unbekannten Bereiche abdecken, erhält man automatisch eine Fortsetzung des Signals in die unbekannten Bereiche (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1: Links das Original, in der Mitte mit überlagerter Fehlermaske und rechts die Rekonstruktion

In der näheren Vergangenheit wurde bereits gezeigt, dass es bei der FSE möglich ist, die Zahl der Iterationen abhängig vom Bildinhalt zu schätzen. So ist für homogene Bildinhalte bereits eine niedrige Zahl an Iterationen ausreichend, für heterogene Bereiche muss eine größere Anzahl für eine zufriedenstellende Rekonstruktion aufgewendet werden. Diese Idee gilt es nun für die Blockeinteilung weiter zu verfolgen, da bisher eine festgelegte Blockgröße für alle Gebiete verwendet wird. So liefert das Verfahren im Allgemeinen bei kleinen Blockgrößen eine höhere Qualität als bei größeren, allerdings wird durch die erhöhte Zahl an zu bearbeitenden Gebieten mehr Zeit benötigt. Deshalb gilt es nun eine auf den Bildinhalt angepasste Einteilung zu entwickeln, so dass die Rechenzeit bei gleicher Qualität verringert werden kann. Das heißt, homogene Gebiete sollen dementsprechend in große und heterogene in kleine Blöcke zerlegt und bearbeitet werden (siehe Abbildung 2).

Abbildung 2: Links eine mögliche Blockeinteilung der FSE abhängig vom Bildinhalt, rechts mit überlagerter Fehlermaske (nur exemplarisch für wenige Gebiete gezeigt)

In der Bachelorarbeit (auch als Forschungspraktikum möglich) soll ein geeignetes Verfahren zur Blockeinteilung entwickelt und implementiert werden, welches den Bildinhalt sinnvoll für die weitere Bearbeitung segmentiert. Ziel dieser Arbeit soll es schließlich sein, die Frequenzselektive Extrapolation zu beschleunigen, während eine gleichbleibende Rekonstruktionsqualität erzielt wird.

Typ:Forschungspraktikum
Status:Laufend