Video sıkıştırmada çoklu hareket vektörlerinin kullanılması
Use of multiple motion vectors in video compression
Yazar: ÇAĞRI KILINÇ
Danışman: DOÇ. DR. EROL SEKE
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Telekomünikasyon  - Sinyal İşleme Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Sayısal video sıkıştırma = Digital video compression

Özet:
Son zamanlarda teknolojide meydana gelen değişim ve gelişimlerle beraber video
sıkıştırma işlemlerinde farklı standart ve algoritmaların kullanım ihtiyacı artmıştır. Bu
nedenle video sıkıştırma işlemlerinde çoklu hareket vektörlerinin kullanılmasındaki temel
amaç; çerçeveler arası yapılacak olan hareket kestirimi sürecinde orijinal bloğa en benzer
olan bloğu oluşturmaktır. Kullanılan bu yöntem, kodlayıcı (encoder) tarafındaki birden fazla
(çoklu) referans bloklarının ağırlıklarını hesaplamak amacıyla ek karmaşıklık (hesaplama)
ve hareket vektörlerinin gönderilmesi için ekstra bit kullanılmasını gerektirse de özellikle
karmaşık ve ayrıntılı sahnelerde birden fazla referans blok kullanılması daha doğru hareket
tahminleri sağlayarak hareket bulanıklığını azaltabilir, kaliteli görüntüler elde edilmesine
imkan sunabilir.
Doktora tez çalışmasında, en küçük kareler yöntemi (least squares) ile çoklu hareket
vektörlerinin ağırlıklarının hesaplanmasında farklı testler uygulanmıştır. Bu testler üç ana
noktada toplanmış olup; birinci nokta her bir ağırlığın en küçük kareler yöntemi ile
hesaplanması, ikinci nokta ağırlıklardan birinin sabit tutulup kalan ağırlıkların hesaplanması,
üçüncü nokta ise hesaplanmış olan ağırlıklar kümesinde K-means algoritması ile öbekleme
(gruplama) yaparak ağırlık setlerinin bulunmasını içermektedir. Yapılan uygulamalar, video
sıkıştırmada çoklu hareket vektörlerinin kullanımının video görüntü kalitesinde artış
gösterdiğini ortaya koymuştur.

Abstract:
With the recent advancements and changes in technology, the demand for different
standards and algorithms in video compression has increased. Therefore, the primary
purpose of using multiple motion vectors in video compression is to generate the block that
is most similar to the original block during the motion estimation process between frames.
Although the method used requires additional complexity (computation) to calculate the
weights of multiple reference blocks on the encoder side and extra bits to transmit the motion
vectors, using multiple reference blocks, particularly in complex and detailed scenes, can
provide more accurate motion predictions, reduce motion blur, and enable the acquisition of
clear and high quality images.
In the doctoral thesis, various tests were conducted to calculate the weights of
multiple motion vectors using the least squares method. These tests are summarized in three
points; the first point involves calculating each weight using the least squares method, the
second point involves keeping one weight constant and calculating the remaining weights,
and the third point involves clustering the calculated weights using the K-means algorithm
to find sets of weights. Through the applied tests and evaluations, it has been observed that
the use of multiple motion vectors in video compression leads to an improvement in video
image quality.