ارائه روش جدیدی برای رفع در هم تنیدگی در تصاویر ویدئویی با استفاده از همبستگی های زمانی و مکانی

از آغاز تولید تلویزیون های خانگی و ارسال همه پخشی قاب های ویدئو، مسئله ی کاهش حجم داده های ویدئویی و کاهش پهنای باند مورد نیاز برای انتقال این داده ها، در حین حفظ کیفیت تصاویر و سرعت کافی برای نوسازی تصاویر بر روی صفحه ی نمایشگر، مطرح بوده است. بدین منظور تکنیک نمونه برداری درهم تنیده بوجود آمد. در سیستم های تصویری دیجیتال با دقت بالا، دنباله فریم ها به طریقی است، که از فریم اول فقط خطوط فرد و از فریم بعدی فقط خطوط زوج ارسال می شود. به همین ترتیب در فریم های متوالی فرد و زوج، خطوط هر تصویر به صورت یک در میان حذف می شود که به این کار درهم تنیدگی می گویند. از طرفی این روش نمونه برداری، پاسخگوی کیفیت مطلوب تصاویر در تکنولوژی روز دنیا، نمی باشد. بنابراین نیاز به استفاده از روش هایی برای بازسازی تصاویر اصلی از روی نمونه های درهم تنیده بوجود آمد که به این عمل، رفع درهم تنیدگی گفته می شود. مسئله ی رفع درهم تنیدگی، که همانا جبران خطوط غایب در هر فریم باشد، کلید اصلی بسیاری از مسائل پردازش تصاویر ویدئویی دیجیتال می باشد. بسیاری از روش های به کار رفته در این زمینه، سعی دارند برای حذف آثار ناشی از درهم تنیدگی، از اطلاعات موجود در حوزه ی زمان و مکان و بعضاً از الگوریتم های جبران سازی حرکت استفاده کنند. به دلیل هزینه ی سنگین محاسباتی این دسته از الگوریتم ها و همچنین پیچیدگی بیش از حد آنها، بسیاری از روش ها از به کارگیری جبران سازی حرکت امتناع کرده اند. مسئله ی رفع درهم تنیدگی برای دنباله ی تصاویر ثابت، به راحتی امکان پذیر است، اما وجود حرکت در دنباله های ویدئویی و تغییرات روشنایی صحنه های ویدئو، آثار بصری آزار دهنده ای را در تصاویر بازسازی شده، ایجاد می کند و پیچیدگی بیشتری را به روش های مختلف، تحمیل می کند. از طرفی، کاربرد بلادرنگ مسئله رفع درهم تنیدگی در پخش تلویزیون، اهمیت کاهش پیچیدگی و صرفه جویی در زمان اجرا را بیشتر می سازد. از این رو چالش های زیادی در میان روش های مختلف وجود دارد. بنابراین مسئله اصلی در روش های ارائه شده، رفع آثار آزاردهنده ی ناشی از درهم تنیدگی اطلاعات، در حین حفظ سادگی و عدم افزایش بیش از حد زمان پردازش تصاویر می باشد. در این پایان نامه، سه روش پیشنهادی مبتنی بر حرکت ارائه شده است. به این معنا که در هر سه روش، سعی شده است که با درنظر گرفتن وضعیت حرکتی هر پیکسل، مناسب ترین راهکار برای بازسازی پیکسل های محذوف، انتخاب شود. نتایج شبیه سازی ها و مقایسه ی روش های پیشنهادی با سایر روش های مشابه، نشان می دهد که روش های پیشنهادی توانسته اند، هم از نظر معیار کمی psnr و هم از نظر معیار کیفی شهودی، به نتایج قابل قبولی دست یابند.