GEÇMELİ TARAMADAN PROGRESİF TARAMAYA GEÇİŞ ALGORİTMALARI ve VİDEO KALİTESİNE ETKİLERİ

Transkript

1 YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ EN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ GEÇMELİ TARAMADAN PROGRESİ TARAMAYA GEÇİŞ ALGORİTMALARI ve VİDEO KALİTESİNE ETKİLERİ Elektonik ve Hab. Müh. Eba KURT BE Elektonik ve Habeleşme Anabilim Dalı Elektonik Pogamında Hazılanan YÜKSEK LİSANS TEZİ Tez Danışmanı : Doç. D. Heman SEDE (YTÜ) İSTANBUL, 2006

2 YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ EN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ GEÇMELİ TARAMADAN PROGRESİ TARAMAYA GEÇİŞ ALGORİTMALARI ve VİDEO KALİTESİNE ETKİLERİ Elektonik ve Hab. Müh. Eba KURT BE Elektonik ve Habeleşme Anabilim Dalı Elektonik Pogamında Hazılanan YÜKSEK LİSANS TEZİ Tez Danışmanı : Doç. D. Heman SEDE (YTÜ) İSTANBUL, 2006

3 İÇİNDEKİLER Sayfa SİMGE LİSTESİ... i KISALTMA LİSTESİ... ii ŞEKİL LİSTESİ... iii ÇİZELGE LİSTESİ... v ÖNSÖZ... vi ÖZET... vii ABSTRACT... viii 1. GİRİŞ TELEVİZYON TEKNİĞİNE GİRİŞ Televizyonda Işık ve Renk Göüntünün Elektiksel İşaete Dönüştüülmesi Geçmeli Taama Sıalı Taama GEÇMELİ TARAMADAN SIRALI TARAMAYA GEÇİŞ GT-ST Geçişin Tanımı ve İhtiyaç Duyulmasının Sebeplei GT-ST Geçişte Kaşılaşılan Poblemle GT-ST Geçişin Resim Kalitesine Etkilei GT-ST GEÇİŞ YÖNTEMLERİ Doğusal Yöntemle Satı Tekaı Yöntemi Satı Otalama Yöntemi Alan Tekaı Yöntemi Alan Otalama Yöntemi DZ ilteleme Yöntemi Doğusal Olmayan Yöntemle DZ Medyan ilteleme Yöntemi Kena Bağımlı Medyan ilteleme Yöntemi Ağılıklı Medyan ilteleme Yöntemi Kama Yöntemle Haeket Uyalamalı Yöntemle Haeket Kompanzasyonlu Yöntemle HAREKET UYARLAMALI GT-ST GEÇİŞ Video işaetleinde Haeketin Algılanması Haeket Uyalamalı GT-ST Geçiş... 55

4 6. DENEYLER ve SONUÇLARI Deney Aşamalaı Deney Sonuçlaı ve Değelendimele SONUÇLAR KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ... 71

5 i SİMGE LİSTESİ B C av i f k (, n) Işık şiddeti yoğunluğu Tüp faktöü DZ filtelede otalama esim Oijinal giiş esmi Kıpışmanın algılanabildiği en düşük fekans, eşik fekansı mot Haeketli esim için çıkış (, n) Oijinalden yöntemle yadımıyla elde edilen çıkış esmi o f s o st f u f y y f z Uzaysal ya da zamansal önekleme fekansı Uzaysal fekans Duağan esim için çıkış Ayık-Uzaysal fekans Dikey fekans Süekli-Dikey fekans Ayık-Zamansal fekans h ( k, m) GT-ST geçiş yöntemine ait 2-boyutlu impuls yanıtı jw ( ) H Ayık-Dikey fekans yanıtı y e H y ( jω) Süekli-Dikey fekans yanıtı k m P t X o Dikey elemanla Zamansal elemanla Hata hesabında alınan öneklei baındıan pencee Medyan filtenin nokta sayısı ve y elemanlaından oluşan uzaysal pozisyon Uzaysal peiyot

6 ii KISALTMA LİSTESİ AVI Audio Video Inteleaved AMOLED Amophous Oganic Light Emitting Diode CRT Cathode Ray Tube DLP Digital Light Pocessing DMD Digital Micomioed Device DVD Digital Vesatile Disc DZ Dikey-Zamansal IR inite Impulse Response MH IR Median Hybid HDTV High Definition Television GT-ST Geçmeli Taamadan Sıalı Taamaya KOH Kaesel Otalama Hata LCD Liquid Cystal Display LCOS Liquid Cystal On Silicon NTSC National Television Systems Commitee SECAM Sequentiel Coulou A Mémoie TT Thin ilm Tansisto

7 ŞEKİL LİSTESİ iii Şekil 1.1 Televizyon yayın sisteminin genel yapısı... 1 Şekil 2.1 Bi katot ışını tüpünün iç yapısı ve ışın demetinin haeketi... 6 Şekil 2.2 Bi plazma panelin iç yapısı... 7 Şekil 2.3 Bi TT LCD nin piksel yapısı... 8 Şekil 2.4 DLP sisteminde esim oluştuulması... 9 Şekil 2.5 Bi LCOS göüntü cihazının genel göünümü Şekil 2.6 Taama yöntemlei Şekil 3.1 Haeketli ve haeketsiz geçmeli video işaetinin spektumu Şekil 3.2 Geçmeli video işaetinin GT-ST geçişi öncesi ve sonası spektumu 23 Şekil 4.1 Biinci deeceden satı otalayan filtenin şablonu Şekil 4.2 Satı tekaına ilişkin dikey fekans yanıtı Şekil 4.3 Yüksek dikey fekansla içeen bi dugun esim ve incelenecek olan yüksek fekanslı kısmı Şekil 4.4 Yatay bust içeen işaetin satı tekaı ile GT-ST geçişi Şekil 4.5 Satı otalama filtesinin impuls yanıtı Şekil 4.6 Satı otalama filtesinin süekli-fekans yanıtı Şekil 4.7 Uzaysal ve zamansal filtelein yanıtlaı Şekil 4.8 Yatay bust içeen dugun esme satı otalama uygulandıktan sona elde edilen esim Şekil 4.9 Alan tekaında yatay haeketten kaynaklanan taak etkisi Şekil 4.10 Taak etkisinin geçek esimde oluştuduğu hata Şekil 4.11 Tümü yatay doğultuda haeket eden bi sahnede alan otalama ile oluşan bulanıklaşma ve hayalet etkisi Şekil 4.12 Geçmeli taamadan önce videonun bandını sınılamak için geeken filtenin fekans kaakteistiği Şekil 4.13 Bi DZ filte şablonu Şekil 4.14 Veilen DZ filtenin dikey fekans yanıtı Şekil 4.15 Üç noktalı medyan filteleme için kullanılan pikselle Şekil 4.16 Tek(dikey) doğultulu MH ve medyan ağaç filte Şekil 4.17 Kena bağımlı dönüşüm için kullanılan pikselle Şekil 5.1 Bi haeket algılayıcının genel yapısı Şekil alanlı haeket algılama Şekil alanlı haeket algılama Şekil alanlı haeket algılama Şekil alanlı haeket algılama Şekil 5.6 Yatay haeket için seçilmiş olan test dizisi için beş alanlı algılayıcıdan elde edilen çıkış Şekil 6.1 Test dizileinden çeçevele Şekil 6.2 Yöntemleden elde edilen hata değeleinin dugun ve haeketli dizilee göe otalama değeleini içeen KOH gafiği Şekil 6.3 ST ve DZ filtenin dikey çözünülüğe etkisi Şekil 6.4 Satı otalama ile elde edilen çıkışta, çözünülüğün azalmasından dolayı kenalaın devamlılığının bozulması Şekil 6.5 DZ filtelein dikey kenalada oluştuduklaı yan etkile Şekil 6.6 DZ iltenin sebep olduğu dikey keskinlikteki azalma Şekil 6.7 Yöntemlein dugun dizide sebep olduklaı kaesel otalama hata gafiği Şekil 6.8 Yöntemlein yatay haeket içeen dizide sebep olduklaı kaesel otalama hata gafiği... 64

8 Şekil 6.9 Şekil 6.10 Şekil 6.11 iv Yöntemlein dikey haeket içeen dizide sebep olduklaı kaesel otalama hata gafiği Yöntemlein yakınlaştıma içeen dizide sebep olduklaı kaesel otalama hata gafiği Yöntemlein kama haeket içeen dizide sebep olduklaı kaesel otalama hata gafiği... 65

9 ÇİZELGE LİSTESİ v Çizelge 2.1 aklı ekan tipleinin kaşılaştıılması Çizelge 3.1 Sıalı taamaya sahip TV standatlaı Çizelge 4.1 Test esminden elde sonuçlaa ait KOH değelei Çizelge 6.1 GT-ST Geçiş yöntemleinin kaşılaştıılması... 66

10 vi Tüm öğenim hayatım boyunca bana destek veen ve bu günlee ulaşacak gücü aşılayan aileme sonsuz saygı ve şükanlaımı sunaım. Doç. D. Heman SEDE e, vemiş olduğu akademik destekten dolayı teşekkü ede, saygıla sunaım. Eba KURT İstanbul

11 ÖZET vii Televizyon sistemleinde geçmeli taama, video işaetleinin bant genişliğini azaltmak için kullanılmaktadı. Ancak yüksek çözünülüğe sahip, daha palak televizyon ekanlaında (Plazma, LCD, DLP vb.) geçmeli yayınlaın gösteilmesi, beligin seviyede kıpışma ve cisimlein kenalaında tıtıklanmaya sebep olu. Bu poblemin önüne geçmek için geçmeli taamadan pogesif (sıalı) taamaya geçiş (GT-ST geçiş) işleminin yapılması geeki. Bu çalışmada da, şimdiye kada öne süülmüş olan GT-ST geçiş yöntemlei incelenmişti. Biinci bölümde, televizyonun ilk yayına başladığı 1937 yılından günümüze televizyon sistemleinin taihçesi ele alınmış, günümüzde yaşanan teknolojik değişiklik ve TV sistemleinin gelecekteki yapısı konu edilmişti. İkinci bölümde, tezin anlaşılması için geeken televizyon tekniği temellei genel olaak anlatılmıştı. Tüplü televizyonladan yeni teknoloji düz ekanlaa ve pojeksiyonlaa ışık ve enk konusu incelenmiş, video işaetleinin elektiğe dönüştüülmesi ve taama tiplei anlatılmıştı. Üçüncü bölümde, GT-ST geçişin tanımı yapılmış ve bu işleme ihtiyaç duyulmasının sebeplei inceleneek maddele halinde veilmişti. GT-ST geçişin faydalaı, geçiş esnasında kaşılaşılan poblemle ve yapılan işlemin video kalitesine etkilei ayıntılı olaak incelenmişti. Dödüncü ve beşinci bölümde, kullanımı yaygın olan on GT-ST geçiş yönteminin temel pensiplei açıklanmış ve matematiksel olaak modellenmişti. He bi yöntemin avantaj ve dezavantajlaı belitilmiş, yapılacak kaşılaştıma için geekli altyapının oluşması sağlanmıştı. Altıncı bölümde, tanıtılmış olan yöntemlein MATLAB pogamında yazılmış fonksiyonla yadımıyla geçekleştiilen simülasyonlaı, elde edilen sonuçlaın değelendimesi ve gafiksel olaak kaşılaştımalaı veilmişti. Sonuç bölümünde, simülasyonladan elde edilen sonuçla veilmiş ve hata değelei yadımıyla yöntemle aasında bi kaşılaştıma yapılmıştı.

12 ABSTRACT viii Intelacing has been intoduced in video signals to educe signal bandwidth. A majo dawback of the intelaced scanning fomat on cuent bight high-esolution displays (PDP, LCD, DLP i.e.) is the line flicke and seation. Seveal deintelacing algoithms have been poposed to educe these atifacts. In this pape, some of these algoithms ae analyzed. In the fist section, a histoical oveview of television systems has been told. Afte that, the technological changes and the futue of television systems have been discussed. In the second section, the basics of television technology have been eplained. Luminance and colo on diffeent displays, convesions of video to electical signals and the scanning schemes have been told. In the thid section, the definition of deintelacing and the easons behind this opeation have been investigated. Benefits, side effects and the poblems that occu duing deintelacing have been eplained and its effects to video quality have been discussed in detail. In the fouth and fifth sections, the basic theoies and mathematical fomulations of deintelacing methods, which ae commonly used, have been eplained. The advantages and disadvantages of methods have been pointed out sepaately. Thus a common undestanding has been povided fo compaison. In the sith section, the simulations of discussed algoithms in MATLAB, the analyzes of these simulations and gaphical compaisons have been given. The esults of simulations have been discussed both fo mathematical and visual aspects. In the last section, a compaison between algoithms has been done elying on simulation esults.

13 BÖLÜM 1 GİRİŞ On dokuzuncu yüzyılda telefon ve telgafın bulunması ile sesin uzak noktalaa taşınması sağlanmıştı. Bundan sona göüntünün de elektiksel yolla taşınması üzeinde çalışmala başlamıştı. Göüntü iletim sisteminin bi elemanı olan televizyonun temeli, Paul Nipkow un 15 Ocak 1884 te Almanya da patentini aldığı Elektikli Teleskop ile atılmıştı denilebili (Mogül, 2002). Bugünkü elektonik televizyonun temeli ise 1923 te Vladimi Rosma Zwoykin taafından ikonoskop adı veilen kamea tüpünün geliştiilmesi ile atılmıştı. Tüpün tanıtımı 1929, ilk üetimi ise 1933 yılında yapılmıştı. Bu tüp kullanılaak göüntülenebilecek, tamamen taama pensibine dayalı ilk geçek TV yayını 1937 yılında İngiltee, ansa ve Almanya; 1941 yılında ise ABD de başlamıştı. Televizyon sisteminin genel yapısı Şekil-1.1 de veilmişti. Sistemin ilk adımı, göüntünün elektiksel işaetlee dönüştüülmesidi ve bu işlem kameala taafından geçekleştiili. Kameala, objektifleine yansıyan sahnelein ışık değeleindeki değişmelee kaşılık düşen elektik akım ya da geilimindeki değişmelei algılala ve bu işaetle video işaetini oluştuu. Şekil 1.1 Televizyon yayın sisteminin genel yapısı Video işaetlei veicile taafından modüle edileek iletim otamına, yani havaya yayılıla. Havadaki elektiksel işaetle TV alıcılaında antenle yadımıyla algılanı ve demodüle edileek TV ekanında göüntülenebili hale getiilile. Göüntü işaetlei, televizyon içinde işleneek taama yöntemiyle ekanda ışığa dönüştüülüle. Yukaıda anlatıldığı gibi, TV iletim sistemi tek hat üzeinden sei iletişime dayanı. Bunun nedeni, iletim bandını veimli kullanmak ve alıcı-veici donanımlaın yapılaını basit tutmaktı. Ancak tek hat üzeinden elde edilen elektik akım veya geilimindeki değişmelele

14 2 sadece tek boyutlu bilgile temsil edilebili. Bu nedenle, iki boyutlu olan video işaetleinin tek boyutlu elektiksel işaetlee dönüştüülmesi geeki. Bu amaçla, ekanda oluştuulması istenen ya da elektiğe dönüştüülmek istenen esim satılaa ayılı ve sol üst köşeden başlayaak bu satıladaki ışık seviyesi değişimlei ölçülü, bu işlem taama olaak adlandıılı. Böylece, 2-boyutlu esim bi ip gibi okunaak tek boyutlu hale geli. Resmin teka elde edilmesinde satı ve sahnelein senkonunu sağlamak için he satı ve he sahne bittiğinde siyah seviyesinin altında belli uzunlukta senkon işaetlei taanmış işaete ekleni. Resmin tek boyutlu hale getiilmesi esnasında en önemli husus, esmin teka elde edilmesi sıasında gözle göülü bi hata oluşmasını engellemekti. Bu noktada gözün ne kada hızlı değişmelei algılayabildiğinin belilenmesi geeki. Nitekim ekanın taama hızını belileyecek ana husus izleyicinin gözünün algı yeteneğidi. Peiyodik olaak değişen ışık şiddeti, göz taafından belli bi fekansa kada algılanabili. Eşiğin üzeindeki fekanslada ışık şiddeti sabit gibi göülü. Bu eşik fekans (f k ), tüpün kalıcılığına, ekandaki esmin engine, ışık şiddetinin değişim hızına, aydınlık alanın boyutuna ve otamın aydınlık seviyesine göe değişim göstei. Buadan anlaşılmaktadı ki; izleyicinin taamadan kaynaklanan kıpışmayı algılamasını önlemek için belli bi standat dikey taama fekansı belilenmelidi. Deneyle, 50Hz lik dikey taama fekansının gözün, ekanda izlenebilen esimlein genelini duağan algılaması için yeteli olduğunu göstemişti. Yani izleyicinin esmi duağan algılaması için esim teka hızının saniyede 50 çeçeve olması geekmektedi. Ancak dikey taama için belilenen bu fekans, 1940 lı yıllada televizyon yayınlaında kullanılabilecek kada düşük değildi. Ayıca dikey taama fekansının yüksek olması, video işaetinin iletim bandının da geniş olmasını geektiiyodu. Bu sebepleden dolayı, istenilen taama oanında (scan ate) sıalı (pogesif) taama yapmak mümkün değildi. Göüntülein videoya dönüştüülmesini kolaylaştımak, yayınlaın iletim bandını ve tüplein taama fekansını düşük tutmak için faklı bi yöntemin kullanılması geekiyodu. Bu koşulla ilk TV standatlaının geçmeli (intelaced) taama esası üzeine kuulmasına sebep olmuş ve geçmeli taama televizyon yayınlaında uzun yılla tek standat olaak kullanılmıştı. Geçmeli taamada, aynı esmin tek ve çift satılaı ayı peiyotlada taanı. Tek ve çift satılaı içeen bu peiyotlaa alan adı veili. Bu alanlaın bi aaya gelmesiyle oluşan esme ise çeçeve adı veili. Geçmeli yayın sisteminde sahnele kameala taafından geçmeli olaak taanı. Yani saniyede 50 alan, 25 çeçeve kaydedele. Geçmeli taama ile 25 çeçeve/saniye

15 3 olaak iletilmiş ya da kaydedilmiş bi esim, sanki 50 çeçeve/saniye gibi 50Hz olaak taanı. Geçmeli taama sayesinde hem işaetin iletim bandı yaıya indiili, hem de izleyicinin kıpışmadan (flickeing) ahatsız olması engelleni. Nitekim, dikey taama fekansı için 25Hz düşük bi değedi ve izleyicinin ekanda kıpışma algılamasına neden olu. Aşağıda sıalı ve geçmeli taamanın bi kaşılaştıılması veilmişti: 1. Sıalı taamada, esim çeçevele halinde; geçmeli taamada ise alanla halinde iletili. Bu nedenle, sıalı taamadan elde edilen bi peiyotluk video işaeti, geçmeli taama ile elde edilen işaetin iki katı bilgi içei. Bunun bi sonucu olaak da işaetin bant genişliği iki kattı. 2. Geçmeli taama, esmi alanla halinde oluştuduğu için dugun esimlein yatay ayıntılaının bulunduğu satıla dikey taama fekansının yaısı fekansta kıpışı. Bu kıpışma, 50Hz bi taama için 25Hz fekansında olacağından göz taafından kolaylıkla fak edili. Diğe taaftan böyle bi duum sıalı taamada oluşmaz. 3. Bi alan, yatay haeket eden cismin sadece tek ya da çift satılaını içediğinden ad ada iki alan aasında fak olu ve bazı duumlada bu duum göz taafından algılanı. Sıalı taamada esim çeçeve çeçeve taandığından esimdeki yatay haeket cisimlein kenalaında tıtık oluşmasına sebep olmaz. Dikey haeketlede de benze bi duum yaşanı. Geçmeli taamada dikey haeket eden cisme ait satıla üst üste ötüşü ve gölgelenmeye sebep olu. Sıalı taamada bu duum gözlenmez. 4. Geçmeli taamanın en veimli sonuç vediği esimle ota hızda haeket içeenledi. Hem dugun esimlede hem de çok haeketli esimlede gözle göülü hatala oluşabilmektedi. Ancak sıalı taama, dikey taama fekansının ve çözünülüğün imkan vediği tüm esimlede hatasız sonuç vemektedi. Yukaıda belitildiği gibi, sıalı taama he yönden geçmeli taamaya üstünlük sağlamaktadı. Televizyon taihinin geçmeli taama ile başlamasının sebebi ise dönemin teknolojik açıdan sıalı taamaya imkan vememesidi. Teknolojinin ilelemesi ile bu duum değişmişti. Televizyon alanında yapılan bazı yenilikle, sıalı taama yeine geçmeli taamanın tecih edilmesine neden olan engellei otadan kaldımış, tüm zincileiyle sıalı taama esasına göe çalışan bi TV sisteminin geçeklenebilmesine imkan sağlamıştı. Bu yenilikle; katot ışını tüpünün altenatifleinin kullanıcıya sunulması, sayısal yayın teknikleinin kullanımına başlanması ve sıkıştıma yöntemlei saye-

16 4 sinde televizyon yayınlaının yüksek çözünülük ve taama oanlaında yapılabilmesi olaak sayılabili. TV taihinin başından günümüze kada yegane göüntü elemanı olan katot ışını tüpleine altenatif yeni çözümle otaya çıkmıştı. Bu çözümlein en önemli özelliği, daha önce ışın tüpleiyle elde edilemeyen çözünülük ve taama oanlaında esim elde etmenin mümkün olmasıdı. Önek vemek geekise 2005 yılı itibaiyle bi LCD televizyon , bi plazma televizyon ise çözünülükte 60Hz sıalı taama ile sahnelei oynatabilmektedi. Bu özellikle, daha önce geçmeli taamanın tecih edilmesine sebep olan düşük taama oanında kıpışma oluşması poblemini otadan kaldımaktadı. Çünkü bu göüntü elemanlaı zaten sıalı taama ile çalışmaktadı. Geçmeli taamanın tecih edilmesinin bi diğe sebebi ise video bandının daha veimli kullanılmasının amaçlanmasıydı. Günümüzde sayısal yayın sistemlei, hem yüksek çözünülükte hem de yüksek taama oanında yayın yapabilmeyi mümkün kılmaktadı. Sayısal sıkıştıma yöntemlei sayesinde iletim bandının veimli kullanılması sağlanmaktadı. Bu gelişmelein adından geçmeli yeine sıalı taamaya sahip yayın yapmak mümkün olmaktadı. Diğe yandan belitilen altenatif göüntü elemanlaının geçmeli taama ile kullanılması, kalıcılıklaı düşük olduğu için, mümkün değildi. Çünkü, tasaım amaçlaı daha yüksek çözünülükte ve taama oanında esim elde edilebilmesi olduğundan piksellein ışık hafızalaının olabildiğince düşük olması geekmektedi. Bu sebeple de kalıcılıklaı oldukça azdı. Bi LCD panelde gi-gi geçişinin süesi 6ms ye kada kısaltılabilmişti. Bütün bu gelişmele, dünyayı televizyon yayınında ve sistemleinde köklü bi değişikliğe süüklemişti. Hem daha kaliteli yayın yapabilmek hem de yeni teknoloji göüntü elemanlaını desteklemek amacıyla yayın sistemleinin taama yöntemlei ve çözünülüklei değiştiilmişti. Bu amaçla belilenen yeni sistemin adı HDTV olaak konulmuş ve yayına başlamıştı. HDTV nin çoğu yayın fomatı sıalı taamaya sahipti ve en düşük çözünülüğü di. Tıpkı siyah-beyaz televizyondan enkli televizyona geçişte olduğu gibi, geçmeli yayın sisteminden sıalı yayın sistemine geçişte de bi önceki sistemin desteklenmesi geekmektedi. Bu duumda, sıalı taama ile çalışan bi televizyonda geçmeli sistemden alınan video işaetleinin oynatılabilmesi geekmektedi. O zaman sıalı yayın sistemini destekleyen he cihaz, geçmeli taamaya sahip videolaı oynatabilmek için geçmeli-sıalı dönüşümünü geçekleştiebilmelidi. Bu işlem GT-ST geçiş (geçmeli taamadan sıalı taamaya geçiş) olaak adlandıılı.

17 5 Ayıca sadece televizyonlada değil, kişisel bilgisayalada ya da pojeksiyon cihazlaında video izlenmesi duumunda da geçmeliden sıalı taamaya geçiş işlemi yapılmalıdı. Bundan başka, bazı tıbbi göüntüleme uygulamalaında ve güvenlik kayıtlaının çeçeve çeçeve incelenmesi geektiğinde de bu işleme ihtiyaç duyulu. Bölüm 2 de bu nedenle ayıntılı olaak incelenmişti. Bu sebepleden dolayı, geçmeli-sıalı taama dönüşümü önemli bi ihtiyaç halini almıştı. Bu tez çalışması ile, geçmeli-sıalı taama dönüşüm yöntemleinin tanıtılması, yöntemlein uygulamalaı yapılaak video işaeti üzeindeki etkileinin incelenmesi ve bi kaşılaştıma yapılabilmesi amaçlamaktadı. Tezin ikinci bölümünde, konunun anlaşılması için geekli olan seviyede televizyon tekniği hakkında bilgi veilmişti. Öncelikle göüntü elemanlaında elektiğin ışığa çevilmesi, adından da taama ile esmin elde edilmesi üzeinde duulmuştu. Okuyucunun genel bi bakış açısına sahip olmasını sağlamak amacıyla piyasada yaygın kullanıma sahip göüntü elemanlaının bibileiyle kaşılaştıılması da yapılmıştı. Üçüncü bölümde, GT-ST geçiş işleminin temel tanımı yapılmış, uzay, zaman ve fekans domenleindeki etkilei incelenmişti. Bu işleme ihtiyaç duyulmasının sebeplei incelenmiş, yöntemin uygulanmasında kaşılaşılan poblemlee değinilmişti. Son olaak da bu işlemin video kalitesine olan etkilei incelenmişti. Dödüncü bölümde, GT-ST geçiş için kullanılan yöntemle esim içi ve esimle aası olaak iki ayı başlık altında incelenmişti. Yöntemlein incelenmesine genel çalışma mantığının anlatılmasıyla başlanmış, geek ayık geekse süekli domende fekans analizleinin yapılmasıyla çalışma mantığının açıklanmasına çalışılmıştı. Çalışma mantığı anlatılan yöntemin avantajlaı ve dezavantajlaı üzeinde duulmuştu. Mümkün olan duumlada yöntem bi test esmine uygulanaak dezavantajlaın gösel hale getiilmesine gayet edilmişti. Beşinci bölümde, GT-ST geçiş yöntemleinin en çok tecih edileni olan haeket uyalamalı yöntemin ayıntılı incelemesi veilmişti. Altıncı bölümde, veilmiş olan yöntemlein test işaetlei kullanılaak yapılan deneylede vediklei sonuçla incelenmiş ve bi kaşılaştıma yapılmıştı. Sonuç bölümü, çalışmanın amacını ve elde edilen sonuçlaın değelendimeleini içemektedi.

18 BÖLÜM 2 TELEVİZYON TEKNİĞİNE GİRİŞ Bu bölümde, tezin konusunun anlaşılması için geeken temel bilgile işlenecekti. Bu bilgile şu şekilde sıalanabili : Televizyonda ışık ve enk, göüntünün elektiksel işaete dönüştüülmesi ve taama. 2.1 Televizyonda Işık ve Renk İnsan gözünün algılayabildiği dalga boylaı 380nm ile 780nm aasındadı ve 550nm civaındaki dalga boylaı için hassasiyet en üst değee ulaşı. Bu dalga boyu saımtıak yeşile aitti ve göz taafından aynı şiddet için daha palak algılanı (Mogül, 2002). Tüplü (CRT) televizyonlada ışık, vakum tüpünün (elekton tabancası) içindeki katodun ısınmasıyla açığa çıkan yüksek hızlı katot ışınlaının flüoesan ekana çapıp, ışımasıyla oluşu. lüoesan ekana çapan elektonlaın yoğunluğu, oluşan ışığın palaklığını belile. Bi katot ışını tüpünün yapısı ve elekton demetinin tüpün içindeki haeketi Şekil 2.1 de veilmişti. Şekil 2.1 Bi katot ışını tüpünün iç yapısı ve ışın demetinin haeketi (Wikipedia, The ee Encyclopedia) Renkli tüplü televizyonlada, yukaıda bahsi geçen sistemden üç adet bulunmakta ve he bi elekton tabancası kımızı, yeşil ve mavi enklei oluştumak üzee konumlandıılmaktadı. Şöyle ki; flüoesan ekanda he piksel üç ayı enkte ışıma yapacak fosfo malzemelele

19 7 kaplanmış alt piksellee bölünmüştü. He tabanca, üeteceği enge ait olan alt piksele elekton göndei. lüoesan ekan önündeki maske yadımıyla da bu üç alt engi oluştuacak elektonlaın yanlış yönlenmesi engelleni (Wikipedia, The ee Encyclopedia İntenet Sitesi). Plazma televizyonlada ışığın oluşması, panel içindeki ak deşajına dayanı. Bi plazma panel, içi aşıı iyonize halde gazla dolu iki cam yüzeyin aasına yatay ve düşey olaak döşenmiş elektotladan oluşu. Bi plazma panelin iç yapısı Şekil 2.2 de veilmişti. Şekil 2.2 Bi plazma panelin iç yapısı (Plasma TV Science.og İntenet Sitesi) Elektotlaın aalaında belili bi seviyenin üstünde potansiyel oluştuulduğunda, kesişme noktalaında hücenin içindeki gazın üzeinden bi elektik akımı oluşu. Akımın yaattığı paçacıklaın çapmasıyla gaz atomlaı moötesi fotonla saçala. Gazın içinde saçılan fotonla, ön yüzeyde bulunan hücelein iç taafındaki kımızı, mavi ve yeşil alt piksellee çapaak bualaa kaplanmış olan fosfoun ışımasına neden olula. İki elektot aasında oluşan akımın seviyesi, saçılan foton sayısını ve dolaylı olaak palaklık seviyesini belilemektedi. Sıvı kistal ekanlada (LCD) ışık bi sabit ışık kaynağından sağlanmaktadı. Panelin en alt katmanında bulunan soğuk katot flüoesan lambala (Cold Cathode luoesant Lamp), ekandaki esimden bağımsız olaak süekli yana ve panelin ön yüzüne ışık sağla. Şekil 2.3 te bi TT LCD nin yapısı veilmişti. Ekanda gösteilen ışığın seviyesi, lambalaın hemen önünde bulunan sıvı kistal katmanın geçigenliğinin ayalanmasıyla belileni. Kutuplama yüzeyleinin aasında bulunan sıvı kistalin kutuplama seviyesi, katmanın geçigenliğini belile. LCD TVlede bu seviye,

20 8 ince film tansisto (Thin film Tansistö) olaak adlandıılan kontol elemanlaının piksellein içinde bulunan alt piksellein kutuplama seviyesini, kapı geilimleine bağlı olaak ayalamasıyla kontol edili. Şekil 2.3 Bi TT LCD nin piksel yapısı (Samsung Electonics Resmi İntenet Sitesi) Lambaladan gelen beyaz ışığın palaklığı, he alt pikselde ayı ayı belileni ve ışık kımızı, yeşil ve mavi enklei geçien filtelee sahip alt piksellee ulaşı. Işık, bu alt piksellede süzülü ve panelin dışına çıka. Başka bi teknoloji olan ve pojeksiyon televizyonlada kullanılan DLP (Digital Light Pocessing) sistemlei, bi ışık kaynağından gelen ışınlaın miko ayna olaak adlandıılan ve bi işlemci taafından açılaı kontol edilen aynala yadımıyla ekanda göüntü oluştuma temeline dayanı. Bi ak lambasından gelen ışık, enk tekeleğinden (colo wheel) geçiili ve o an ekanda taanacak olan ana enk elde edili. Tekelekten çıkan ışık, ekanın piksel sayısı kada miko ayna içeen DMD (Digital Micomioed Device) entegesinin aynalaına ulaşı. DMD, taanacak olan pikselin palaklığına göe aynanın doğultusunu ayala ve yansıyan ışık pojeksiyon ekanına ulaşı. Pikselin palaklığı maksimum ise ayna gelen ışığın tümünü ekana yansıtı; minimum ise gelen ışığın tümü ekana ulaşmayacak şekilde boşluğa yansıtılı.

21 9 Şekil 2.4 DLP sisteminde esim oluştuulması DLP televizyonlaın avantajlaı ve dezavantajlaı aşağıda veilmişti: Avantajlaı : 1. Renk deinliği ve kontast seviyelei mevcut LCD ekanladan daha iyidi. 2. Plazma ya da LCD deki gibi piksel bazlı bozulmala göülmez. 3. Piksellei bibiinden ayıan boşlukla (sceen doo effect), LCD ya da CRT pojeksiyonlaa göe çok daha az fak edili. 4. DLP televizyonla, plazma ve LCD ye göe büyük ekan tasalanmaya daha müsaitti. Aynı zamanda, DLP televizyonla LCD ya da CRT pojeksiyon televizyonlaa göe çok daha ince olabilmektedi. Şu anda 72 inç (183 cm) ekan boyutuna sahip 1080p çözünülüğünde DLP televizyonla piyasada bulunmaktadı. Bu genişlikte bi DLP televizyonun deinliği ise 54 cm di. Buna kaşılık, 480p çözünülüğünde 42 inç (106 cm) bi LCD Pojeksiyon TV de yaklaşık olaak aynı deinliğine sahipti. Bunlaa kaşılık Thomson şiketine ait bi ayna yöntemiyle 7 inçten (18 cm) daha ince olan HDTV le tasalamak mümkündü (DLPTV Review İntenet Sitesi). 5. Işık kaynağı olan ak lambası, değiştiilebili olduğundan üün ömü CRT ya da plazma televizyonlaa göe daha uzundu.

22 10 6. Işık kaynağı, LCD lee göe çok daha kolay değiştiilebili. Dezavantajlaı : 1. Ekanda göüntü oluştumak için sadece bi tane DMD kullanan televizyonlada, bazı izleyicile esimdeki enklein sıa sıa taanmasından kaynaklanan gökkuşağı etkisini (ainbow effect) göebilmektedi. Üç DMD li tasaımlada böyle bi etki oluşmaz. 2. Plazma ya da LCD televizyonla kada ince DLP TV tasalamak mümkün değildi. Ancak ağılık olaak benze değelee sahipti. 3. televizyonun içindeki ak lambasının ve DMD nin soğutulması için konulan fanlaın oluştuduğu ses ahatsız edici olabili. 4. Bi ak lambasının fiyatı 200$ ile 500$ aasında değişmektedi. DLP ile benze bi teknoloji olan LCOS (Liquid Cystal On Silicon) televizyonlada, ışık kaynağından gelen ışınla sabit bi ayna yadımıyla ekana yansıtılı. Piksellein palaklık seviyelei sabit aynanın üzeine kaplanmış vaziyette olan sıvı kistal katman yadımıyla belileni (Pojecto Pos İntenet Sitesi). Işık kaynağından gelen ışınla, önce bi dikoik ayna (sadece belli dalga boylaındaki ışığı yansıtan, gei kalanını geçien ayna) taafından saı ve mavi enklee ayılı. Buadan yansıtılan saı ışınla, başka bi dikoik ayna taafından kımızı ve yeşil enklee ayılı. Ana enkleine ayılan ışık bi dikoik pizmaya (sadece beli doğultudan gelen ışınlaı geçien, diğeleini yansıtan pizma) geli ve bileşi. Bileşen ışık ana lensten ekana yansıtılı. Bi LCOS göüntü cihazının genel göünümü Şekil 2.5 te veilmişti.

23 11 Şekil 2.5 Bi LCOS göüntü cihazının genel göünümü He dikoik aynadan yansıyan ışınla kaşılaındaki LCOS yüzeylece soğuulu ya da yansıtılı. Yani bi piksele ait palaklık, üç ana enge ayılmış ışınlaın yolu üzeinde bulunan LCOS yüzeylein sıvı kistal kutuplamalaı yadımıyla belileni. Sıvı kistalin kutuplanması için LCD le gibi ince film tansistola kullanılı. LCOS televizyonlaın avantajlaı (LCD, DLP and LCOS Pojectos İntenet Sitesi) : 1. Piksellei bibiinden ayıan boşlukla olmadığından DLP deki gibi maskelenme (sceen doo effect) göülmez. 2. DLP içindeki DMD çok keskin köşelee sahip aynaladan oluşu. LCOS yüzeyin oluştuduğu pikselle ise çok daha yumuşak köşelee sahipti. Aadaki bu fak, LCOS televizyonlaın göüntüsünün DLP lee göe çok daha doğal ve yumuşak olmasını sağla. 3. LCOS televizyonlada enkle aynı anda işlenip, ekana yansıtıldığından enk zenginliği ve doygunluğu açısından enklei sıa sıa işleyen DLP leden daha üstündü. 4. DLP televizyonlada enk tekeleği nedeniyle izleyicilein kaşılaştığı gökkuşağı etkisi, göz yogunluğu ya da baş ağısı gibi yan etkile, enk tekeleği bulunmayan LCOS televizyonlada göülmez.

24 Dezavantajlaı : LCOS teknolojisinin en önemli zayıflığı, kontasttı. 500:1 ile 800:1 aasında kontast değeleine sahip LCOS televizyonla, 3000:1 kontast değeleine sahip DLP televizyonla yanında zayıf kalmaktadı. Ancak bazı ek sistemle yadımıyla kontast oanı 15000:1 seviyeleine çıkaılabilmektedi. 2. Bi çok LCOS televizyonun lamba ömü 1000 ile 1500 saat aasındadı ve bu lambala DLP ya da LCD le için kullanılan lambaladan çok daha pahalıdı. Televizyon dünyasında piyasaya çıkması beklenen en yeni teknoloji oganik LED (OLED) ekanladı. Temel olaak, piksellei LED leden oluşan bi ekan olaak tanımlanabili. Oganik LED lede ışığın saçıldığı tabaka oganikti. Bu oganik tabaka polime olaak kullanıldığında bi ekanda ihtiyaç duyulan satı ve sütunlaı elde etmek mümkün olabilmektedi. Oganik LED lei nomalden ayıan en büyük özellik nokta değil dağılmış ışık kaynağı olmalaıdı. Bu nedenle piksel içindeki ışık dağılımı homojen olabilmektedi. Avantajlaı : 1. Ink-jet teknolojisi yadımıyla uygun olan he yüzeye basılabildikleinden OLED, LCD ve plazma teknolojisinden çok ucuzdu. 2. Renk, palaklık ve özellikle seyi açısı olaak LCD ye üstünlük sağlala. Çünkü OLED le ışığı kendilei üetile ve dolayısıyla enklei saftı. Aynı zamanda üettiklei palaklık doğudan izleyiciye ulaşı, bu nedenle de palaklık kaybı yoktu. Oluşan esim, LCD le gibi doğultusal olaak filtelenmediğinden seyi açısı daha genişti. Dezavantajlaı : 1. OLED lein kullanımına engel olaak aşılması geeken tek poblem, oganik malzemelein ömü olaak göülmektedi. Şu anda malzeme ömü 1000 saatti ve LCD ve plazmanın çok geisindedi. 2. Ekanın suya mauz kalması duumunda zaa gömesini engellemek için kouyucu tabaka ile kaplanması geeki. Bu duum da ekanın ömünün uzatılmasına bi engel teşkil etmektedi.

25 13 Yukaıda veilenle haicinde başka enkli ekan tiplei de bulunmaktadı. Ancak bu teknolojilein bi kısmı çok az tecih edildikleinden bi kısmı da henüz yeni teknoloji olduklaından buada onlaa ye veilmemişti. Mevcut ekan tipleinin belli kıstasla dahilinde kaşılaştıma tablosu Çizelge 2.1 de veilmişti. Palaklık, CRT Plazma LCD DLP LCOS cd/m , Seyi Açısı, deece Cevap Süesi, ms Kontast Oanı Renk Sayısı, milyon Piksel Sayısı, yatay dikey Güç Tüketimi, W Ekan Boyu, cm ~ ,000 1, Deinlik, cm Çalışma Sıcaklığı, deece 0~50 0~50 0~50 0~40 0~55 Çizelge 2.1 aklı ekan tipleinin kaşılaştıılması

26 Göüntünün Elektiksel İşaete Dönüştüülmesi ey-pote Kanunu ile belilenmişti. f k log B + C (2.1) = 10 Buada, B[cd/m] olaak ışık şiddeti yoğunluğunu (moden tüple için aasındadı); C ise aşağıdaki değişkenlee bağlı bi faktödü. 1. Tüpün kalıcılığı (pesistence). Kalıcılık attıkça, C düşe. 2. Tüpün engi. Beyaz enkte C en büyük değeini alı. 3. Işık şiddetinin değişim hızı. Hız azaldıkça C ata. 4. Aydınlık alanın genişliği. Geniş alanlada C ata. 5. Otamın aydınlık seviyesi. Kaanlık ve loş otamlada C ata. Buadan anlaşılmaktadı ki; izleyicinin taamadan kaynaklanan kıpışmayı algılamasını önlemek için belli bi standat dikey taama fekansı belilenmelidi. Deneyle, 50Hz lik dikey taama fekansının gözün, ekanda izlenebilen esimlein genelini duağan algılaması için yeteli olduğunu göstemişti. Video işaetlei temelde 2-boyutlu işaetledi. Göüntünün he zaman yatay ve dikey olaak iki doğultusu; genişlik ve yükseklik olaak iki boyutu vadı. Ancak televizyon sistemleinde göüntünün iki boyutlu olaak elektiksel işaetlee dönüştüülmesi hem daha kamaşık devele geektidiğinden, hem de iletim bandını genişleteceğinden tecih edilmemişti. Bunun yeine göüntünün taama işlemi yadımıyla tek boyutlu hale getiilmesi yöntemi uygulanmış ve televizyon taihi boyunca da kullanılmıştı. Böylelikle hem veici taafta yapının basit olması sağlanmış, hem de iletim için geeken bandın daha da olması sağlanmıştı. Göüntünün elektiksel işaete çevilmesi için ışık-geilim ya da ışık-akım dönüştüücülei kullanılmaktadı. Kamealaın objektifleinde bulunan dönüştüücüle, sahneden objektife düşen ışığı, satı satı taayaak tek boyutlu elektiksel işaetlee dönüştüüle. Sahneden gelen ışığın tek boyutlu hale getiilmesine taama deni. Geçmeli ve sıalı olmak üzee iki çeşit taama yöntemi vadı. Bu konu aşağıda anlatılmıştı. Kamealada taama işlemi yapılıken gözün televizyon ekanındaki esimlei algılama hızı göz önünde bulunduulmalıdı. Genel olaak insan gözünün ışığı algılama süesinin

27 15 100ms den az olduğu kabul edili. Televizyon sistemlei için taama süesi 20ms olaak belilenmişti. Taama süesinin daha uzun olması duumunda ekandaki göüntü göz taafından kıpışıyo gibi (flickeing) algılanı ve izleyiciyi ahatsız ede. Aynı zamanda taama peiyodu 16,66ms olan sistemle de mevcuttu. Televizyon ekanlaında seyedilen göüntünün geçek hayatta gözle göülen haeketlei en doğal şekilde yansıtabilmesi için bazı özel duumlaın göz adı edilmemesi geeki. Öneğin, ekanın sağından soluna hızla giden bi aacın ya da yukaıdan aşağıya düşen bi topun geçeğe en yakın şekilde gösteilebilmesi için bazı sınılaın belilenmesi geeki. Ekanın solundan sağına hızla haeket eden bi cismin üst kısmının ekanda taanmasından alt kısmının taanmasına kada geçen süe içeisinde cisim ekanda yatay olaak mesafe kat etmiş olacağından cismin şeklinde dikey bi bozulma oluşacaktı. Öneğin cisim kae ise taamadan sona üst köşesi solda olan bi paalel kena gibi göünecekti. Bunu engellemek için 5 saniyede ekanı yatay olaak kat eden bi cisimde oluşacak dikey bozulmanın ekan genişliğinin ını aşmaması geektiği kabul edilmiş ve bu kabul geeği dikey taama fekansının en az 32Hz olmasına kaa veilmişti (Mogül, 2002). Bununla beabe, insan gözünün dikey taamadan kaynaklanan kıpışmayı algılamasını engellemek için ey-pote kanunun da dikkate alınması geekmektedi. Bütün bunladan elde edilen sonuçla bileştiileek yapılan deneyle sonucunda televizyon ekanlaında dikey taama fekansının en az 50Hz yani taama süesinin 20ms olmasına kaa veilmişti. Taama işlemi, göüntünün sol üst köşesinden başla ve soldan-sağa/yukaıdan aşağı olacak şekilde devam ede. Bi televizyon ekanında olması geeken satı sayısı gözün ayııcılığı ile sınılı olup, istenen detaya göe attıılması da mümkündü. PAL ve Secam gibi standatla 625 satı, NTSC standadı ise 525 satı esasına göe çalışı. Ancak HDTV yayınlaı en az 720 satı içeecek şekilde yapılmaktadı satı içeen HDTV yayınla da vadı Geçmeli Taama Yukaıda belitildiği gibi, izleyicilein gözleine ahatsızlık vemeden ve fak edili hatalaa sebep olmadan esmin ekanda üetilebilmesi için dikey taama fekansının en az 50Hz olması geekmektedi. Ancak televizyon yayınlaının başladığı 1940 lı yıllada bu hızda taama yapabilecek kameala yoktu. Aynı zamanda bunladan elde edilecek bilgi için fekans bandının da geniş olması geekiyodu. Bu nedenle hem bandı da tutmak hem de izleyici için yeteli bilgiyi aktaabilmek için geçmeli taama öne süülmüştü.

28 16 Bi esmin ekanda oluştuulması için bi taama peiyodunda tek satılaının, diğe taama peiyodunda da çift satılaının taaması esasına dayanan taama sistemine geçmeli taama deni. Tek satılaı ve çift satılaı içeen bi peiyotluk esim işaetlei alan olaak adlandıılı. Bunlaın bileşmesiyle oluşan tüm esim ise çeçeve olaak adlandıılı. Şekil 2.6 Taama yöntemlei b) Sıalı taama a) Geçmeli taama Bi peiyotta esme ait bilgilein sadece yaısı bulunduğu için, iletim bandı yaıya inmektedi. Aynı zamanda, haeketlede bozulma olmasını engelleyebilecek kada da hızlı taama yapılabildiğinden yatay ve dikey haeketlede cisimlede bozulma olması engellenmektedi. Televizyon yayınlaının başlamasından bu yana yapılan tüm yayınla geçmeli taama esasına dayanı. Yukaıda veilen avantajlaının yanında geçmeli taamanın bazı etkilei de vadı. He ne kada kıpışmayı ve haeketledeki bozulmayı engellemek için dikey taama fekansının yükseltilmesinde fayda sağlasa da poblemi tamamen çözmemektedi. Nitekim geçmeli taama işleminin kendisi bazı duumlada kıpışmaya neden olu. Öneğin, bi esimde bulunabilecek en yüksek fekans olan iki satı peiyotluk bi işaet geçmeli taamadan dolayı dikey taama fekansının yaısına eşit bi fekansla kıpışacaktı. Çünkü tek alanda işaetin bi satıı, diyelim ki beyaz satı, çift alanda ise bi satıı, diyelim ki siyah satı taanmış olsun. Bu duumda, beyaz satı bazı alanlada taanmayacak olduğundan esim, bi alanda alt alta bi beyaz bi siyah satı; diğe alanda ise alt alta iki siyah satı olaak taanacaktı ve beyaz satı kıpışmaya neden olacaktı. Bu etki esimlede yatay sınılaı olan cisimlein kenalaında izleyici taafından fak edili.

29 2.2.2 Sıalı Taama 17 Geçmeli taamanın aksine sıalı taamada esme ait tüm satıla aynı dikey taama peiyodunda taanı. Taama işlemi ekanın sol üst köşesinden başla ve sıa sıa tüm satılaı taayaak en alt satıın sağında sona ee. Tüm satıla bi peiyotta taandığından işaetin içediği bi peiyotluk esim bilgisi, geçmeli taamadakinden iki kat daha fazladı. Diğe yandan geçmeli taamada yüksek dikey fekanslada göülen kıpışma, yüksek fekanslı işaete ait tüm satıla ya da he iki satı aynı peiyotta taandığı için sıalı taamada oluşmaz. Televizyon sistemlei üzeine yapılan ilk aaştımala esnasında da sıalı taama gündemdeydi yılında yapılan deneylede kullanılan 240 satılı yayın sisteminde sıalı taama kullanılmaktaydı ve o zaman bu yöntem sıalı taama (sequential scanning) olaak adlandıılmaktaydı. Sıalı taama, kıpışma soununu çözdüğü için bilgisaya monitöleinde standat olaak kullanılmaktadı. Ayıca izleyiciye sunulan kalitenin de daha yüksek olması sebebiyle HDTV yayınlaının temelini oluştumaktadı.

30 BÖLÜM 3 GEÇMELİ TARAMADAN SIRALI TARAMAYA GEÇİŞ Bu bölümde, ilk olaak GT-ST geçişin tanımı ve neden bu işleme ihtiyaç duyulduğu, ikinci olaak bu işlem esnasında ne tü poblemlele kaşılaşıldığı, neden biçok yöntem ilei süüldüğü ve son olaak da bu işlemin video kalitesine olan etkilei konu alınacaktı. 3.1 GT-ST Geçişin Tanımı ve İhtiyaç Duyulmasının Sebeplei GT-ST geçişi, basit olaak geçmeli alanlaı sıalı taanmış çeçevelee dönüştümeye deni. Başka bi deyişle, GT-ST geçişi genel önekleme oanı dönüştüme (sample ate convesion) teoisinin bi uygulaması gibi düşünülebili. Nitekim buada dikey önekleme oanı iki katına çıkaılmaktadı (Belles ve Haan, 1996). Öneğin, 576 aktif satıı olan PAL standadı için dikey önekleme oanı 288 satı/esim iken GT-ST geçiş işlemi sonası bu oan 576 satı/esim olacaktı. Geçmeli video işaetleinde bi peiyot, sahneye ait bilginin yaısını içei. Sahnenin tümü alanlaın aka akaya taanmasıyla göz taafından bileştiili. Ancak bu bileştime işlemi, sadece kalıcılığın yüksek olduğu duumlada geçelidi. Sıalı taama ile çalışan bi cihazda esimlein bu şekilde bileştiilmesi mümkün değildi. Çünkü, sıalı taama ile çalışan bi ekanın kalıcılığı, geçmeli taama ile çalışan bi cihaza göe oldukça azdı. Bu nedenle, alanla bileşmez ve göz kıpışma algıla. Sıalı taama ile çalışan bi ekanda bu işaetin gösteilebilmesi için GT-ST geçişinin yapılması geeki. Bu işlem, elde mevcut olan alanla yadımıyla he alanın eşi olan diğe alanı üeti ve alanla çeçevelee dönüşmüş olu. Yani, mevcut alan tek ise çift alan, çift ise tek alan üetilmeye çalışılı. Böylelikle, bi peiyotluk video işaeti sahnenin yaısı yeine tümünün bilgisini içei hale getiilmiş olu. Buna bağlı olaak, işaetin bant genişliği iki katına çıkmıştı. Bi sahneye ait tüm bilgile elde edildiğinden esim olaak incelemek, göüntü işleme yapmak da mümkün hale geli.

31 19 Aşağıda bu işleme ihtiyaç duyulmasının sebeplei maddele halinde veilmişti (Haan ve Belles, 1998): 1. Sıalı taama ile çalışan bi televizyonda, standat yayınlaın seyedilebilmesi için mutlaka geçmeli-sıalı taamaya geçiş işlemi yapılmalıdı. Sıalı taama ile çalışan PC monitöleinde video izlemek istendiğinde de dönüşüm yapmak geekmektedi. 2. Video işaetlei, çok çeşitli desenlei ve haeketlei içeebili. Aynı zamanda, yatay, dikey ve zamansal olaak 3-boyutlu işaetledi. Genellikle, geçmeli olaak kaydedilmiş bi videonun adı adına iki alanı bi çeçeve oluştumaz. Bunun sebebi, alanlaın taanması zafında geçen süede sahnenin değişmesidi. Bu duum akıllı dönüştüme yöntemleiyle, alanladaki eksik bilgilein mevcut ve önceki alanla yadımıyla tamamlanması geeğini otaya çıkaı. 3. Geçmeli taama, esimle kaele halinde incelenemediği için, esim kalitesini attımayı amaçlayan göüntü işleme algoitmalaını oldukça kamaşıklaştıı. Sadece esimle aası değil esim içi göüntü işleme bile oldukça kamaşık olabilmektedi. Bu nedenle, hem TV uygulamalaında hem diğe bazı göüntü işleme uygulamalaında esmin çeçevelee dönüştüülmesi için GT-ST geçişe ihtiyaç vadı. 4. Geçmeli taama ile kaydedilmiş inceleme amaçlı bazı videolaın (tıbbi göüntüleme veya güvenlik amaçlı), kae kae incelenebilmesi için mutlaka satılaın bi aaya getiileek tüm kaelein tek tek oluştuulması geeki. Bu işlem haeketli esimle için bazı kamaşık yöntemlein kullanılmasını geektii. Mevcut televizyon sistemleinin çoğu geçmeli yayın yaptığından, piyasadaki tüm video kaynaklaı geçmeli standatlaa göe kayıt edildiğinden dolayı, bu tü video kaynaklaının sıalı taama ile çalışan cihazlada gösteilebilmesi için mutlaka GT-ST geçişi yapılmalıdı. Piyasada mevcut tüm bilgisaya monitölei sıalı taama ile çalışı ve bilgisayadan geçmeli taama bi video izleneceği zaman ekan katı geekli taama dönüştüme işlemini yapa. Aynı şekilde bilgisayala için tasalanmış TV katlaı da yayınlaı çözdükten sona GT-ST geçişi yapa. Pazada payı genişlemeye başlayan dijital televizyonla ve pojeksiyon cihazlaı da, taama sistemlei sıalı olduğu için, GT-ST geçişi yapmak duumundadıla. Bu tü cihazlada bulunan video kodu çözücülei, analog video işaetleini sayısala dönüştüü. Adından genellikle 4:2:2 enk sıkıştıması yapaak ITU-656 ya da ITU-601 standadında sayısal bilgi ha-

32 20 linde GT-ST geçiş işleminin yapıldığı video işlemcisine göndei. Bu işaetle hem sıalı hale getiili hem de esim kalitesini attııcı bazı işlemlee tabi tutulu. Video işlemcisinin çıkışındaki esim sıalıdı. Buna kaşılık, yeni belilenen sayısal TV standatlaının çoğu ve DVDle sıalı taamaya sahipti ve GT-ST geçişe tabi tutulmadan izlenebilile. Aşağıda bazı sıalı taamaya sahip bazı standatla veilmişti. STANDART ÇÖZÜNÜRLÜK DİKEY TARAMA REKANSI 480p /60Hz 480p /60Hz 576p Hz 720p /60Hz 720p Hz 1080p Hz 1080p /60Hz Çizelge 3.1 Sıalı taamaya sahip TV standatlaı (Kaynak: High-Definition Multimedia Inteface Specification Ve. 1.1, SMPTE 274M ) GT-ST geçişin faydalaı : 1. Sıalı taanan bi ekanda gösteilecek geçmeli göüntünün sebep olacağı kıpışma engelleni. 2. Benze şekilde, sıalı ekanda gösteilecek bi geçmeli işaette dikey çözünülük az olacak ve cisimlein kenalaında mediven benzei (jagged) bi etkinin oluşmasına neden olacaktı. 3. Geçmeli taamada, yüksek yatay fekansla satı kıpışmasına (line flicke) sebep olu. Sıalıya geçişten sona bu etki otadan kalka. 4. Yatay ya da dikey haeketlede cisimlein bütünlüğünün bozulması, doğu GT-ST geçiş yöntemiyle gideilebili.

33 GT-ST geçişin yan etkilei : Daha önce de belitildiği gibi, geçmeli video işaetlei Nyquist kiteini sağlamazla. Yani ötüşme kaçınılmazdı. Bu nedenle, yüksek fekansladan kaynaklanacak ötüşme esimde gölgelenme, titeme ya da duaklama olaak kendini gösteecek ve kaliteyi azaltacaktı. Bu yan etkilein azaltılması, uygulanan geçiş yönteminin pefomansına bağlıdı. 2. Hemen he GT-ST geçiş yönteminin kendine has bi yan etkisi vadı. Bu etkile ya tam olaak göz taafından seçilebili küçük alanlada şekil bozukluğu ya da esmin genelinde doğallığın az olması olaak kendini gösteebili. 3. Geçiş yöntemi ne kada kamaşık olusa olsun, elde edilen esim hiçbi zaman oijinali ya da geçmeli ekanda izleneni kada doğal olmayabili. 3.2 GT-ST Geçiş Yöntemleinde Kaşılaşılan Poblemle İdeal GT-ST geçişi, dikey önekleme fekansını ikiye katla ve videonun geçmeli öneklenmesinden kaynaklanan ilk teka spektumunu bastıı (Haan ve Belles, 1998). Ancak bu işlem önekleme fekansının doğudan iki katına çıkaılması gibi basit bi işlem değildi (Van den Enden ve Vehoeck, 1989). Çünkü televizyon işaetlei, seçilen önekleme fekansına uygun ön filtelemeden geçmez. Bu nedenle, geçmeli işaetle (intelaced signals) Nyquist kiteini * sağlamazla. İşaetlein dikey ve zamansal olaak öneklendiği ye olan kamealaın optik kısmında uygun alçak geçien filtele yoktu. Bu filtele kamaşık olduklaı için tecih edilmezle. Sonuç olaak, ötüşme kaçınılmazdı. Ayıca, GT-ST geçiş işlemi için geeken bilgile tek bi alanda mevcut değildi. Hatta çoğu zaman (özellikle haeketin çok olduğu sahnele için) adışık iki alan dahi yeteli bilgi sağlamamakta ve daha fazla alanın incelenmek üzee bi hafızada biiktiilmesi geekmektedi. Bunlaa ek olaak, başka bi temel poblem daha vadı. İzleyicinin etinasındaki zamansal fekansla ile sahnedeki içeik aasında bilinmeyen bi ilişki vadı (Tonge, 1985). Cisimlein haeket etmesinden kaynaklanan yüksek fekansla, eğe cisim izleyici taafından takip ediliyosa, etinada sıfı fekansa indigeni. Sonuç olaak, bu tü fekanslaın bastıılması bu izleyici için esimde ciddi bi bulanıklaşmaya neden olacaktı. * Nyquist Kitei : Bi işaetin öneklendikten sona teka elde edilebilmesi için, önekleme fekansı işaetin içediği en yüksek fekansın iki katı olmalıdı (Smith, 1997).

34 22 Şekil 3.1a bi duağan video sinyalinin dikey-zamansal fekans içeiğini göstemektedi. Dikey zamansal fekans, çevim/esim yüksekliği, zamansal fekans ise hetz olaak veilmişti. Buada temel bant ve geçmeli öneklemeden kaynaklanan spektal tekala bulunmaktadı. Önekleme, spektal tekalaın mekezleinin bi çapaz sıa içinde dizilmesine neden olu. Şekil 3.1a da olduğu gibi, tekalaın mekezlei 0 ve 288 olmak üzee zikzak çizmektedi. Bunun sebebi, spektal tekaın ekanın tüm dikey boyutuna yayılmış olmasıdı. Taama 288 satıda yapılıken, daha önce de bahsedildiği gibi, geçmeli taamadan dolayı oluşacak satı kıpışması 576 satı olabili. Şekil 3.1b de göüldüğü gibi sahnenin dikey ayıntısı, dikey-zamansal spektum desteğinin kapsamını belile. Eğe uygun alçak geçien filteleme yapılmazsa desteklenemeyen yüksek fekansla ötüşmeye sebep olacaktı. Diğe yandan dikey haeketle ise spektumun doğultusunu değiştii. Desteklenebilen en yüksek fekans 576 satılık bi esim için 288 çevim/esim yüksekliği, en yüksek zamansal fekans da 50Hz taama için 25Hz olduğundan, bu iki uç noktanın dışındaki he haeket ötüşmeye neden olacaktı (Tekalp, 1995). Şekil 3.1 a) Duağan video işaetinin dikey-zamansal fekans içeiği b) Haeketli video işaetinin dikey-zamansal fekans içeiği Şekil 3.2a da haeket içeen bi geçmeli video işaetinin genel spektumu, Şekil 3.2b de ise ideal GT-ST geçişi sonasındaki spektum veilmişti. Şekil 3.2a da göülen spektum şöyle youmlanabili. Bi ekanda, satı sayısı en fazla satı sayısının yaısı kada fekansla gösteilebili. 576 satılık bi ekanda, yani dikey önekleme fekansının 576 satı/çeçeve olduğu bi duumda, gösteilebilen en yüksek fekans 288 satı/çeçeve olu.

35 23 Ekandaki işaetin zamansal fekansı attıkça dikey fekansının en yüksek değei azalı. Çünkü dikey taama peiyodu sabit olduğu için zamansal fekans attıkça, dikey olaak taanabilen satı sayısı da azalacaktı. Başka bi deyişle, zamansal fekans ile dikey fekansın çapımı sabitti. Dolayısıyla haeketin içeeceği fekanslaın mekeze uzaklığı hep eşit olu. Bu nedenle, video işaetinin spektumu mekezi 0, yaıçapı 25Hz olan bi daie çize. Önekleme teoisi geeği, bi işaetin öneklenmesinin adından işaetin fekans spektumu kada bi peiyotla kendini tekala. Geçmeli işaet için önekleme fekansı 50 alan/saniye olduğundan daienin çapı 50Hz olacaktı. Ancak daha önce de belitildiği gibi, geekli ön filteleme yapılmadığından ötüşme he zaman va olacaktı. Bu duumda ötüşen işaetlein de içeebileceği fekansla da spektumda mevcut olacaktı. Eğe geçmeli video işaetine ideal bi GT-ST geçişi uygulanısa, ötüşmeye neden olan kısımla spektumdan çıkaılı ve Şekil 3.2b deki spektum elde edili. Bu spektum, 576 satı sıalı taama video işaetinin spektumuna eşti. f s Şekil 3.2 a) Haeket içeen bi geçmeli video işaetinin genel spektumu b) İdeal GT-ST geçişi sonası spektum Açıkça göülmektedi ki; GT-ST geçişi bi uzaysal-zamansal poblemdi. Çünkü yapılmak istenen dönüşüm işlemi, hem işaetin içediği zamansal fekanslaa hem de baındıdığı haeketlein doğultusundan kaynaklanan dikey fekanslaa bağlıdı. Bu nedenle, ileiki bölümlede de göüleceği üzee, öne süülen yöntemle hem uzaysal (doğultunun etkisini içeebilmek için) hem de zamansal (fekansın etkisini içeebilmek için) ya da bunlaın kaışımı olaak kaşımıza çıkmaktadı.

36 GT-ST Geçişin Video Kalitesine Etkilei Yukaıda da bahsedildiği gibi, ideal bi GT-ST geçiş ötüşmeyi kaldıı ve önekleme oanını ikiye katla. Bu ideal duum göz önünde bulunduulduğunda video kalitesi için aşağıdaki maddele söylenebili. 1. Geçmeli taama, hızlı haeketle için zamansal çözünülük, duağan ya da yavaş haeketle için ise dikey çözünülük sağlayabili. Ancak hızlı haeketlein dikey ayıntısı yavaş olanlaın yaısı kadadı (R. Li, B. Zeng, M.L. Liou, 2000). GT-ST geçişten sona hem yavaş hem de hızlı haeketle için dikey çözünülük eşit hale geli. Çünkü GT-ST geçiş dikey önekleme oanını iki katına çıkaı. 2. Nyquist teoemi geeği önekleme fekansının yaısından (Nyquist fekansı) yüksek fekansa sahip işaetle, önekleme fekansı üzeinde katlanıp ana bantta ötüşmeye sebep olula. Geçmeli taanan bi esim işaeti, Nyquist fekansından yüksek dikey fekansla içeebili. Bu duumda oluşan ötüşme kendini yüksek fekanslı olması beklenen yelede düşük fekanslı kıpışma göstei. Önekleme oanının iki katına çıkaılıp, ötüşmenin kaldıılmasıyla bu tü etkile otadan kalka ve özellikle kanal logolaı ve alt yazı kenalaında göze batan kıpışmala otadan kalka. 3. Yatay haeket eden cisimlee ait satılaın tek ve çift olaak ayı ayı kaydedilmesinden ve taanmasından kaynaklanan tıtıklanma poblemi ideal GT-ST geçiş ile çözülebili. Bu duumda yatay haeket eden cisimlede taamadan kaynaklanan tek yan etki zamandaki çözünülük olacaktı. Yukaıda belitilen etkenle, GT-ST geçişin ideal olması duumunda geçekleşebili. Ancak böyle bi duumun patik ve özellikle geçek-zamanlı uygulamala için geçekleştiilebilmesi hiç de kolay değildi. Nitekim ötüşmenin kaldıılması, çözümü oldukça kamaşık ve çok hesap geektien bi işlemdi. Bu nedenle, GT-ST geçiş maliyet ve donanım kamaşıklığı açısından tüketici elektoniği pazaı için kabul edilebili seviyelede olan yöntemlele yapılı. Ancak maliyet ve kamaşıklıktan kutuluken, yöntemden elde edilen sonucun kalitesi azalı. Yöntemin sonucu idealden uzaklaştıkça, GT-ST geçişin video kalitesine olan katkısı azalı. Bu azalma, kendisini süekli göstemeyebili. Öneğin, haeket algılayıcının düşük pefomanslı olduğu duumda, esmin haeket içeen kısımlaı doğu algılanamadığından bazı hızlı kısımlaın uzaysal yeine zamansal geçişe tabi tutulmasından kaynaklanan yan etkile göülebili.

37 BÖLÜM 4 GT-ST GEÇİŞ YÖNTEMLERİ Bu bölümde, GT-ST geçiş işlemini geçekleştimek üzee oluştuulmuş yöntemle konu edilecekti. İlk olaak doğusal yöntemle, adından doğusal olmayan yöntemle tanıtılacak, bunlaın adından kama ve haeket uyamalı yöntemle anlatılacaktı. 4.1 Doğusal Yöntemle Tüm doğusal yöntemle, (4.1) numaalı denklemle tanımlanmıştı. h ( k, m), dikeyzamansal (DZ) düzlemde filtenin impuls yanıtıdı. k, filtenin dikey elemanlaını; m ise zamansal elemanlaını belile. Yani sadece esim içi bi filteleme yapılıyosa m sıfı; benze şekilde sadece esimle aası bi filteleme yapılıyosa k sıfı olacaktı. nin seçimine göe uygulanan filtenin yapısı belilenmiş olu. Şekil 4.1 de önek bi filte şablonu veilmişti. h ( k, m) o (, n) = (, n) ( + ku, n + m) h( k, m) ( k, m) {..., 1,0,1,2,... } ( k + m) y y mod 2 = mod 2 haicinde mod 2 = 1 (4.1) Buada; ( o, n), çıkış esmi; = (, y) T olaak uzaysal pozisyon; n, alan numaası; T tanspoze; u = [ 0 1] T y ; u = 1 0 ;, [ ] T ( n), sadece y mod 2 = n mod 2 duumu için giişteki alanı temsil etmektedi (Belles ve Haan, 1996). Doğusal filtele, haeketli sahneledeki başaısızlıklaı nedeniyle televizyon uygulamalaındaki yaygınlığını kaybetse de çoklu otam bilgisayalaında Bob ve Weave adlaıyla hala kullanılmaktadı (Micosoft Cop., 1997).

38 26 k= k= uzay k= k= k= m=-2 m=-1 m=0 m=1 m=2 zaman Şekil-4.1 Biinci deeceden satı otalayan filtenin şablonu Uzaysal GT-ST geçiş yöntemlei, bi alan içinde dikey olaak komşu önekle aasındaki koelasyonu kullanaak aa piksellei doğusal işlemlele elde ede. Sadece esim içi işlem yaptıklaı için m sıfıdı. ilteleme işlemi uzaysal düzlemde yapıldığından zaman düzleminde tüm geçien fekans yanıtına sahiptile ve haeketli sahnelede bozulma oluşmaz. Bozulma sadece yüksek dikey fekanslada göülü. Uzaysal filtelein en önemli avantajı, geçekleştiilmesinin ucuz olmasıdı. Zamansal GT-ST geçiş yöntemlei ise alanla aasındaki koelasyondan yaalanı. Ancak haeketin olduğu duumlada içeiğin haeketli kısımlaı tam olaak yeniden oluştuulamaz ve esimde bozulmala oluşu. Tıpkı uzaysal filtele gibi zamansal filtelein de geçekleştiilmesi ucuzdu Satı Tekaı Yöntemi En basit uzaysal filte, satı tekaıdı. Resme ait alanlaın he biinde, eksik olan satıla tamamlanacak şekilde satı tekaı yapılı. Yani tek satılaı içeen alanın satılaı bi satı aşağıya; çift satılaı içeen alanın satılaı bi satı yukaıya tekalanı. Böylece he alandan bie çeçeve elde edili. Buada h(k,m), (4.2) deki gibi seçili. h h ( k, m) = 1 k = 1 ( k, m) = 0 haicinde (4.2)

39 27 Daha basit bi gösteim ile satı tekaına ait filtenin tanımı aşağıdaki gibi veilebili: f (, n) f o (, n) = 0 f (, n) 1 y mod2 = nmod 2 haicinde (4.3) Buada, uzaysal pozisyon ve n alan numaası olaak tanımlanmıştı. y mod2 = nmod2 ifadesi ise sadece çift alanladaki çift satıla ve tek alanladaki tek satıla için doğudu. Satı tekaı yöntemine ilişkin fekans yanıtı (4.4) denkleminde, buna ilişkin gafik ise Şekil 4.2 de veilmişti ((Belles ve Haan, 1996)). H y ( y jω) = cos( π ) (4.4) Şekilde göüldüğü gibi, filte çentik yapıya sahipti. Tansfe fonksiyonunun en az olduğu nokta dikey taama fekansının yaısına eşitti. Bunun sebebi, geçmeli taama ile esim taanıken asıl dikey fekans olan 25Hz (NTSC sistemle için 30Hz) etafında katlanan bileşenlein (ötüşen hamonikle) bastıılmasının geekmesidi. Ancak satı tekaı ile sağlanan filtenin eğimi keskin değildi. Bu nedenle, hem temel band kısmen bastıılı, hem de spektal tekala yeteince bastıılamaz. Bastıılamayan spektal tekala ötüşmeye, temel bandın kısmen bastıılması ise bulanıklığa sebep olu. Şekil 4.2 Satı tekaına ilişkin dikey fekans yanıtı ( ym maksimum dikey fekansı temsil etmektedi)

40 28 Satı tekaının yüksek dikey fekansladaki incelemesi aşağıda veilmişti: Ana esim olaak piksel boyutunda bi dugun esim Şekil 4.3 te veilmişti. Resmin en yüksek fekanslı olan kısmı, 1 satı siyah ve 1 satı beyazdan oluşmaktadı. Bu esim önce tek ve çift satılaına ayılacak daha sona da satı tekaı ile esmin tümü teka elde edilip, ana esimle kaşılaştıması yapılacaktı. Şekil 4.3 Yüksek dikey fekansla içeen bi dugun esim ve incelenecek olan yüksek fekanslı kısmı Resimde siyah-beyaz olan kısımlaın yüksekliği 64 pikseldi. Bu duumda: İlk işaet için : İkinci işaet için : X X 64 piksel X O = = 32 piksel çevim 2çevim = 64 piksel (4.5) 1 1 O = = piksel çevim X 32 O 64 piksel X O = = 16 piksel çevim 4çevim = 64 piksel (4.6) 1 1 O = = piksel çevim X 16 O Üçüncü işaet için : 64 piksel X O = = 8 piksel çevim 8çevim X = 64 piksel (4.7) 1 1 O = = piksel çevim X 8 O

41 Dödüncü işaet için: X piksel X O = = 2 piksel çevim 32çevim = 64 piksel (4.8) 1 1 O = = piksel çevim X 2 O Buada X o, peiyodu, o ise uzaysal fekansı temsil etmektedi. Dödüncü işaet göz önünde bulunduulusa, buada bi satı siyah, bi satı beyaz olduğu göülü. Satı tekaı ile bu esmin alanlaından çeçeve elde edilmek istendiğinde, siyah satıla teka edileek beyaz satılaın yeine gelecek ve beyaz satıla esimden silinecekti. Böyle bi duumda esim tamamen bozuluken, daha düşük dikey fekanslada ise bastıılma nedeniyle keskinlik azalacaktı. Şekil 4.4 a) Yatay bust içeen bi esim b) Bu esmin tek alan için satı tekaı ile elde edilmiş esim hali Göüldüğü gibi, tek alanla için tek satıla aynen tekalandığından tüm yüksek fekanslı kısım siyah olmaktadı. Bu duum çift alanlada çift satıla için de geçeli olacaktı. Buadan anlaşılıyo ki, satı tekaı ile esmin dikey bandı yaıya düşmektedi. Başka bi deyişle, he satı tekalanaak iki satı haline getiilmekte ve dikey çözünülük azaltılmaktadı. Sonuç olaak, satı tekaı geçeklenmesinin kolaylığı ile caziplik kazanıken dikey fekansladaki alçak geçien yapısı nedeniyle de dikey haeketlede ve dikey ayıntılada oluştu-

42 30 acağı istenmeyen sonuçladan dolayı video işaetleinin GT-ST geçişi için tecih edilen bi yöntem değildi Satı Otalama Yöntemi Satı otalama (doğusal dönüşüm) yönteminde, tek alan içindeki adışık olan iki tek satıın otalaması alını ve aadaki çift satı elde edili. Aynı işlem çift alan içindeki iki çift satıdan tek satılaın elde edilmesi için de tekalanı. Bi alandan bi esim elde edildiği için, aka akaya iki alan aasında haeket fakı olsa dahi esimle aynı anda değil bibiinin peşinden ekana yansıtıldığı için tıtık oluşmaz. Bu da haeketli esimle için avantaj sağlamakta ve uygulama basitliğinin de etkisiyle tecih edilen bi yöntem olmasını sağlamaktadı. Ayıca spektal tekalaı daha iyi bastımak için filtenin deecesi attıılıp, ikinci deeceden satı otalama filtesi de kullanılabili. Satı tekaına göe daha yüksek deeceye sahip bi filte olan satı otalama -PC dünyasında Bob olaak bilinen yöntem- oldukça yaygın kullanıma sahipti. Buna kaşılık, esimde bulanıklaşma oluşu. Bunun sebebi iki sebebi vadı. Biincisi; aka akaya iki satıın otalaması alınaak çeçeve elde edildiği için, esme bi alçak geçien filte uygulanmış ve dikey çözünülüğün azaltılmış olmasıdı. İkincisi ise; adışık alanla içesinde geçekleşen yani aslında zamanda aynı ana denk düşen bi haeketin, satı otalaması nedeniyle adışık çeçevele aasında gösteilip, zamansal çözünülüğün azaltılmasıdı. Satı otalamaya ait 1.deeceden filtenin impuls yanıtı (4.9) ve (4.10) da veilmişti. h ( k,0) = 0.5 k = -1,1 ( k, m) = 0 haicinde h (4.9) Bi başka ifadeyle; f o f (, n) 0 0 (, n) = f (, n) + f ( +, n) y mod2 = nmod2 haicinde (4.10)

43 2.deeceden filtenin impuls yanıtı ise (4.11) ve (4.12)de, fekans yanıtı da (4.13) te veilmişti. 31 { } k = 1, + 1 h( k,0) = (4.11) 0 haicinde Bi başka ifadeyle; f (, n) f o (, n) = f (, n) f (, n) h( k,0) k { 2, 1,0,1,2 } 2k 2k y mod 2 = n mod 2 (4.12) haicinde Veilenle ışığında 2.deeceden filtenin ayık fekans domenindeki ifadesi aşağıdaki gibi bulunabili. iltenin impuls yanıtı aşağıda veilmişti. ( k, 0) = { } *{ } = { } h (4.13) Buadan, H ( e jw ) jw( 2) jw( 1) jw(0) jw(1) jw(2) = 0.25 e + 0 e e + 0 e e (4.14) jw j w j2w j2w H ( e ) = 0.25 e e = ( e + e 2 j2w ) (4.15) H ( e jw ) = cos(2w) (4.16) olaak filtenin ayık domendeki ifadesi elde edilmiş olu. Bu ifadeye ilişkin gafik Şekil 4.5 te veilmişti.

44 32 Şekil 4.5 Satı otalama filtesinin ayık fekans yanıtı Bu ifadeden süekli zaman ifadesi (4.12) ifadesi kullanılaak elde edilebili. İlgili gafik Şekil 4.6 da veilmişti. y f y = ve s = 2 alan/çeçeve (4.12) s H jw 1 1 ( e ) Ω = + cos(2 ) y ( y jω) = H y π (4.13) w = 2 2 s Şekil 4.6 Satı otalama filtesinin süekli-fekans yanıtı Şekil 4.6 da göüldüğü gibi, spektal tekalaın bastııldığı bant genişlemişti. Ancak bu duum, ana bandın üst kısımlaının da bastıılması sonucunu doğumaktadı. Yani esimdeki yüksek fekanslı kısımla, başka bi deyişle ayıntıla da bastıılacaktı.

45 33 Genel olaak, saf uzaysal filtele, uzunluklaından bağımsız olaak, anaband ile teka spektumunu bibiinden ayıamazla. Şekil 4.7 de göüldüğü gibi, ötüşme ve çözünülük aasında bi denge kuala. Şekildeki gi alan ya dikey ayıntıyı bastıan ya da ötüşmeye izin veen geçime bandını göstemektedi. Şekil 4.7 a) Bi uzaysal filtenin fekans yanıtı b) Bi zamansal filtenin fekans yanıtı Satı otalamanın dikey ayıntıya olan etkisini gömek için filte yatay bust işaetine sahip dugun esme uygulanmıştı ve sonuç Şekil 4.8 de veilmişti. Şekil 4.8 Yatay bust içeen dugun esme satı otalama uygulandıktan sona elde edilen esim

46 34 Şekil 4.8 de göüldüğü gibi, yüksek fekanslı kısımla siyah olan satılaın kendi içinde otalamaya dahil olmalaı sebebiyle siyah olaak elde edilmişti. Bu işlem esmin tek alanında yapılmış olsaydı o zaman da yüksek fekanslı kısım beyazlaın kendi içleinde otalamaya dahil olmalaı nedeniyle yaı palaklık seviyesinde, yani alt ve üst gi kısımlala aynı seviyede göünecekti Alan Tekaı Yöntemi Tıpkı satı tekaı gibi, alan tekaı (field epetition) ya da alan ekleme (field insetion) de yapılabilmektedi. Bu duumda, mevcut alandaki eksik satıla bi önceki alandan kopyalanaak bi çeçeve eklenmektedi. Böylelikle duağan sahnele için mükemmel bi yeniden oluştuma sağlanabilmektedi. Alan ekleme, PC dünyasındaki adı ile Weave, dikey fekans boyutunda tüm geçien yapıya sahipti. Tüm dikey fekansla kounduğu için, dugun esimle için en iyi çözümdü. Ancak, iki alan aasında yatay doğultuda fak vasa dikey cisimlein köşelei bibiini tutmaz ve bualada fae dişine benze tıtıkla (mouse teeth atifact) oluşu. Bu duum göz taafından kolaylıkla fak edili ve oldukça ahatsız edici bi hatadı (Wikipedia, The ee Encyclopedia). Bi önek olaak ekanda yatay haeket eden bi beyaz kae olduğu vasayılsın. Bu kae iki alan aasında belli bi mesafe kat edeceğinden at ada iki alanın ekleneek bi çeçeve elde edilmesi duumunda kaenin dikey kenalaında, kaenin iki alan aasında aldığı mesafeye eşit uzunlukta Şekil 4.9 da göülen şekilde tıtıkla oluşacaktı. Bu hatanın geçek bi esimdeki hali ise Şekil 4.10 da veilmişti. Şekil 4.9 Alan tekaında yatay haeketten kaynaklanan taak etkisi(combing, mouse teeth)

47 35 Şekil 4.10 Taak etkisinin geçek esimde oluştuduğu hata (Luke s Video Guide İntenet Sitesi) Alan Otalama Yöntemi Alan otalama (Bilinea ield Intepolation) yöntemi, bi önceki ve bi sonaki alana ait satılaı kullanaak mevcut alandaki eksik satılaı elde ede. Bu şekilde elde edilen avantajla ve oluşan hatala alan tekaının benzeidi. Bu yöntem de dugun esimlede iyi sonuç veiken, haeketli esimlede hatalaa sebebiyet vei. Alan otalamaya ait impuls aşağıda veilmişti : o = i i (, n) (, n + 1) + (, n 1) 2 { } i y mod 2 = n mod 2 (4.14) haicinde h ( 0, m) = (4.15) 2 2 Alan otalamanın fekans yanıtı, satı otalamanın aynısıdı. Ancak alan otalamada bastıma uzaysal değil, zamansal boyutta yapılı. Otalama için üç alan kullanıldığından haeketli esimlede oluşan bulanıklaşma etkisi alan tekaına göe daha fazladı. Resimde üç ayı alan da göünebili. Mevcut alan esmin otasında, bi önceki ve bi sonaki alanla ise esmin aka planında bibiine kaışmış şekilde göülü. Bu haliyle hem gölgeli hem de kenalaı tıtıklı bi esim oluşu. Bu hatala gözü daha fazla ahatsız ettiğinden alan tekaına göe daha zayıf bi GT-ST geçiş yöntemidi. Alan otalama ile elde edilmiş bi esim Şekil 4.11 de veilmişti.

48 36 Şekil 4.11 Tümü yatay doğultuda haeket eden bi sahnede alan otalama ile oluşan bulanıklaşma ve hayalet etkisi DZ ilteleme Yöntemi Teoik olaak, bi DZ dönüşüm filtesi, işaetin bant genişliğinin geçmeli taamadan önce sınılanmış olması halinde, GT-ST geçiş poblemini çöze. Geeken ön filtenin fekans kaakteistiği Şekil 4.12 de veilmişti. Şekil 4.12 Geçmeli taamadan önce videonun bandını sınılamak için geeken filtenin fekans kaakteistiği Geçmeli taamadan önce bi ön filteleme yapılmıyo olmasına ve haeketli cisimlei takip eden izleyicilede pobleme neden olmasına ağmen; Şekil 4.12 de göülüyo ki, DZ filte ötüşmeyi ve duağan esimledeki bulanıklaşmayı engellediği için GT-ST geçiş pobleminin çözümüne en iyi doğusal yaklaşımdı. Zamansal fekansla attıkça dikey ayıntı da azalmaktadı. Haeketli bi esimde böyle bi kayıp doğal kaşılanabili.

49 37 Şekil 4.13 te bi DZ filtenin impuls yanıtı, Şekil 4.14 te ise dikey fekans yanıtı veilmişti. Bu filte aynı zamanda deneylede de kullanılmıştı. k= k= k= uzay k= k=1 0 8 k=2-5 0 k=3 0 1 m=-1 m=0 zaman Şekil 4.13 Bi DZ filte şablonu Şekil 4.14 Veilen DZ filtenin dikey fekans yanıtı Şekilde göüldüğü gibi, DZ filtenin dikey fekans yanıtı da çentik şeklindedi. Diğe doğusal filtelede olduğu gibi buada da ötüşme ve temel bandın daalması aasında bi ota noktanın bulunması geeki. Hem zamansal hem de uzaysal boyuta sahip olmalaı nedeniyle haeketli sahnelede sadece zamansal ya da sadece uzaysal filtelee göe çok daha iyi sonuç veile.

50 4.2 Doğusal Olmayan Yöntemle 38 Doğusal zamansal dönüştüücüle, haeketin olmadığı duumlada mükemmel sonuç veile. Doğusal uzaysal yöntemle de dikey ayıntının olmadığı duumlada yan etki oluştumazla (Belles ve Haan, 1996). Bu nedenlele, doğusal yöntemlein dönüştüme mantığını zaaf göstediklei haeketli ve dikey ayıntıya sahip duumla için uygulanabili hale getimek GT-ST geçiş yöntemleinin uygulama alanlaını genişletecekti. Bu amaçla tanımlanmış pek çok doğusal olmayan yöntem vadı. Aşağıda bunlaın en yaygın kullanılanlaı veilmişti: DZ Medyan ilteleme Yöntemi DZ medyan filtele, doğusal DZ filteleden faklı olaak eksik satılaı elde etmek için doğusal işlemle yeine medyan işlemi yapala. Geek pefomans ve geekse uygulama kolaylığı nedeniyle DZ medyan filtele yaygın olaak tecih edilmektedi. Medyan filtele, işaet işlemede yaygın olaak kullanılı. Yapılan işlem, giiş önekleinin sıalanıp, ota değein çıkış olaak atanması esasına dayanı. Basamak ve yokuş yanıtlaının iyi olması, medyan filtelei göüntü işleme konulaında da çekici hale getii. Medyan işlemi doğusal olmayan bi işlem olduğundan, medyan filtelein matematiksel olaak incelenmesi oldukça zodu. Öneğin bi medyan filtenin tansfe fonksiyonunun çıkaılması mümkün değildi. Medyan filtelein analizinde genel yöntem, kök işaet analizidi. Eşik bileşim teoemine göe medyan filtelein kök işaetleinin ikili işaetle kullanılaak incelenmesi mümkündü. Bu duumda filtelein davanışlaı, çoklu-seviyeli işaetlelee olan davanışlaıyla benze olacaktı (Juhola, Nieminen, Salo ve Neuvo, 1989). Kendinden önceki ve sonaki alanlala olan bağlantısı, medyan filteye haekete uyum sağlama yeteneği kazandıı. Açık olaak haeket algılanmaz ya da hesaplanmaz ancak yapılan medyan işlemi haeketin sonuca etki etmesine sağla (Annegan, Doyle, enken ve Van Hees, 1998). Genellikle DZ filtele, komşu alanladan yüksek dikey fekans katkısını sınılayacak şekilde tasalanı. Bunun sonucu olaak, yatay haeket eden dikey ayıntısı olmayan cisimle için haekette hata oluşmaz. En basit DZ medyan filte üç noktalı olanıdı. Bi piksel elde etmek için mevcut alandan iki, bi önceki alandan ise bi pikselin medyan işlemine tabi tutulmasıyla istenilen piksel elde edili. İşleme gien pikselle Şekil 4.15 te veilmişti.

51 39 X = med( A, B, C) Şekil 4.15 Üç noktalı medyan filteleme için kullanılan pikselle o (, n), = med y y ( n) ( ( u, n), ( + u, n), (, n 1) ) y mod 2 = n mod 2 haicinde (4.16) Buada med(a, B, C) şu şekilde tanımlanmıştı : ( B < A < C) ( C < A < B) ( A B C) ( C B A A med ( A, B, C) = B ) (4.17) C haicinde Buadaki temel kabul, duağanlık duumunda C nin mevcut alan içindeki dikey komşulaın değelei aasında bi değe alma eğiliminde olduğudu. Bu da zamansal dönüşümle sonuçlanı. Ancak, haeket olması duumunda sonuç, uzaysal dönüşümdü. Çünkü, bu duumda mevcut alanda önekle aasındaki koelasyon en yüksek olma eğilimi göstei. Diğe filtelede, belli blokla yadımıyla kaa veilen filte tiplei aasındaki geçiş, medyan filtelede piksel temelli olaak yapılı. Eğe işaetle güültü taafından kilenmiş ise medyan filte kenalaa yakın yelede güültüye sebep olu. Bu kusu, medyan filteleme öncesi yumuşatma uygulanaak azaltılabili (Hwang, Lee ve Song, 1993). Medyan filtelemenin en önemli avantajı; ( t 1) 2 den (t, filte penceesinin uzunluğu) kısa dabelei sileken, kenalada ve palaklık geçişleinde yumuşamaya ya da keskinliğin azalmasına sebep olmamasıdı. Bu özelliklei sayesinde, medyan filteleme kendine güültü azaltma işleminde de ye bulmuştu (Salo, Neuvo ve Hämeenaho, 1988).

52 40 Medyan filtelemenin en önemli dezavantajı, dikey ayıntıyı bozması ve ötüşmeye sebep olmasıdı. Buna ek olaak, filtenin penceesi geniş olduğunda otalama değei hesaplamak zaman alan bi iş haline geli. Ancak, dikey kenaladaki üstün özelliklei ve donanım maliyetinin düşük olması, medyan filtelemeyi oldukça yaygın kılmıştı (Philips Semiconductos, 1995). Geniş medyan filtelede sonuca ulaşma süesini azaltmak için Salo, Neuvo ve Hämeenaho (1988) sonlu zamanlı yanıta sahip kama medyan filte (IR Median Hybid- MH) kavamını ilei sümüştü. MH lede, toplam çıkış mekez giiş öneği ile IR alt filtelein çıkışlaının otalamasıdı. Bu nedenle, sıalanması geeken değe sayısı filtenin boyutundan bağımsızdı. Boyutun büyümesi sadece alt filtelein boyutunu genişleti. iltenin işleyişine ilişkin akış diyagamı Şekil 4.16a da veilmişti. Şekil 4.16 a) Tek(dikey) doğultulu MH filte b) Medyan ağaç filte Bi diğe kavam ise yönden bağımsız olaak ayıntılaı kouyabilen medyan ve MH filtelein tasalanmasını mümkün kılan çok seviyeli medyan filteledi (Nieminen, Heinonen ve Neuvo, 1987). Çok seviyeli filtede, hesaplanması geeken eleman sayısı filtenin çıkışına yaklaştıkça azalı. Alt filtele, MH ya da medyan olabili. Şekil-4.16b de yatay ve dikey alt filtelee sahip bi iki seviyeye sahip çok-seviyeli medyan filte göülmektedi.

53 Kena Bağımlı Medyan ilteleme Yöntemi En basit kena bağımlı (KB) GT-ST geçiş yöntemi, kena satı otalamadı (Byun, Pak ve Kang, 2005). Ancak kena satı otalama (KSO) yönteminin pefomansı ağılıklı olaak güültüye ve piksel palaklıklaındaki değişime bağlıdı. Bu nedenle vektö-tabanlı KB GT- ST geçiş yöntemlei, piksel tabanlı KB GT-ST geçiş yöntemleindeki poblemlei azaltmak için kullanılmıştı. Vektölein doğultusunun belilenmesi ise en temel adım olaak kaşımıza çıkmaktadı. Kenaın yeini belilemek için muhtelif sayıda önek kullanılabili. Ancak yaygın olaak kullanılan altı noktalı medyan filtedi. Eğe haeketten dolayı esim içi dönüşüm geekiyosa, o zaman dönüşümün ana bant spektumunu kouması geeki. Bunu sağlamak için de en az zaalı filte yönü, yani haeketin doğultusundaki yön belilendikten sona, işaet bu doğultuda filteleni. Böylelikle kenalaa bağımlılık sağlanmış olu. Dönüşümden elde edilen X öneği, kendi komşusundan hesaplanan bi palaklık gadyan beliteci ile belileni. X X = X X A C B ( A < C D ) ( A < B E ) ( C D < A ) ( C D < B E haicinde ) (4.22) Buada X A, X B ve X C aşağıdaki gibi tanımlanmıştı. A + X A =, 2 B + E X B =, 2 C + D X C = (4.23) 2 Şekil 4.17 Kena bağımlı dönüşüm için kullanılan pikselle

54 42 A, B, C, D, E,, G ve H piksellei Şekil 4.17 de göülmektedi ve aşağıdaki gibi tanımlanmıştı : ( ) n u u A y, = ( ) n u B y, = ( ) n u u C y, + = ( ) n u u D y, + = (4.24) ( ) n u E y, + = ( ) n u u y, + + = Komşu önekle aasında fak olmaması, işaetin bu doğultuda duağan olduğunu kesin olaak belitmez. Öneğin, güültü ya da ötüşme, kaaı olumsuz etkileyebili. Bi kena algılayıcı, belli yönlede optimum sonuca ayalanmış biden fazla işleme kipinin anahtalanması ya da yavaş geçişi için kullanılabili. Yatay kenalaın algılanmasını daha güvenili hale getimek için (B-D) ve (B-) faklaı da medyan işlemine dahil edilebili. Kena algılamanın devamlılığını sağlamak için aynı zamanda komşu pikselin kena doğultusu da kontol edilebili (Salonen ve Kalli, 1993). Bunun için doğultusal kena algılama opeatölei kullanılabili. Kena bilgisinin devamlılığı, yakın komşulada baskın bi ana doğultu aayaak daha da attıılabili. Ancak, ötüşme poblemi hala devam ede Ağılıklı Medyan ilteleme Yöntemi Medyan filtelein bi üst hali olan ağılıklı medyan filtelede bazı giiş öneklei sıalama işlemine biden fazla kee sokulu ya da sonuca olan katkısı ağılık adı veilen katsayıla yadımıyla yüksek tutulu. Bu duum öneğin çıkış olma olasılığı attıı. ilte giişine ağılıkla atamak suetiyle, yapılan işlemin esmin içeiğine uygunlaştıılması sağlanabili. Buna bi önek aşağıda veilmişti : Çıkışı belilemek için şu fomül kullanılacaktı : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ( ) ) ( ) = n b n a n u u n u n u u n u u n u n u u med n y y y y y y o, 1,,,,,,,,,,,,,,, (4.18) ( ) ( ) ( ) [ ] n u n u n y y,, 2 1, + + = (4.19)

55 43 Buada (, n), mevcut alanda hesaplanan pikselin satı otalama ile elde edilmiş ön tahmin değeidi. a ve b, ağılıkla; ise ağılık işlemini temsil etmektedi. Medyan işlemi için Doyle ve Looymans (1990) taafından kullanılan medyan işlemine benze bi tanım kullanılacaktı. Ancak buada işleme ağılıkla ve geçmiş değe de katılıp, yöntemin haeketin valığına uyumunun attıılması sağlanacaktı. X X X = X X D A C B Xˆ Jˆ A < A < C D C D < A haicinde Xˆ Jˆ A C D < < < B E B E B E Xˆ Jˆ < C D (4.20) Buada, Xˆ ve Ĵ ağılıklı piksel değeleini simgele ve aşağıdaki gibi hesaplanı : X ( B + E) =, X = b X 2 ˆ, J = (, n 1 ), Jˆ = a J (4.21) Göüldüğü gibi, a ve b değeleinin değişmesiyle filtenin yapısının değiştiilmesi mümkündü. Öneğin, a = 0 ve b = 3 seçilise mevcut alanın filtenin sonucuna etkisi daha fazla olu. Bu nedenle filte uzaysal dönüşüm geektien haeketli sahnelee uyalanmış olu. Diğe yandan a = 3ve b = 0 seçilise tam tesi olaak bi önceki alanın sonuca etkisi daha fazla olu ve zamansal dönüşüm yapılı. Bu yöntem, duağan sahnele için uygun olacaktı. Veilen sıfı ve üç değeinin aasındaki değele için filte haeketin beligin olmadığı duumlaa uyalanmış olu. Deneyle a = 2 ve b = 1 değelei kullanıldığında yöntemin en iyi sonucu vediğini göstemişti (Juhola, Nieminen, Salo ve Neuvo, 1989). Bu değelendime ile ilgili tablo Çizelge 4.1 de veilmişti.

56 44 Ağılıklı medyan ilteleme a = 3 b = 0 a = 0 b = 3 a = 2 b = 1 Doğultu- Bağımlı Medyan ilteleme Satı Otalama Dugun Haeketli Çizelge 4.1 Test esminden elde sonuçlaa ait KOH değelei (Juhola, Nieminen, Salo ve Neuvo, 1989) Bu filte bi 33 pencee kullandığından, ( t 1) 2 den kısa olduğu için bi piksel genişliğindeki satılaı sile. Çünkü bi alan içinde aka akaya iki satı, çeçevede üç satıa kaşılık düşe. Aada olan satı hakkında çok az bilgi olduğundan ve yüksek dikey ayıntı teşkil edebileceğinden, piksellein bi ayıntı ya da bi haeketin devamı olup olmadıklaını anlamak mümkün olmaz. 4.3 Kama Yöntemle Liteatüde öne süülmüş pek çok kombinasyon vadı. Bunladan bii bi DZ filte ile beş noktalı medyan filtenin bileştiilmesidi (Lethonen ve Renfos, 1990). DZ filtenin çıkışı, beş noktalı medyan filtenin giişleinden biidi. Kalan döt giiş, DZ önekleme ağındaki en yakın komşuladı. Başka bi yöntem olaak, medyan filtenin giiş elemanlaının yelei yatay düzlemde genişletilebili. üç noktalı filte, yedi noktalıya genişletili ve şöyle tanımlanı : i, ) ( n) = med( A, B, C, D, E, (, n 1) (4.25) Buadaki A, B, C, D, E ve Şekil 4.14 te göülmektedi ve (4.24) ile tanımlanmıştı. Bu yöntem, bi haeket algılayıcısıyla genişletilmişti (Haavisto, Juhola ve Neuvo, 1990). Buada, ağılıklı medyan filtelemeye temel olaak bi yedi noktalı uzaysal-zamansal filte öneilmektedi. Medyan filtenin giişindeki piksellein ağılıklaı ya da önemlei haeket algılayıcısı taafından kontol edilmektedi.

57 Bu duumda çıkış şöyle tanımlanı : 45 (, n) (, n) = B + E o med ( ) A, B, C, D, E,, α, n 1, β 2 y mod 2 = n mod 2 haicinde (4.26) Buada α ve β tam sayıladı. α, yüksek değele aldığında çıkış alan ekleme ile, buna kaşılık β yüksek değele aldığında ise çıkış satı otalama ile belileni. Başka bi yöntemde, dugun, yavaş ve hızlı haeketle için ayı sonuçla veen bi 3-seviyeli haeket algılayıcı kullanılmıştı (Simonetti, Caato, Ramponi ve ilisan, 1993). Bu analize göe üç dönüştüücüden bii kullanılı. Dugun esimle için, zamansal IR filte seçili. Yavaş haeketin olduğu duumlada ağılıklı kama medyan filte (weighted hybid median filte=whm) olaak adlandıılan bi filte kullanılı. Hızlı haeketlein valığı duumunda ise bi uzaysal filte kullanılı. Bu duumda çıkış şu şekilde tanımlanı: o (, n) (, n) 1 ( ( ) ( )), n 1 +, n + 1 = 2 A + B + E C + D G + H med α 0, α1, α 2, α c0b + c1e + c2g + c3h y mod 2 = n mod 2 dugun (4.27) yavaş hıızl α i katsayılaı Webes Yasası na * göe hesaplanı (Jain, 1989). Buada β değelei aşağıdaki gibi belileni: β β o 2 = = A + A C + D C D β = 1 β = 3 B + E B E G + H G H (4.28) Buada, β nin minimum, α = 2 ve α = 1 j i olduğu vasayılmaktadı. i i j Başka bi yöntem olaak, haeketin algılanması için bi önceki alandaki alçak geçien filteden geçmiş çeve ile bi sonaki alandaki çeve kaşılaştıılabili (Kim ve Cho, 1995). İki * Webes Yasası : Göz, kaanlık bölgeledeki küçük palaklık değişimleine, palak bölgeledekinden daha hassastı.

58 46 çevedeki bibiine kaşılık gelen piksellein aasındaki mutlak fakın ağılıklı toplamı bi haeket eşiğini aşasa haeket algılanmış olu. Bu şekilde, dikey kenala düşeyde komşu olan piksellein mutlak fakının bi eşikle kaşılaştıılması ile bulunu. Kena ve haeket algılayıcılaına bağlı olaak, elde edilen satılada çıkışla (4.29) da veilen zamansal otalama ve (4.30) da veilen kena-bağımlı dönüşüm aasında değişi. ( ) ( ) ( ( 1, 1, 2 1, + + = n n n i )) (4.29) ( ) ( ) ( ) ( ) ( n u u l m n u lu n y y i,, 2 1, = ) (4.30) Buada dönüşüm doğultulaı, l ve m, geniş vektö koelasyonlaı ile belileni. ( ) () () = = L L i i i V i U m l D γ, (4.31) Buada, i γ ağılığı temsil edeken U ve V şöyle tanımlanmıştı : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = n u m u l L n u lu n u u l L U y L y L y L, :, :, (4.32) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = n u m u l L n u u l m n u m u l L V y L y L y L, :, :, (4.33) En küçük D(l,m), l ve m değelei belile.

59 4.4 Haeket Uyalamalı Yöntemle 47 Haeketin olmadığı duumla için doğusal dönüştüücüle en iyi çözümdü. Dikey ayıntının olmadığı duumlada doğusal metotlaın hiçbi hatası yoktu. Bu nedenle, aynı dönüştüme mantığını haeketli veya dikey ayıntıya sahip alanlaın çeçevelee dönüştüülmesine uygulamak mantıklıdı. Haeketin valığı iki alan aasındaki fakladan elde edilmeye çalışılı. Ancak güültü nedeniyle, esim dugun olsa bile esimle aası fak sıfı olmamaktadı. Ayıca bazı sistemlein kendine has bazı poblemlei vadı. Önek olaak, enk taşıyıcılaı enkli alanlada haeket eden güültülee sebep olu. Geçmeli taama, dikey ayıntının kıpışmasına ve dolayısıyla haeket gibi göülmesine sebep olu (De Haan ve Belles, 1998). Geek GT-ST geçiş ve geekse MPEG kodlama için yaygın olaak kullanılmalaı sebebiyle haeket uyalamalı yöntemle ayı bi bölüm olaak Bölüm-5 te incelenmişti. 4.5 Haeket Kompanzasyonlu Yöntemle GT-ST geçiş yöntemleinin en gelişmiş olanlaı haeket kompanzasyonlu (motion compensation) olanlaıdı. Diğe bazı yöntemle gibi, haeket kompanzasyonlu (HK) yöntemle de haeketin doğultusunda ya da ilişkinin en yüksek olduğu doğultuda dönüştüme yapmayı amaçlala. Haeketin doğultusu, haeket vektöleinin belilenmesiyle elde edili. Temel amaç haeketli dizilein haeketsiz dizilee dönüştüülmesini sağlamaktı. Bu duumda, dugun esimlede iyi sonuç veip haeketli esimlede zayıf kalan yöntemleden yaalanmak mümkün olacaktı. Şu ana kada anlatılmış olan yöntemle, haeket kompanzasyonlu için de kullanılabilile. HK alan ekleme, HK alan otalama, HK DZ filteleme, HK medyan filteleme ve kena bağımlı yöntemle de öne süülmüştü. Bu tü yöntemlede temel poblem, haeketin kompanze edilmesi için öngöülen haeket vektöünün belilediği noktanın dikey düzlemde taama satılaına denk gelmeme olasılığının olmasıdı. Bu poblemi aşmak için bazı yeni yöntemle öne süülmüştü. Zamansal geiye dönük izdüşüm (tempoal backwad pojection), zaman yinelemeli GT- ST geçiş (time-ecusive deintelacing), uyalamalı-yinelemeli GT-ST geçiş (adaptiveecusive deintelacing), genelleştiilmiş önekleme teoemini temel alan yöntemle (genealized sampling theoem deintelace) ve bazı kama yöntemle bunla asında sayılabili (De Haan ve Belles, 1998).

60 48 Haeket kompanzasyonlu yöntemle henüz tüketici elektoniğinde yaygınlaşmamıştı. Bunu temel sebebi, hala bu taz üünle için pahalı bi çözüm olmasıdı. Ancak pofesyonel stüdyo cihazlaında yaygın olaak kullanılmaktadı. TV uygulamalaı için sunulmuş bazı çözümle mevcuttu. Philips Semiconductos fimasının PNX5000 seisi video işlemcilei bi önek olaak veilebili. Kullanımının yaygın olmaması sebebiyle haeket kompanzasyonlu yöntemle ayıntılı incelenmemişti.

61 BÖLÜM 5 HAREKET UYARLAMALI GT-ST GEÇİŞ Diğe GT-ST geçiş yöntemleine göe tüketici uygulamalaında en yaygın kullanıma sahip olması nedeniyle haeket uyalamalı yöntemle ayı bi öneme sahipti. Hemen he televizyon uygulamasında bu yöntem kullanılı. Bunun sebebi, maliyet ve pefomans olaak diğe yöntemlele kaşılaştııldığında he iki açıdan da tatminka olmasıdı. Ancak daha üst seviye uygulamala için haeket uyalamalı yeine haeket kompanzasyonlu yöntemle kullanılı. Dödüncü bölümde anlaşıldığı gibi, haeketin olmadığı duumla için doğusal dönüştüücüle (intepolato) en iyi çözümdü. Dikey ayıntının olmadığı duumlada ise doğusal yöntemlein hiçbi hatası yoktu. Bu nedenle, aynı dönüştüme (intepolation) yöntemini haekete veya dikey ayıntıya uygulamak mantıklıdı. Bu amaçla, konunun temeli olan haeketin algılanması ve haeket vektöünün belilenmesi, bu vektölein yadımıyla GT-ST geçişin yapılması gibi konula aşağıda başlıkla halinde incelenmişti. 5.1 Video İşaetleinde Haeketin Algılanması Haeketi algılamak için iki esim aasındaki fak hesaplanı ve buadan haeket eden pikselle yani aynı ya da benze değede olup başka pozisyonda olan pikselle belileni. Bu işlem esim genellikle paçalaa ayılı ve bu şekilde aama yapılı. Blokla haeket eden ve duağan olaak iki guba ayılı. Bundan sona duağan blokla, zamansal yöntemlele, haeket eden blokla is uzaysal yöntemlele yeniden elde edilile (B. Henng, 2001). Ne yazık ki, güültü nedeniyle, esim dugun olsa bile esimle aası fak sıfı olmamaktadı. Ayıca bazı sistemlein daha faklı poblemlei vadı. Önek olaak, enk taşıyıcılaı, enkli alanlada haekete sebep olu. Geçmeli taama dikey ayıntıya sahip kısımlada haekete sebep olu (G. De haan, E.B. Belles, 1998). Bu poblemle göstemektedi ki; haeket algılayıcının çıkışı, haeketin olasılığını beliten iki seviyeli değil, çok seviyeli bi işaet olmalıdı. Bu nedenle, çoğu duum için kabul edilebili bi pefomans gösteecek haeket algılayıcıyı geçekleştimek için bazı kabullee ihtiyaç vadı.

62 Genel kabulle şöyledi : Güültü küçük, işaet ise büyüktü. 2. Renk taşıyıcısı etafındaki spektum haeket bilgisi taşımaz. 3. Düşük fekansladaki eneji, ötüşme ve güültüdekinden fazladı. 4. Cisimle, piksellee oanla büyüktü. Bu kabullei temel alan bi haeket algılayıcının blok diyagamı Şekil 5.1 de veilmişti. Zaman boyutundaki fak işaeti, önce 2 ve 3 numaalı kabulleden yaalanmak için bi alçak geçien filteden geçiili. İşaet doğultulduktan sona 3 numaalı kabule dayanaak, devamlılığını attımaya yaayan başka bi alçak geçien filteye uygulanı. Son blokta bi doğusal-olmayan (ama monoton) tansfe fonksiyonu işaeti 1 no lu kabulü kullanaak bi olasılık değeine kaşı düşüü. Bu son blok, beklenilen güültü seviyesine göe uyalanabili. Şu da unutulmamalıdı ki, buada olasılık adlandıılan değişken, o pikselin esmin haeket eden kısmına aitliğinin bi ölçüsüdü ve geçek bi olasılık değişkeni değildi. Şekil 5.1 Bi haeket algılayıcının genel yapısı Yukaıda bahsi geçen tüden bi haeket algılayıcı ancak sıalı çeçevele için kullanılabili. Nitekim, geçmeli alanlaın fakını almak mümkün değildi. Çünkü bi çift alanı tek alandan çıkamak istediğinizde çift alandaki piksellein kaşılıklaı tek alanda yoktu. Bu engeli aşmak için bazı yöntemle öne süülmüştü (B. Henng, 2001). Haeketi algılamak için biden fazla haeket algılayıcı kullanılabili. İki komşu alan değil de daha fazla komşu alan üzeinde çalışan haeket algılayıcılaı kullanılaak ve bunlaın çıkışlaının mantıksal ya da doğusal bileşimi hesaplanaak daha güvenili sonuçla elde edilebili. Bu işlemle ilgili yöntemle aşağıda veilmişti. En basit yöntemleden bii, eldeki mevcut alana GT-ST geçişi uygulanmasıdı. Bi kee çeçeve elde edildikten sona haeketin algılanması için adışık çeçevelein fakının alınması

63 51 yeteli olacaktı. Geçiş için hehangi bi uzaysal yöntem kullanılabili. Bi pikselin değei tahmin edildiğinde aynı pikselin bi önceki alandaki değei ile olan mutlak fakı haeketin valığını belileyecekti. Bu yöntemde haeketin algılanması için sadece iki alan kullanılmıştı. Bu basit yöntemde poblem, eksik pikselin tahmini esnasında yapılan hatanın, esimdeki dikey ayıntılaın haeket gibi algılanmasına sebep olmasıdı. Ayıca, pikselin alt ve üstünde bulunan diğe piksellele aasında bi ilişki olmak zounda değildi ve mutlak fak haeketin algılanmasında kullanmak için uygun olmayabili. Başka bi deyişle haeketin olmadığı duumlada da haeket algılanabili. Bu sebepten dolayı yanlış algılanan haeketle, olması geekenden daha fazla uzaysal geçişe sebep olacak ve video kalitesini düşüecekti. Şekil 5.2 İki alanlı haeket algılama Başka bi yöntem ise üç alandan yaalanaak haeketin algılanmasına dayanı. Bi alandaki haeketin algılanması için, bi önceki ve bi sonaki alanlaın fakı kullanılı. Elde edilen fak yaklaşık olaak haeketi temsil edebili.

64 52 Şekil 5.3 Üç alanlı haeket algılama Daha hassas algılama sağlamak için döt alandan faydalanılabili (R. Li, B. Zeng, M.L. Liou, 2000). Bu yöntemde sadece pikselin önceki ve sonaki zamansal komşulaı değil, bi önceki alandaki uzaysal komşulaı da kaşılaştımaya katılı. Buada haeketin valığı (5.1) eşitliğiyle, Şekil 5.4 te veilen piksel tanımlaı yadımıyla elde edili. M = U V K = R S haeket = MAK( M, K, N) N = X Y (5.1) He ne kada üç alan algılamaya göe daha az hata yapsa da bu yöntemde de bazı haeketle kaçıılabili. Şekil 5.4 Döt alanlı haeket algılama

65 53 Haeketin algılanması için en iyi ve an veimli yöntem beş alanlı algılamadı (B. Bhatt, 1994). Bu yöntemde, döt alanlıdaki üç noktalı kaşılaştıma yeine beş noktalı kaşılaştıma yapılı. M pikseli için elde edilen faklaın ağılıklı bileşimi kullanılı. Şekil 5.5 Beş alanlı haeket algılama A = U V B = R S C = X Y D = S T (5.2) E = Y Z olsun. Bu duumda, B + C D + E haeket = mak A,, (5.3) 2 2 Bu yöntem fazladan bi iyileştimeye daha izin vei. 3-alanlı algılamanın haicindeki tüm algılama yöntemlei, haeketin zamandaki doğultusunu sadece gei yönde aa ve mevcut ile önceki çeçevelein fakına odaklanmışladı. Bu nedenle bu yöntemle zamansal GT-ST geçişi için bi önceki alanı kullanıla. Ancak 5-noktalı algılamada hem gei hem de ilei yönde aama yapılmakta ve bi önceki ya da bi sonaki alandan hangisinin kullanılacağı hemen anlaşılamamaktadı. Bu ne-

66 54 denle, zamansal GT-ST geçişi için aşağıdaki gibi bi medyan işlemi öneilmişti (B. Bhatt, 1994). S + Y M = med, U, V 2 (5.4) Buadaki medyan işlemi, bi önceki ya da bi sonaki alana ait pikselleden uzaysal dönüşümle elde edilen sonuca en yakın olanı tekala. He ne kada 7 ya da 9-alanlı haeket algılama yöntemlei olsa da 5-alanlı en yeteli ve veimli olan yöntem olaak kabul gömüştü. Haeket algılayıcı, bii dugun diğei haeketli esimle için optimum olan iki kip aasında anahtalama yapmak ya da yumuşak geçiş yapmak için kullanılı. Haeket algılayıcının çıkışına göe esmin özelliği sezili ve ona uygun bi yöntem uygulanı. Zamansal ve dikey filteleden oluşan bi haeket uyalamalı anahtalama, ötüşmeyi bastııp DZ domenindeki geçek fekans içeiğini koumak için kullanılabili. Şekil 5.6 da bi beş alanlı haeket algılayıcının çıkışına önek veilmişti. Şekil 5.6 Yatay haeket için seçilmiş olan test dizisi için beş alanlı algılayıcıdan elde edilen çıkış

67 5.2 Haeket Uyalamalı Yöntemle 55 Ötüşme elemanlaını bastımak ve 2-boyutlu DZ fekans boyutundaki geçek elemanlaı koumak için, haeket uyalamalı yavaş geçiş (fading) uygulanmak suetiyle zamansal ve dikey filtele bileştiilebili (Achiba ve Ishikua, 1984), (Podan, 1986). Böylelikle hem zamansal hem de uzaysal filtelein faydalaı yöntemde bi aaya getiilebili. Aşağıda veildiği gibi bii haeketli diğei dugun esimle için belilenmiş iki çıkış, haeket algılayıcının belilediği bi kaışma oanı ile bileştiilebili. o, = α f du ha ( n) (, n) (, n) + ( 1 α ) (, n) y mod 2 = n mod 2 haicinde (5.5) Buada, du esmin dugun, ha ise haeketli kısmına ait sonuçlaı, α ise haeket algılayıcının belilediği kaışma faktöünü temsil ede (Bock, 1994). İyi tanımlanmış bi DZ filtenin de en iyi haeket-uyalamalı filte kada iyi sonuçla veebileceğini düşünenle de vadı. Bunun sebebi olaak, anahtalama etkisini kaldımak için yapılan yavaş geçişin DZ filteleme benzei bi yapısı olduğunu, haeket algılayıcıya geek olmadan bu kaakteistiğin elde edilebileceği öne süülmektedi (Seth-Smith ve Walke, 1996). İkiden fazla dönüştüücü aasında yavaş geçiş yapılması öneilmişti. Dönüştüülen satı yüksek fekans bilgisi bi önceki satıdan alınabili. Düşük fekans bilgisi ise bi haeket uyalamalı dönüştüücü ile belilenebili. o (, n), = H y av L ( n) ( u, n) + α (, n) + ( 1 α ) (, n 1) y mod 2 = n mod 2 haicinde (5.6) Buada, H ve L giişin alçak ve yüksek geçien filteden geçmiş halini temsil ede. α, haeket algılayıcı taafından kontol edili. av ise aşağıdaki tanımlanmıştı. av ( u, n) + ( + u, n) L y L y = (5.7) 2

68 56 Bu yöntem, alanla aasındaki faktan yaalanı. Haeketin olmadığı duumlada, alan ekleme; ciddi bi haeket olduğunda ise satı otalama kullanılı. Küçük esim faklılıklaı aa bi sonuç vei (illiman ve Chistophe, 1992). Bi alan için haeket yeine dikey köşelein algılanması da öneilmişti. Kena algılayıcının çıkışı aşağıdaki gibidi (Hentschel, 1989), (13, 1990): ED (, n) = g{ ( u, n) ( + u, n) } y mod 2 n mod 2 y y (5.8) Buada, g kenaın valığını belileyen doğusal olmayan bi fonksiyondu. g fonksiyonunun çıkışı ya sıfıdı ya bidi. Bu algılayıcı, haeketli ve duağan esimlei bibiinden ayımak yeine, zamansal dönüştümenin neede avantajlı olduğunu göstemektedi.

69 BÖLÜM 6 DENEYLER ve SONUÇLARI Önceki bölümlede şu ana kada öne süülmüş olan GT-ST geçiş yöntemleinin kullanımı en yaygın olanlaı ve geçeklenmesi mümkün olanlaı incelenmişti. Bu bölümde anlatılan yöntemlein pefomanslaı değelendiilecek, avantaj ve dezavantajlaının gözlenmesi sağlanacak ve bi sonuca vamak amacıyla elde edilen sonuçla kaşılaştıılacaktı. Pefomanslaı değelendimek için belli içeiklee sahip, yöntemle aasındaki faklaı otaya koyabilecek beş adet test dizisi seçilmişti. Bu dizilein ikisi dugun diğelei ise muhtelif yönlede haeket içemektedi. 6.1 Deney Aşamalaı İlk olaak test dizileinin işleme yapılabilecek fomata getiilmesi geekmektedi. Bu amaçla, test dizilei muhtelif uzunluklada AVI fomatında kaydedilmişti. Bu fomattaki bi dosya MATLAB pogamına stuctue değişkeni olaak kaydedilebilmektedi. Test dizilei MATLAB otamına kaydedildikten sona GT-ST geçiş işlemlei uygulanmıştı. Çıkış dizilei elde edildikten sona sonuçlaın önyagı ve göz yanılgısına fısat vemeden objektif bi şekilde kaşılaştıılması geekmektedi. Bu amaç için kaesel otalama hata (KOH) kullanılacaktı. Aşağıda kaesel otalama hataya ait fomül veilmişti : KOH i 1 N ( n) = [ f (, n) fout (, n) ] P P 2 (6.1) Buada, P ölçüm yapılan penceeyi, N P, pencee içindeki önek sayısını, f (, n), n alanındaki oijinal öneklei, f ( o, n), seçilen yöntemden elde edilen çıkışını simgelemektedi. P içindeki tüm satıla hesaba dahil edilecekti. Buada yapılan işlem, geçiş yöntemiyle elde edilen çeçeve ile oijinal çeçeve aasındaki fakın hesaplanmasıdı. KOH değeinin youmlanması şu şekilde olacaktı: Düşük KOH değei, elde edilen çeçeve ile oijinal aasında fakın az olduğu anlamına gelecek ve yöntemin oijinale yakın

70 58 sonuçla vediğini gösteecekti. Tam tesi olaak da yüksek KOH değei yöntemin geçek değelee ulaşmada başaılı olamadığını belitecekti. He ne kada KOH değei kaşılaştıma için sayısal değele sağlamak adına büyük önem taşısa da yapılan deneylede bu değein bazı duumlada yanıltıcı olabildiğini göstemişti. Düşük KOH değeine sahip bi çeçeve he zaman aslının kabul edilebili seviyede benzei olmamaktadı. Öneğin, alan ekleme ve alan otalama ile elde edilen bazı çeçevele düşük hata değeleine sahip olsala da haeketin olduğu kısımlada (ki esimlein bu kısımlaı genelde izleyici taafından takip edilen alanla olmaktadı) ciddi taaklanma göülmekte ve GT-ST geçişin amacına uymayan sonuçla doğmaktadı. Yöntemlein kaşılaştıılması ve pefomanslaının ölçülmesi için altı ayı test dizisi kullanılmıştı : Yöntemlein uzaysal dönüşümdeki başaılaını değelendimek için bi duağan dizi seçilmişti. UBK test esmi, dikey kena ve ayıntı içemekte ve yöntemlein dikey düzlemdeki başaılaı hakkında fiki vemektedi. Yatay haeket eden kenalada oluşan hatalaı incelemek için dikey kena ve ayıntıya sahip bi dizi (Ice Age) seçilmişti. Dikey haeket esnasında keskin kenalaa sahip cisimlede oluşabilecek hatalaın incelenmesi için aşağıdan yukaı haeket eden bi asansöü içeen bi dizi (Sta Was Asansö) seçilmişti. Haeket mümkün olan en çok doğultuya sahipken oluşabilecek hatala, yakınlaştıma içeen kontast ayıntısı olmayan bi dizi (Sta Was Kulele) ile incelenecekti. Haekete olan hassasiyet ve haeket uyalamalı yöntemlein haeketi algılamadaki başaısını değelendimek için değişik yönlee haeket eden cisimlein bulunduğu bi dizi (Sta Was Aena) seçilmişti. Seçilen dizilee ait bie çeçeve Şekil 6.1 de veilmişti. Test dizileine aşağıdaki yöntemle uygulanmıştı: 1. Satı Tekaı (ST) 2. Satı Otalama (SO) 3. Alan Tekaı (AT) 4. Alan Otalama (AO)

71 59 5. Yedi-noktalı Medyan ilteleme (DZ) 6. Üç-noktalı DZ Medyan ilteleme (meddz) 7. Ağılıklı Medyan ilteleme (Amed) 8. Kena Bağımlı Medyan ilteleme (Kmed) 9. Haeket Uyalamalı Ağılıklı Medyan ilteleme (HU Amed) 10. Haeket Uyalamalı Kena Bağımlı Medyan ilte (HU Kmed) Şekil 6.1 Test dizileinden çeçevele Haeket uyalamalı yöntemle için daha önce anlatılan beş alanlı haeket algılayıcı kullanılmıştı. Algılayıcıdan alınan sonuçla, hem haeket miktaını hem de haeketin zamandaki yeini belitmektedi. Haeketin zamandaki yei, zamansal dönüşüm yapıldığında hangi alanın (önceki ya da sonaki) dönüşüm için kullanılacağını belile.

72 60 HU ağılıklı medyan filtede ağılıkla, haeket algılayıcıdan gelen haeket miktaına göe dugun, yavaş ya da hızlı haekete uygun olacak şekilde atanmaktadı (Juhola, Nieminen, Salo ve Neuvo, 1989). HU kena bağımlı filtede ise kena bağımlı medyan filte ve alan otalama ile elde edilen iki ayı sonuç, (5.5) denkleminde veilen yumuşak anahta kullanılaak çıkış pikseli hesaplanmıştı. 6.2 Deney Sonuçlaı ve Değelendimele Şekil 6.2 de yöntemleden elde edilen hata sonuçlaının otalamalaından oluşan bi kaşılaştıma veilmişti. Duağan ve haeketli dizileden elde edilen hatala, ayı sütunlada veilmişti. KOH [10e-5] Dugun Haeketli ,4 140, ,0 16, ,2 23,6 22,9 19,9 20,5 19, ST SO AT AO DZ meddz Amed Kmed HU Amed HU Kmed Şekil 6.2 Yöntemleden elde edilen hata değeleinin dugun ve haeketli dizilee göe otalama değeleini içeen KOH gafiği Şekil 6.2 de göüldüğü gibi, ST (satı tekaı) dugun esimle için en çok otalama hata veen yöntemdi. Bunun sebebi, yöntemin çeçevenin dikey çözünülüğünü yaıya indimesi ve eksik satılaı mevcutlaa eşitlemesidi. Şekil 6.3 te bii ST filte, diğei yedi noktalı DZ filteden elde edilmiş iki çeçeve veilmişti.

73 61 Şekil 6.3 a ) ST ve b) DZ filtenin dikey çözünülüğe etkisi Diğe yandan, haeketin olmaması alan tekaı ve alan otalamanın hatasız sonuç vemesine imkan vemektedi. Aynı zamanda üç noktalı medyan ve yedi noktalı DZ filte de dugun esimle için oldukça iyi sonuçla vemişti. Bunun sebebi, bu iki filtenin geçmiş alanlala olan bağının kuvvetli olmasıdı. Satı otalama (SO) haeketli esimlede iyi sonuçla vemiş olmasında kaşın dugun esimle için aynı duum söz konusu değildi. Dikey ayıntı ve yüksek dikey fekanslı kısımlada satılaın otalanmasından dolayı ayıntı ve keskinlik azalı. Satı otalamadan kaynaklanan yan etkilee bi önek Şekil 6.4 te veilmişti. Şekil 6.4 a) Satı otalama ile elde edilen çıkışta, çözünülüğün azalmasından dolayı kenalaın devamlılığının bozulması b) UBK esminin aslı Kena bağımlı ve ağılıklı medyan filtele, he ne kada belli kaa adımlaına sahip olsala da sonuçta yaptıklaı işlem satı otalama olduğundan dugun dizideki hatalaı yüksek olmaktadı. Kenalaa olan bağımlılıklaı, hatalaının satı otalamaya göe daha yüksek olmasına neden olu. Dikey ayıntıdan dolayı yöntem, çıkış esmini aşağı doğu kaydıma eğilimindedi.

74 62 Haeket uyalamalı yöntemleden HU Amed, algılanan haekete göe ağılıklaı zamansal ve uzaysal dönüşüme göe belile. Ancak dugun pikselle için çıkış satı otalama ve alan eklemeden elde edilen sonucun otalaması olduğu için satı otalamadan gelen hata, dugun esimledeki pefomansı düşüü. HU Kmed ise algılanan haeketi yumuşak anahtada kullandığı için piksel dugun olduğunda çıkış alan ekleme olacaktı. Bu nedenle HU Kmed dugun esimlede hata yapmaz. Dugun dizilede hiç hata yapmayan HU Kmed yöntemi, haeketli dizilede iyi sonuç vemişti. HU Kmed yönteminden elde edilen sonucun Kmed yöntemine yakın olmasının sebebi, test edilen dizilede hemen hemen çeçevelein tümünün haeketli olması ve HU Kmed çıkışının uzaysal dönüşüme yani Kmede yakın olmasıdı. Ancak kaşılaştıma açısından bakılısa Kmed dugun dizide oldukça kötü sonuç vemektedi. Şekil 6.2 de göüldüğü gibi, haeketli dizilede en kötü sonuçla AT ve AO yöntemleinden gelmişti. Bunun sebebi, aka akaya gelen alanlada haeketli kısımlaın bibiini tutmaması ve hataya sebep olmasıdı. Tahmin edilebileceği gibi haeketin yatay olması ve hızı hatanın atmasına sebep olacaktı. Haeketlein yavaş olduğu Sta Was Kulele ve Sta Was Aena dizileinde AT ve AO nun hatalaının düşük olmasının sebebi budu. Bu dizilee ilişkin hata gafiklei Şekil 6.10 ve 6.11 de veilmişti. Haeketli dizilede en iyi sonuç DZ filteden elde edilmişti. Hem uzaysal hem de zamansal dönüşüm yapması sebebiyle haeketli ve haeketsiz dizile için elde edilen sonuç kabul edilebili seviyededi. Ancak yatay haekette iyi sonuçla veen DZ filtele dikey haeketlede Şekil 6.5 te veilen yan etkilee sebep olmaktadıla. Bu duum satı kıpışmasının oluşmasına sebep olmaktadı. Alanda eksik olan satı teka elde edilemediğinden bi sonaki alan ile satı olaak fak oluşu ve kıpışma göülü.

75 63 Şekil 6.5 DZ filtelein dikey kenalada oluştuduklaı yan etkile a) DZ filteden elde edilen çeçeve b) Asıl çeçeve Ayıca DZ filte, dikey keskinliği azaltma ve kenalada yumuşamaya sebep olmaktadı. Bunun sebebi, pikseli hem dikey hem de zamansal komşulaının otalamasından elde etmesidi. Yapılan otalama işlemi, kenaladaki keskinliği azaltmaktadı. Şekil 6.6 da buna bi önek veilmişti. Şekil 6.6 DZ iltenin sebep olduğu dikey keskinlikteki azalma a) DZ filteden elde edilen çeçeve b) Asıl çeçeve