Bildanalyse und neue Workflows für eine verbesserte Bildqualität bei der Distribution

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1 Bildanalyse und neue Workflows für eine verbesserte Bildqualität bei der Distribution dirk hildebrandt wavelet beam 21 April 2015 FKTG Regionalgruppe Rhein-Main

2 AGENDA: > Rauschanteile und Bildqualität > Bildanalyse > Notwendige Erweiterungen des Metadaten-Workflows > GPU basierte Systeme für Broadcast und Film > Zusammenfassung > Demo 2

3 OUR MISSION Every video in any resolution and bandwidth in the best possible quality 3

4 RAUSCHANTEILE UND BILDQUALITÄT 4

5 RAUSCHANTEILE UND BILDQUALITÄT Trennung von Rauschanteilen und Bildinformationen Ohne Verlust der Auflösung und/ oder Bildqualität + = Bildverbesserung Sonst: vermeintlich gutaussehende Bilder bei gleichzeitiger Verringerung der Auflösung! 5

6 RAUSCHANTEILE UND BILDQUALITÄT VISUAL LOSSLESS - NOISE ARTIFACTS (4K-BLUE CHANNEL) 6

7 IMAGE ANALYSES: > Noise Management > Picture quality measurement: weighted PSNR > Optimized video encoding (Video cleanup) 7

8 IMAGE ANALYSES: PSNR 8

9 IMAGE ANALYSES: PSNR 1080p Sequenzen Orange: News Rot: Sport Blau: Movie Bit Rate (Kb/sec) Quelle: 9

10 IMAGE ANALYSES: PSNR PSNR: 41db 10

11 IMAGE ANALYSES: PSNR PSNR: 45db 11

12 IMAGE ANALYSES: PSNR > Der PSNR ist für eine einfache und schnelle Beurteilung nutzbar aber... > Liefert nur geringe Information über die Auswirkung der Veränderungen auf die Bildqualität > Ein niedrigen db-wert kann als eine vermeintliche Verschlechterung des Signals interpretiert werden > Zu beachten: > Integrierte Bildverarbeitungsfunktionen wie De-Blocking im Encoder und Decoder können eine PSNR-Messung beeinflussen. Eine Aussage über die verbleibende Auflösung ist aber nicht möglich. > Ein bewerteter PSNR könnte zu einer Verbesserung der Qualitätsbeurteilung führen 12

13 IMAGE ANALYSES: > Integriertes Denoising im JPEG2000 Workflow JPEG2000 encoding process JPEG2000 decoding process 13

14 IMPROVED+LOSSLESS COMPRESSION / IMPROVED+LOSSY COMPRESSION Improved+Lossless Compression Original / Lossless Compression Qualität Improved+Lossy Compression Lossy: Visual Lossless Compression Lossy Compression 14

15 OPTIMIZED VIDEO ENCODING (VIDEO CLEANUP) > Die Reduzierung der Rauschanteile führt zu einer Bildverbesserung, die unabhängig von der gewählten Bandbreite ist. > Dank VIDEO CLEANUP werden bei gegebener Bandbreite bessere visuelle Ergebnisse erzielt. > Ein Noise Management kann als Pre-Processing aber auch als integrierte Encoder-Lösung genutzt werden. 15

16 IMAGE ANALYSES: SUMMARY > Dynamisches reduzieren der Rauschanteile > Automatisierte Trennung von Rauschanteilen und Bildinhalten > Rauschreduzierung und Frequenzspektrum > Denoising für unkomprimiertes RAW-Material > Verlustbehaftete Video Kompression transformiert Rauschanteile in andere Frequenzbereiche > Das Denoising und Deblocking von bereits encodierten Material wird bei Wavelet Beam als Cleanup bezeichnet 16

17 NECESSARY ADOPTION IN THE METADATA WORKFLOW Interoperable Master Format Format 17

18 NECESSARY ADOPTION IN THE METADATA WORKFLOW 18

19 NECESSARY ADOPTION IN THE METADATA WORKFLOW 19

20 NOTWENDIGE ERWEITERUNGEN DES METADATEN- WORKFLOWS IMF Decoding Image Analyses Noise Management Scaling Encoding Denoising Profiles & Rights 20

21 NOTWENDIGE ERWEITERUNGEN DES METADATEN- WORKFLOWS Long Term Archive Long Term Archive MAP Other Post-Production Post -Production & Other Other IMF Intermedia Archive Intermedia Archive DCP Digital Cinema UHDTV (new Blu-ray) HDTV (Blu-ray) SD (DVD) Distribution Cinema 1 Cinema Distribution Format 1 Distribution Format 2 Metadata Enhancement & Rights /Rights Management Streaming Formats Transform Distribution Format... Metadata Information System 21

22 GPU BASIERTE SYSTEME FÜR BROADCAST UND FILM Workflow-Management Software FIMS JPEG2000 / IMF Viewer Denoising GPU QMS JPEG2000 Streaming Other Functionalities 1GbE Network BPM Device MEM Metadata Media Bus WM Client 22

23 FUTURE PROOFED SOLUTION FOR BROADCAST AND FILM Workflow-Management Software Denoising QMS JPEG2000 Streaming App n JPEG2000 / IMF Viewer GPU Device MEM 1GbE Network BPM Metadata Media Bus WM Client 23

24 SUMMARY Problems/Needs Solution Rauschanteile führen zu Kompressionsartefakten und höheren Bandbreitenanforderungen Denoising and Cleanup im FIMS Transform Service 24

25 SUMMARY Problems/Needs Das Rechte Automatisiertes Vertrauen Skalierbare für das in Preprocessing Denoising und und ohne Cleanup kosteneffiziente wie Denoising Verluste Lösungen beim and Entwicklung ist Film Cleanup bei Look den Rechteinhaber oder bei IT-Infrastruktur fehlen der nicht Auflösung gegeben Solution Erweiterung des Mit Nutzung dem Highest von Denoising Compression Metadatenmodels um Rechte Scenario GPU, Profilen CLUSTER (Streaming) für & die CLOUD starten für die verschiedenen und unterschiedlichen durch Lösungen Bildqualität Distributionsformate Distributionsformate überzuegen (Semantic Web) 25

26 SUMMARY Problems/Needs Das Rechte Vertrauen Skalierbare für das in Preprocessing Denoising und und Cleanup kosteneffiziente wie Denoising Lösungen and Entwicklung ist Cleanup bei den Rechteinhaber der IT-Infrastruktur fehlen nicht gegeben Solution Erweiterung des Mit dem Highest Compression Metadatenmodels um Rechte Scenario GPU, CLUSTER (Streaming) & CLOUD starten für die verschiedenen und durch Lösungen Bildqualität Distributionsformate überzuegen (Semantic Web) 26

27 SUMMARY Problems/Needs Rechte Skalierbare für das Preprocessing und kosteneffiziente wie Denoising and Entwicklung Cleanup der IT-Infrastruktur fehlen Solution Erweiterung des Metadatenmodels um Rechte GPU, CLUSTER & CLOUD für die verschiedenen Lösungen Distributionsformate (Semantic Web) 27

28 SUMMARY Problems/Needs Solution Skalierbare und kosteneffiziente Entwicklung der IT-Infrastruktur GPU, CLUSTER & CLOUD Lösungen 28

29 Every video in any resolution and bandwidth in the best possible quality. 29

30 WAVELET BEAM Salzkotten, Germany Mobile: