T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   18 ,   No.   5 Oc tober   2020 ,   pp .   2391~2400   I S S N:  1693 - 6930 ,   a c c r e dit e F ir s G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I 10. 12928/ T E L KO M NI KA . v18i5. 14321     2391       Jou r n al  h omepage ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   D e ve lo p e d  a p p r oac h  f o r  p h as e - b as e d     E u le r ia n  vi d e o m ag n ific a t io n       Hai d e r   I s m ae S h ah ad i 1 ,   Z aid   Ja b b ar   Al - a ll aq 2 ,   Hayd e r   Jawad  Al b at t a t 3     1 E l ec t ri ca l   an d   E l ec t ro n i E n g i n eeri n g   D e p art me n t ,   U n i v ers i t y   o K er b al a,   Iraq   2 ,3 Co mmu n i cat i o n   T ech n i q u e s   E n g i n eer i n g   D ep a rt me n t ,   A l - Fu rat   A l - A w s a t   T ec h n i cal   U n i v ers i t y ,   Iraq   2 T ech n i ca l   In s t i t u t o K ar b al a,   A l - Fu r at   A l - A w s a t   T ec h n i ca l   U n i v er s i t y ,   Iraq       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  Oc 13,   2019   R e vis e Apr   21,   2020   Ac c e pted  M a 1,   2020       T h i s   p ap er  p ro p o s es   m o d i fi ca t i o n   a p p r o ac h   fo p h a s ed - b as e d   E V i n   o r d er   t o   red u ce  t h p ro c es s i n g   t i me  w i t h o u t   effect   t h q u a l i t y   o f   t h mag n i f i ed   v i d e o .   T h p ro p o s ed   ap p ro ac h   ap p l i es   res i zi n g   p r o ces s   o n   t h i n p u t   v i d e o   u s i n g   L an czo s - 3   al g o ri t h m.   T h e n ,   i t   d eco m p o s es   v i d e o   frames   u s i n g   s t eerab l e   p y ram i d   t o   o b t ai n   m u l t i - s cal frame  w i t h   i t s   o r i en t at i o n .   Su b s e q u en t l y ,     t h res u l t e d   frames   are  fi l t ered   b y   t emp o ral   fi l t ers   fo s p eci fi b a n d s     an d   t h fi l t ere d   frames   are  mu l t i p l i ed   b y   mag n i fi cat i o n   fact o r.   N o w ,     b o t h   t h ma g n i fi e d   re g i o n s   an d   t h u n mag n i fi e d   reg i o n s   fo eac h   frame  are   ad d e d   t o g e t h er.   F i n a l l y ,   reco n s t ru c t i n g   t h p r o d u ced   mag n i fi e d   mu l t i - s ca l e     frames   u s i n g   t h i n v ers s t eera b l p y rami d .   T h e x p er i men t al   res u l t s   s h o w     t h a t   s u p eri o ri t y   o t h p r o p o s e d   ap p r o ach   co m p are s   t o   t h co n v e n t i o n al     p h a s e - b a s ed   E V i n   p ro ce s s i n g   t i me,   w h ere  t h p ro ce s s i n g   t i me  r ed u ct i o n   ab o u t   6 0 - 6 5 % .   Fu r t h ermo re,   t h i s   ap p ro ac h   d o e s   n o t   affec t   o n   t h v i d eo   q u al i t y ,   w h i ch   mai n t a i n   i t   i n   t h b o u n d ary   o t h c o n v en t i o n a l   Ph as e - b as e d   E V M.   K e y w o r d s :   E uler ian  video   magnif ica ti on     L a nc z o s - a lgor it hm   L inea r - b a s e d   M oti on  magnif ica ti on   P ha s e - b a s e d   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din A u th or :   Ha ider   I s mae S ha ha di ,   E lec tr ica a nd  E lec tr onic  E nginee r ing  De p a r t ment   Unive r s it of   Ke r ba la ,     56001,   Ka r ba la,   I r a q .   E mail:   c or r e s p - a uthor @ma il . c om       1.   I NT RODU C T I ON   Na tur a li mi tations   of   human  vis ion  s ys tem  ( HV S )   to  pick  up  im po r tant  a nd  us e f ul  s igns   make     the  video  magni f ica ti on  tec hniques   a s   a   powe r f ul  ke f or   s e ve r a ne e ds   in  he a lt h   c a r e   [1 - 6] ,   phys ica l     va r iations   [ 7,   8] ,   mate r ial  be ha viour   de tec ti on  [ 8 ] ,   e tc.   T he   s e ns ing  of   ve r y   s low  mot ion   or   ve r y   s mall  c ha nge   in  c olor   is   ha r d   to  be   obs e r ve by  na ke e ye   of   human.   L iu  e t .   a l .   [ 7]   ha ve   int r oduc e a   mot ion   a nd  c olor   magnif ica ti on  tec hniques   de pe nd  on  de ter mi ning  of   the  va r iations   in  mot ion  o r   c olor   via  a   r obus inve s ti ga ti on  of   tr a jec tor ies .   T he y   ga ther e thes e   tr a jec tor ies   to   de r ive  a mpl if ied   mot ion  o r   c olo r   t r a c e s   f or   a ll   pixe ls   r e late to  the  r e gis ter e r e f e r e nc e   f r a me .   T his   tec hnique  r e quir e s   a   long  pr oc e s s ing  ti me  a nd  it   r e s ult s   a   lar ge   no is e     in  the   magnif ied   video   f r a mes .   T he   method   in   [ 7 ]   is   ba s e on  L a gr a ngian   a nd  is   c omput a ti ona ll y   e x pe ns ive,   with  long  e xe c uti on  ti me  ( 10  hour s )   be c a us e   it   r e l ied  on  opti c a f low  c a lcula ti ons   [ 9]   a nd  a   f e a tur e   tr a c king  a lgor it hm.   S o   that   Ha o   e t.   Al   [ 8]   ha ve   p r opos e E uler ian - ba s e video  magnif ica ti on   ( E VM )   that   is   n ot  f o ll ow  the  pixels   mot ion  s uc in   L a gr a ngian  a ppr oa c h.   T h e r e f or e ,   it   is   f a s ter   than  the   L a gr a ngian - ba s e method.     T he   f ir s ve r s ion  o f   E VM   uti li z e s   T a ylor   s e r ies   e xpa ns ion  that  ha s   a   li ne a r   pr ope r ti e s ,   ther e f o r e ,   it   is   c a ll e li ne a r - ba s e E VM   a lgor it hm  [ 8] .   T he   a lgor it hm  is   r e latively  f a s t,   but  it   doe s   not  s uppor t e high  magnif ica ti on  f a c tor   a s   we ll   nois magni f ied   vide o.   T he   r e a s on  be hind   the   high   nois e   is   due   to   the   l inea r it y,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   5 Oc tober   2020:    2391  -   2400   2392   whe r e   the  nois e   is   a mpl if ied   by  the   s a me  r a ti o f   the  magnif ica ti on   f a c tor   of   the  video  f r a mes .   I or de r   to   r e duc e   thes e   dr a wba c ks ,   W a dhwa   e t   a l .   [ 10]   ha ve   pr opos e a   ne E uler ian   a ppr oa c h   ba s e on  c ompl e s tee r a ble  pyr a mi ds   [ 11,   12] ,   whic h   is   s ti mul a ted  b pha s e - ba s e opti c a f low  a lgo r it hms   [ 13 ] .   T he i r   pr opos e a ppr oa c ha s   f e we r   a r te f a c ts   a nd  le s s   nois e   a s   we ll   a s   s uppor ts   lar ge r   magnif ica ti on   f a c tor s   c o mpar e to     li ne r - ba s e E VM   ( L B - E VM ) .   Als o,   it   c a a tt e nua te  unwa nted  mot ion  in  c a s e   of   c olor   magnif ica ti on.   H owe ve r ,   it   is   s c ompl e a nd   r e quir e s   longer   ti me  to  e xe c ut e   than  the  L B - E VM .   S e ve r a w or ks   ha ve   be e n   publi s he r e c e ntl in   or de r   to  e nha nc e   E VM ,   whe ther   in   li ne a r   ba s e o r   pha s e - b a s e d   [ 14] .   L e   L iu  e t   a l.   [ 15]   p r opos e a e n ha nc e ment  to  E VM   to   r e duc e   the   nois e   in   L B - E VM .   S o   that   a uthor s   ha ve   us e a   pixel - leve mot ion   a na lyze r   t c a ptur e   the   s pa ti o - tempor a mot ion   a nd  then   a mpl if i t.     T he   a ppr oa c of   mot ion  uti li z e s   a im a ge   wa r ping  i s   a ls us e in  or de r   to  a mpl if y   the  mot ion  in  a   video   r e lyi ng  s pe c if ic  f or mer   mot ion   m a pping .   Al though  the   m e thod  im pr ove s   nois e   pe r f or manc e   in   the  p r oc e s s e video   f r a mes ,   the  c omput a ti on   ti me  is   a ls inc r e a s e a nd  s ome  s pe c if ica ti ons   of   magnif ied   f r a mes   may   be   lo s dur ing   im a ge   wa r ping.   F ur ther mo r e ,   the  im p r ove   a ppr oa c of   L B - E VM   a ls s ti l f a il e in   lar ge   magnif ica ti o f a c tor .     I [ 16 ] ,   the   a uthor s   ha ve   p r opos e a i mpr ove method  of   pha s e - ba s e E VM   ( PB - E VM ) ,   whic h     is   c a ll e f a s pha s e - b a s e E uler ian  video  magnif ica ti on   ( F P B - E VM ) .   I thi s   method ,   a im a ge   pyr a mi d   de c ompos it ion  that  e mpl oys   R ies z - t r a ns f or ( R - T )   ha s   be e us e in  the  s tage   of   mul ti - s c a le  s pa ti a l   de c ompos it ion.   video  f r a mes   a r e   f i r s de c ompos e us ing  R ies z   pyr a mi ds   that  us e s   f ini te  dif f e r e nc e   f il ter s     of   two  thr e e - tap.   S ubs e que ntl y,   the   de c ompos e f r a mes   a r e   f il ter e by   inver ti ble  oc tave   b a ndwidt f il ter s .     T he   a uthor s   in  [ 16]   c laim  that  thei r   a ppr oa c c a be   us ing  f or   r e a l - ti me  hidden  mot ion  vis ua li z a ti on.   Although  thi s   a ppr oa c is   f a s ter   than  c omp lex  s tee r a ble  in   c onve nti ona l   P B - E VM ,   the   main   dr a wba c is   t he   R ies z   pyr a mi f a il s   to   maintain  the  powe r   o f   t he   input   s i gna l,   whic c a c a us e   low  qua li ty   of   the  magni f ied  video.     I [ 17] ,   a uthor s   ha ve   pr opos e a   method  to  s olve  pr oblems   of   int e ns ive  pr oc e s s ing  ti me,   a nd  low   video  q ua li ty   in   E VM .   T he   method   is   r e lyi ng   wa ve let  de c ompos it ion,   a nd  im a ge   de - nois ing.   T he   a uthor s   ha ve   c laimed  that  their   method   is   s upe r ior   ove r   pr e viou s   methods   in  ter ms   of   p r oc e s s ing  ti me  r e duc ti on  a nd  nois e   e li mi na ti on.   How e ve r ,   a ll   the  tes ts   that   a r e   li s t e in   [ 17]   ha ve   a c hieve f o r   s mall   magnif ica ti on   f a c tor s .   T his   is   be c a us e   wa ve let  s e pa r a te  both  nois e   a nd  s ubtl e   mot ions   in   de tails   ba nds   that  ha ve   s mall   e ne r gy   s that    by  a mpl if ying  thes e   ba nds   nois e   a l s magnif ied  by  the  s a me  r a ti o.   Ac c or ding  to  li ter a tur e ,   P B - E V M   is   be s t   a ppr oa c in  ter ms   of   nois e   pe r f or manc e s   a nd  lar ge   magnif ica ti on  f a c tor   [ 18] .   T he   main  pr oblem  is   the  long  pr oc e s s ing  ti me.     T his   pa pe r   pr opos e s   a n   e nha nc e ment  f o r   p ha s e - ba s e d - E V M   ( P B - E VM )   in   or de r   to   s igni f ica ntl y   r e duc e   the  pr oc e s s ing  ti me  o f   the   video  magnif ic a ti on .   T he   pr opos e a ppr oa c h   r e duc e s   the  pr oc e s s e da ta     by  r e s izing - down  the  input   s our c e   video  a nd   then   r e s izing - up  the  outpu f r a mes   of   P B - E VM .   T he   pr opos e d   r e s izing  uti li z e s   L a nc z os - a lgor it hm  that   is   m a int a in  the   qua li ty   of   the   magnif ied   video  a s   it   is   in    the  c onve nti ona P B - E VM   [ 19] .   T he   r e s of   the  pa p e r   is   or ga nize a s s e c ti on  2   de s c r ibes   a   P B - E VM   a ppr oa c h.   S e c ti on  3   il lus tr a tes   the   L a nc z os - a lgor it hm.   S e c ti on  e xplains   the  p r opos e tec hnique.   S e c ti o 5   a nd    s e c ti on  e xplains   the  s im ulation   r e s ult s   with  dis c us s ion  a nd  c ompar is on  with  the   r e late d   wo r r e s pe c ti ve ly.   F inally,   c onc lus ions   a r e   given   in  s e c ti on  7 .       2.   P HAS E - B ASE E UL E RI A VI DE M AGNI F I CA T I ON   T he   P B - E VM   method  ha s   be e de ve loped  by  W a dhwa   e a l.   [ 10] .   I is   ba s e on  c ompl e x   s tee r a ble  tec hnique   [ 11 - 13,   20] ,   a nd  pha s e - ba s e opti c a f low  [ 13] .   T he   method  a tt e mpt s   to   ove r c ome  the   dr a wba c ks   of   LB - E VM   s uc a s   s uppor only  s mall  magni f ica ti on  f a c tor s   a nd  a mpl if no is e   li ne a r ly  with   i nc r e a s ing    the  magnif ica ti on  f a c tor .   T he   main  dr a wba c in   thi s   method  is   the  long   pr oc e s s ing  ti me.   T he   P B - E VM   tec hnique  s uppor ts   la r ge   magnif i c a ti on  f a c tor s   with   s igni f ica ntl y   les s   nois e   than    LB - E VM   tec hnique.   T he   P B - E VM   method   doe s   n ot  incr e a s e   the   s pa ti a nois e   be c a us e   the  method  m a gnif ies   the  pha s e   ins tea of   a mpl it ude s   f or   the  int e r e s r e gions .   As   a   r e s ult ,   nois e   is   tr a ns late r a ther   than  a mpl if ied  whe the  a mpl if ica ti on  f a c tor   is   incr e a s e d.   T h e r e f or e ,   th is   method  incr e a s e s   the  pha s e   va r iations   by    a   mul ti pli c a ti ve   f a c to r   to   a mpl if y   the  s ubtl e   mot ion s .     F igur e   s hows   the  wor king  mec ha nis s tage s   of   the  P B - E VM   tec hnique.   T he   tec hnique  s tar ts     by  de c ompos ing  the  video  f r a mes   int mu lt ipl e   s c a les   a nd  or ienta ti on  f or   dif f e r e nt  s pa ti a l - f r e que nc y     ba nds .   T his   is   a c hieve by  s tee r a ble  pyr a mi ds   that  r e ly  on   F our ier   a na lys is   to  a na lys e   the  im a ge   int   s ub - domain s   a nd  r outi ng.   T he   ba s ic  f unc ti ons   of   the  tr a ns f or a r e   s im il a r   to  Ga bor   wa ve lets ,   w hich  a r e   s inus oids   windowe by  a   Ga us s ian  e nve lope  [ 11 ] .   I n   the  ne xt   s tage ,   a   tempor a l   f i lt e r   is   a ppli e to  p a s s   only    the  de s ir e f r e que nc ba nds .   T he n,   the  e ne r gy  of   the  de s ir e f r e que nc ba nds   is   incr e a s e by  mul ti plyi ng   f il ter e d   f r a me   by   a a pp r opr iate   magnif ica ti on   f a c tor .   T he n ,   the   magni f ied  ba nds   a r e   c oll e c t e with     the  unmagnif ied  ba nds   f or   e a c f r a me.   F inally ,   the  magnif ied  video  f r a me  is   r e c ons tr uc ted  by  c ompl e s tee r a ble  pyr a mi r e c ons tr uc ti on.   T he   s tee r a ble  py r a mi ds   a r e   c a lcula ted  thr ough  2D   F our ier   tr a ns f or ( DFT )   on  a ll   f r a mes   in  the  s our c e   video  a nd   s ubs e que nt  a pplyi ng  the  s pa ti a f il te r s ,   with   va r ying  s ize   a nd  dir e c ti on.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         De v e loped  appr oac for   phas e - bas e E uler ian  v ideo  magnifi c ati on   ( Haide r   I s mae Shahadi )   2393   T his   is   r e s ult e a   mul ti - dim e ns io na a nd  mul ti - dir e c ti ona li ne a r   a na lys is .   E a c h   leve of   the  pyr a mi d   is   a   s e of   c ompl e number s .   S o   that  pha s e   a nd  a mpl i tude  a r e   e a s il c a lcula ted  f or   e a c r e s ult e c ompl e pa ir .           F igur e   1.   Ge ne r a s tr uc tur e   of   pha s e - ba s e E VM   [ 10]       3.   L AN CZ OS - I NT E RP OL AT I ON  A L GO RI T HM   T he   L a nc z os - a lgor it hm  ha s   be e n   pr opos e by   C or ne li us   L a nc z os - 3.   I t   is   a n   int e r po lation  method  us e in  im a ge   pr oc e s s ing  s uc a s   medic a l   im a ging   [ 21 ]   a nd   video   r e s izing  [ 22] .   T he   L a nc z os - int e r polation  pr ovides   a   s moot h ing   to   th e   i mage   mo r e   than   the   bi - c ubic  a lgor it hm.   T he   int e r polation   ke r ne l   is   c ons ider e   in  the  a lgor it hm ,   whic is   a   mul ti pli c a ti on   of   tw S I NC   f unc ti ons   [ 23] .   F igu r e   2   il lus tr a tes   the  L a nc z os -   ke r ne f unc ti on  that  us e in  im a ge   r e s a mpl ing.   T h e   main  f o r mul a   of   the  r e s izing  f il ter   a ppli e s   a   S inc   f unc ti on   a s   s hown  in   ( 1 ).           F igur e   2.   T he   f unc ti on   of   L a nc z os - ke r ne f il ter       ( ) = { 1                                                     = 0 a s i n   (  ) s i n   (  ) 2 2     0 < | | <     0                                                    ( 1 )     whe r e   a   is   a int e ge r   that  r e pr e s e nts   the  f i lt e r   s i z e .   typi c a s ize   of   the  ke r ne f il ter   is   or   3.   C ons i de r     a   one - dim e ns ion  ve c tor   whic is   ha ving  s a mpl e s   S i ,   a nd  let  S ( x )   be   the  int e r polate va lue  a t   a   r a ndom    a r gument  x ,   then  the  r e s a mpl e va lue  of   L a nc z os   ke r ne is   given  by   ( 2) .     ( )   = | | + = | | + 1 ( )                 ( 2)     I the  2D  matr ix ,   the  r e s a mpl e va lues   of   L a nc z o s   ke r ne a r e   c a lcula ted  by  the  pr oduc of   two  1D  Ke r ne f il ter s   a s   s hown  in   ( 3 ) ;     ( , ) = ( ) . ( )                 ( 3)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   5 Oc tober   2020:    2391  -   2400   2394   C ons ider   a   two - dim e n s ion   S ij   whic is   de f in e a r ows   a nd  c olum indi c e s   i   a nd  j   r e s pe c ti ve ly.     T he   r e c on s tr uc ted  or   int e r polate d   matr ix  is   given  b ( 4) ;     ( , )   =    ( ) . ( ) | | + = | | + 1 | | + = | | + 1           ( 4)       4.   P ROP OS E A P P ROAC H   T he   pr opos e a ppr oa c us e s   the  s a me  a lgor it hm  of   t he   c onve nti ona P B - E VM .   How e ve r ,   a im por tant  pr e - pr oc e s s ing  a nd  pos t - pr oc e s s ing  s tag e s   a r e   a dde in  s uc a   wa to  ove r c ome  the  pr oblem   of   i ntens ive   e xe c uti on  ti me.   M or e ove r ,   the  qua li ty   o f   the  magnif ied  video   is   maintaine wi thout   e f f e c ti ng.   F igur e   3   s hows   the  main  s teps   of   the   pr opos e a ppr oa c h.             F igur e   3.   T he   block  diagr a m   of   the  pr opos e a ppr o a c h       T he   s teps   of   the   a ppr oa c a r e   a s   f o ll ows :     T he   video   f il e   is   r e a a s   AV I   f or mat,   a nd   then   the  f r a mes   o f   the  video   is   r e s izing - down  by  50 %   of     the  or igi na l   he ight   a nd   width  dim e ns ion.   I n   thi s   s tep,   we   e mpl oy   L a nc z os   r e s a mpl ing  method  [ 24]   T he   r e s ize f r a mes   s ize   of   the   r e s ult e video  is   25 %   of   the  s our c e   video .     T he   ne xt   s tep   a f ter   video   r e s izing  is   the   c onve r ti ng   of   a ll   r e s ult e video   f r a mes   f r o m   R GB   s pa c e   int o   N T S C   ( or   Y I Q)   s pa c e .   T he   c omponent   r e pr e s e nt s   the   il lum ination   inf o r mation;   I   a nd  Q   r e pr e s e nt     the   c hr omi na nc e   inf or mation.   T he   N T S C   c olor   s ys tem  is   int e nde to  income   a dva ntage   of   human  r e s pons e   c ha r a c ter is ti c s   to  the  c olor .   T his   s tep  is   done   by  a p plyi ng  ( 5)   on  a ll   the  f r a me  o f   the   r e s ize video.     [ ] = [ 0 . 299 0 . 587 0 . 114 0 . 596 0 . 274 0 . 322 0 . 211 0 . 523 0 . 312 ] [ ]               ( 5)       T he   thi r s tep  in  the   a ppr oa c is   a pplyi ng  the  s tee r a ble  pyr a mi d   de c ompos it ion  on   e a c laye r   ( Y,   I ,   a nd  Q)   f r om  the  video  f r a mes   indi vidually.   T he   de c ompos it ion  is   us e to  f a c tor ize   the  video  f r a mes   int s c a lable   im a ge s   f or   dif f e r e nt  leve ls   o f   de c ompos it io n.   T he   s tee r a ble  pyr a mi is   a   tr a ns f o r that   a na lys e s   a im a ge   ba s e on  s pa ti a s c a le,   or ienta ti on ,   a nd  pos it ion.   I thi s   p r oc e s s   2 - dis c r e te  F our ier   tr a ns f or m   ( DF T )   is   a ppli e ove r   a ll   the  r e s ize video  f r a mes   in  YI s pa c e .   S ubs e que ntl y,   the  s pa ti a f il t e r s   of   dif f e r e nt  s ize   a nd  or ienta ti on  a r e   a ppli e d.   T he   s tee r a ble  pyr a mi d   pr oduc e s   a   li ne a r   mul ti - s c a le  a nd  mul ti - or ient a ti on  de c ompos e im a ge .   E a c leve l   f r om   the  ou tput   is   a r r a of   c ompl e number s ,   whic c ons is ts   of   a mpl it ude   a nd  their   pha s e   f o r   e a c e lem e nt  in   the  a r r a y.     T he   r e s ult e ba nds   f r om   the   pr e vious   s tep  e nter e d   t tempor a l   f il te r .   I n   or de r   to   pa s s   only  the   int e r e s t   b a nds   of   f r e que nc ies   to  a mpl if y   them  in   the  ne xt  s tep.     I thi s   s tep,   the   r e s ult e ba nd   c oe f f icie nts   f r om   the   t e mpor a f il ter   a r e   mul t ipl ied  by   the   magnif ica ti on   f a c tor   to  a mpl if y   the  i nter e s ted  tempo r a f r e que nc ies .       S ubs e que ntl y,   the  magnif y   ba nds   c ombi ne   wit the  or ig inal  ba nds   that  r e s ult e f r om   the  s pa ti a de c ompos it ion  in  s tep  3.     I nve r s e   of   s tee r a ble  c ompl e pyr a mi d   is   a ppli e d   on   t he   r e s ult s   of   the   pr e vious   s tep  to  r e c ons tr uc the  v ideo  f r a mes   a f ter   a mpl if ica ti on  in   YI Q   s pa c e .     S ubs e que ntl y,   c onve r f r a mes   f r om  Y I s pa c e   i nto  R GB   s pa c e   to  obtain  the  or ig inal  c olor   of   v ideo.     T his   s tep  is   done   by   a pplyi ng  ( 6 )   on   a ll   the   f r a me   o f   the  v ideo .     [ ] = [ 1 0 . 956 0 . 619 1 0 . 272 0 . 647 1 1 . 106 1 . 703 ] [ ]             ( 6)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         De v e loped  appr oac for   phas e - bas e E uler ian  v ideo  magnifi c ati on   ( Haide r   I s mae Shahadi )   2395     F inally,   the  output   video  f r om  the  p r e vious   s tep  is   r e s izing - up  by  200  %   of   he ight   a nd  width  of   the  f r a mes   to  ge the  s a me  o r igi na s ize   of   the  s our c e   video   by   us ing  L a nc z os - r e s a mpl ing  method.       5.   RE S UL T S   AN DI S CU S S I ON   T his   s e c ti on  pr e s e nts   e xpe r im e ntal  r e s ult s   to  c ompar e   the  modi f ied  P B - E VM   a ppr oa c with    the  c onve nti ona P B - E VM   a ppr oa c h.   F igur e   s ho ws   t he   us e videos   in   our   tes ts ,   whic include :   B a by1  video   with  dim e ns ion  960× 544× 301  a nd   a   f r a me  r a t e   of   30   f r a me  pe r   s e c ond( f ps ) ,   E ye   video  with   di mens ion  1152× 896× 140  a nd  a   f r a me  r a te  o f   30   f ps ,   B a by2  video   with   a   dim e ns ion  640× 352× 900   a nd  a   f r a me  r a te   of   30   f ps ,   B a by3  video   with   a   d im e ns ion  1280× 7 20× 3 × 22 a nd  a   f r a me   r a te   of   30f ps .   All   the  v ideos   e xc e pt  B a by3  c a be   f ound  on  the  we bs it   of   the  M I T   [ 25] T he   B a by3 -   video  ha s   be e r e c or de by  the   P r e ter m   de pa r tm e nt -   c e ntr a c hil hos pit a - I r a a nd   the  ba by  ha s   c a s ua lt vir a he pa ti ti s .     I o r de r   to   c ompar e   the   pr opos e d   a ppr oa c ove r   the  c onve nti ona one ,   we   mea s ur e   the  qua li ty   o f     the  r e s ult e videos   f r om  e a c a ppr oa c h.   T he   qua li ty  mea s ur e ment  is   a c hieve by  mea s ur ing  P e a   s ignal - to - nois e   r a ti ( P S NR )   a c c or din g   to  ( 7 )   f or   e a c f r a me ;      = 10 log 255 2                 ( 7)     = 1 × ( ,    , ) 2       whe r e ,   M S E   is   the  mea n   s qua r e   e r r or ,   I   a nd  I a   a r e   t he   or igi na l   a nd   the  a mpl i f ied  f r a mes   r e s pe c ti ve ly,   M   a nd  N   a r e   the  f r a me  dim e ns ions .     I a ddit ion   t o   P S NR ,   m a xim um   a bs olut e   e r r or   ( M AX E R R )   is   a ls c a lcula ted  in   the  tes ts   that   r e pr e s e nts   the  a bs olut e   maximum   s qua r e de viati on  of   the   input   to   the   output   video   f r a mes .   F ur th e r mor e ,   L 2R AT   is   a ls us e to   mea s ur e   the   r a ti o   of   the  s qu a r e nor m   of   the   output   t the  input   video   f r a mes .   W e   ha ve   im pleme nted  our   tes ts   by   a pplyi ng   oc tave   ba ndwi dth  of   c ompl e x   s tee r a ble  py r a mi ds   that   ha ve   wid e   s pa ti a s uppor t.   S e ve r a l   gr oups   of   tes ts   ha ve   be e a c hieve a s   il lus tr a ted  in   F igur e   4 .               ( a )   ( b)   ( c )   ( d)     F igur e   4.   T he   s our c e   videos   that  us e in   the  e xpe r i menta r e s ult s ;   ( a )   B a by1 ,   ( b )   E ye ,   ( c )   B a by2 ,   ( d )   B a by3       a.   I the   f ir s t   gr oup   of   tes ts ,   B a by1  video   as   s hown  in   F igur e   4   ( a )   ha s   be e us e a s   a   s our c e   video.   T he   g oa of   thi s   gr oup  of   tes ts   is   to  de tec the  we a br e a thi ng  of   the  ba by  by  magni f ying  the  s ubtl e   mot ion   of     the  r e gion  a r ound   the  c he s a nd  a bdom inal  a r e a .   I nf ini te  im puls e   r e s pons e   ( I I R )   ha s   be e us e a s   temp or a l   f il ter   with   thr e e   s e ts   of   dif f e r e nt  tes ts   a s   f oll ows :     S e t1:   in  thi s   s e of   tes ts ,   the  va lue  of   s igm a   is   c h a nge a s   {1,   3,   5,   7,   a nd  10}.   W hil e ,   the  f r e que n c bounda r ies   of   the   ba nd - pa s s   tempor a f il ter   a r e   0 . Hz   f or   the  lowe s f r e que nc a nd  0 . Hz   f or   the   high e s f r e que nc y.   T ha t   mea the   br e a thi ng   ha ppe ns   6 - 24  ti mes   pe r   mi nute .   T he   magnif ica ti on   f a c tor   is   f ix e   with  va lue  e qua ls   to   20 .   T a ble  1   s hows   the  e xp e r im e ntal  r e s ult s   that   il lus tr a te   c ompar is on  be tw e e c onve nti ona a nd  pr opos e a ppr oa c he s .   As   s how in  the  table ,   the  incr e a s ing  of   s igm a   va lue  lea d s   to  incr e a s e   the  qua li ty  o f   magni f ied  video ,   howe ve r ,   the   e xe c uti on  ti me   incr e a s e s   too.   T he   table   s ho ws     the  s upe r ior it y   of   the   pr opos e d   ove r   the   c onve nti ona in   r e duc ing   the   pr oc e s s ing  ti me   upto   60%   with   ma int a ini ng  the  video  qua l it y.       S e t2:   I thi s   s e of   tes ts ,   α   va r ies   with  va lues   {30 ,   40,   50 ,   60 ,   a nd  100}  a nd  f ixed  va lue  o f   s igm a   ( 5) .     T he   f r e que nc bounda r ies   of   the  ba nd - pa s s   tempor a f il ter   a r e   {0. 1 - 0. 4Hz }.   T a ble  s hows   the  c ompar is on   be twe e the  pr op os e a nd  c onve nti ona a ppr oa c he s .   T he   r e s ult s   of   the   table   s how  the  s upe r ior it y     of   the  pr opos e ove r   the  c onve nti ona method  in   r e duc ing  the  e xe c uti on  ti me  by  mor e   than  60 %   a nd  ke e ping  the  v ideo  qua li ty   wi thi n   a   c onve nti ona l   P B - E VM   li mi t.   F igu r e   s hows   s a mpl e s   o f   the  a mpl i f i e f r a mes   with  r e s pe c to  the  s our c e   f r a mes   f or   both  th e   pr opos e a nd  c onve nti ona a ppr oa c he s ,   whe r e   α = 100  a nd  s igm a   =   5.   F r om   F igur e   5   we   s e e   that  the  a mpl if ied  f r a mes   us ing  the  pr opos e method  ha ve   qua l it y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   5 Oc tober   2020:    2391  -   2400   2396   r e s e mbl e   to  the  a mpl if ied  f r a mes   us ing  the  c onve nti ona method  with  e xe c uti on  ti me  les s   than  ha lf   of     that  r e quir e d   in   the  c onve nti ona l   a ppr oa c h.   F ig ur e   s how   c ompar is on  in   P S NR   va lues   be twe e   the  c onve nti ona a nd   pr opos e a ppr oa c h   f or   B a by video  f r a mes .   F ur ther mor e ,   the   s ur vival   o f   the   vi de qua li ty  of   the  pr opos e a ppr oa c r e mains   c los e   with  the  c onve nti ona method .       T a ble  1 .   S e t1  r e s ult s   f or   the  pr opos e ba s e P B - E VM   f or   B a by1  a t   α = 20    S ig ma   va lu e   C onve nt io na  P B - E V M   [ 10]   P r opos e d i mpr ove d P B - E V M     E xe c ut io T im e   P S N R   M S E   M A X E E R   L 2R A T   E xe c ut io T im e   P S N R   M S E   M A X E E R   L 2R A T   1   218.27   32.15   39.65   130.30   0.9993   82.72   32.25   40.36   124.79   0.9989   3   219.67   32.51   36.45   128.82   0.9994   78.92   32.49   36.79   123.96   0.9992   5   225.23   32.79   34.22   125.26   0.9994   85.36   32.74   34.72   121.95   0.9992   7   223.49   32.99   32.65   123.55   0.9994   84.18   32.99   33.37   120.10   0.9992   10   230.94   33.21   31.04   120.94   0.9995   85.44   33.09   32.06   118.08   0.9993       T a ble  2 S e t2  r e s ult s   f or   the  pr opos e ba s e P B - E VM   f or   B a by1  a t   s igm a   =   5   M a gni f f a c to r   C onve nt io na P B - E V M   [ 10]   P r opos e d i mpr ove d P B - E V M     E xe c ut io T im e   P S N R   M S E   M A X E E R   L 2R A T   E xe c ut io T im e   P S N R   M S E   M A X E E R   L 2R A T   α =  30   225.78   31.42   46.89   137.78   0.9993   85.79   31.49   46.24   125.32   0.9989   α =  40   226.86   30.08   63.81   143.69   0.9989   86.20   30.18   62.72   128.48   0.9986   α =  50   228.22   28.91   83.52   144.84   0.9985   86.72   28.97   82.95   133.61   0.9983   α =  60   227.28   27.99   103.35   143.48   0.9980   86.36   27.99   103.58   138.11   0.9979   α =  100   229.44   24.07   282.43   155.17   0.9958   87.18   24.07   282.43   155.17   0.9958             ( a )           ( b)           ( c )     F igur e   5.   S a mpl e s   of   the  e xpe r im e ntal   r e s ult s   f or   B a by1  a α = 100  a nd  s igm a   =   ( a )   s our c e   f r a mes ,     ( b)   a mpl i f ied  f r a mes   us ing  c onve nti ona P B - E VM ,   ( c )   a mpl if ied  f r a mes   us ing  pr opos e ba s e P B - E VM         S e t3:   I n   thi s   s e o f   tes ts ,   the  bounda r y   f r e que nc ies   of   the   ba nd - pa s s   tempor a f il ter   ha ve   be e c ha n ge with  va lues   {0. 1 - 0. 4 ,   0 . 15 - 0. 4,   0. 2 - 0. 38}   Hz .   W hi le  us e   f ixed   va lue  f or   s igm a   5,   a nd   the  magni f ica ti on   f a c tor   α   is   20.   T a ble  3   s hows   the  e xpe r im e ntal  r e s ult s   f or   the  pr opos e a nd  c onve nti ona a ppr oa c h e s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         De v e loped  appr oac for   phas e - bas e E uler ian  v ideo  magnifi c ati on   ( Haide r   I s mae Shahadi )   2397   F r om  the  r e s ult s   of   the  table   we   c a s e e   that  the  bounda r f r e que nc ies   {0. 2 - 0. 38  Hz give  higher   qua l it y   than  the  othe r   f r e que nc li mi ts .   Als o,   i is   c lea r   that   the  p r opos e method   is   s upe r ior   ove r   the   c onve nti o na method  in   r e duc ing   the  im p leme ntation  ti me   b mor e   than   61%   with   maintaining  the  magni f ied    video  qua li ty.       T a ble  3 S e t3  r e s ult s   f or   the  pr opos e ba s e P B - E VM   f or   B a by1  a t   α = 20  a nd  s igm a   =   5   B a nd - pa s s   ( H z )   va lu e     C onve nt io na P B - E V M   [ 10]   P r opos e d i mpr ove d P B - E V M     E xe c ut io T im e   P S N R   M S E   M A X E E R   L 2R A T   E xe c ut io T im e   P S N R   M S E   M A X E E R   L 2R A T   0.09 - 0.4   223.15   35.65   17.71   111.37   0.9998   84.79   35.95   16.52   98.01   0.9998   0.15 - 0.4   220.06   38.09   10.09   95.72   0.9998   81.42   38.59   8.99   91.53   0.9998   0.2 - 0.38   204.64   40.38   5.95   72.37   0.9999   77.76   40.86   5.33   70.12   0.9999       b.   I the  s e c ond  gr oup  of   tes ts ,   E ye   video  a s   s hown  in  F igur e   4   ( b )   is   us e a s   a   s our c e   video.   T he   goa he r e   is   to  magnif the  s ubtl e   mot ion   ha ppe ns   in  the  e y e   mus c le  a nd  it s   c a pil lar ies .   F ini te  im puls e   r e s po ns e   ( F I R )   ha s   be e us e a s   tempor a l   f il ter   in   thr e e   di f f e r e nt  s e ts   of   tes ts   that  a r e   e xplaine be low.       S e t1:   S igm a   is   c ha nge with   va lues   {1,   3 ,   4 ,   7,   1 0}.   W hil e ,   the  bounda r y   f r e que nc ies   of   the   ba nd - pa s s   tempor a f il ter   va lues   a r e   {30 - 50  Hz with  α   =   75.   T a ble  s hows   the  e xp e r im e ntal  r e s ult s   f or   the  pr opos e a nd  c onve nti ona methods .   As   s hown  in  the  tabl e ,   the  incr e a s ing  of   s igm a   lea ds   to  incr e a s ing  the  qua li ty   of   magnif ied  video   a nd  e xe c uti on  ti me.   Als o,   we   c a c lea r ly  s e e   the  s upe r ior it of   the  pr opos e meth od  ove r   the  c onve nti ona method  in   r e duc ing  the  e xe c uti on  ti me  in  a r ound  50%   with  maintaining   the  vid e qua l it y.   F igur e   7   s how  c ompar is on  in  P S NR   va lues   be twe e the   c onve nti ona a nd   pr opos e d   a ppr oa c f o r     the  magnif ied  e ye   f r a mes .   F r om  th is   f ig ur e   it   is   c lea r   that  the  video  f r a me  qua li ty  o f   the  pr opos e a ppr o a c r e mains   c los e   with  the  c onve nti ona method .       T a bl 4 S e t1  r e s ult s   f or   the  pr opos e ba s e P B - E VM   f or   E ye   a α = 75   S ig ma   va lu e   C onve nt io na P B - E V M   [ 10]   P r opos e d i mpr ove d P B - E V M     E xe c ut io T im e   P S N R   M S E   M A X E E R   L 2R A T   E xe c ut io T im e   P S N R   M S E   M A X E E R   L 2R A T   1   205.58   29.52   72.65   200.78   0.9899   103.60   29.55   72.54   199.42   0.9899   3   205.79   29.69   69.72   201.34   0.9915   106.92   29.77   68.99   198.19   0.9913   4   211.98   29.79   68.25   200.73   0.9917   102.80   29.88   67.12   195.66   0.9915   7   245.46   29.98   65.29   197.48   0.9919   120.64   30.09   63.69   194.33   0.9918   10   251.95   30.11   63.38   195.35   0.9920   121.74   30.24   61.89   192.75   0.9918             F igur e   6.   C ompar is on  be twe e the  p r opos e a nd  c onve nti ona a ppr oa c he s   f or   B a by1  video  a t   α   =   20     F igur e   7.   C ompar is on  be twe e the  p r opos e a nd  c onve nti ona a ppr oa c he s   f or   E ye   video  a t   α   =   75         S e t2:   the  magnif ica ti on  f a c tor   α   is   va r ied  wit va lues   {60,   85,   90,   100}   a nd  a   f ixed  va lue   of     the  s igm a   =   4.   T he   f r e que nc bounda r ies   of   th e   b a nd - pa s s   tempor a f il ter   a r e   {30 - 50  Hz f o r   a ll   va l ue s     of   α .   T a ble  s hows   the  e xpe r im e ntal  r e s ult s   of   P B - E VM   method  f or   the  pr opos e a nd  c onve nti ona l.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   5 Oc tober   2020:    2391  -   2400   2398   T hr ough   the  r e s ult s   of   the   table   we   c lea r ly   s e e   that  s upe r io r it y   of   the   pr opos e method   o ve r     the  c o nve nti ona method   in   r e duc ing  the   pr oc e s s ing  ti me   by  a r ound   50% ,   while  the   video  qua li ty  ke e ps   withi c onve nti ona P B - E VM   li mi ts .       T a ble  5 S e t2  r e s ult s   f or   the  pr opos e ba s e P B - E VM   f or   E ye   a S igm a   =   4   M a gni f f a c to r   C onve nt io na P B - E V M   [ 10]   P r opos e d i mpr ove d P B - E V M     E xe c ut io T im e   P S N R   M S E   M A X E E R   L 2R A T   E xe c ut io T im e   P S N R   M S E   M A X E E R   L 2R A T   α =  60   211.73   30.58   56.94   199.23   0.9929   108.89   30.69   55.79   199.89   0.9926   α =  85   210.41   29.35   75.56   209.30   0.9909   106.36   29.47   74.49   204.15   0.9907   α =  90   212.75   29.15   79.09   210.14   0.9907   105.65   29.25   78.05   205.50   0.9904   α =  100   211.15   28.79   85.93   213.21   0.9898   110.05   28.86   84.90   209.63   0.9896         S e t3:   the   bounda r y   f r e que nc ies   f or   the   ba nd - pa s s   te mpor a f il ter   is   us e   with   va r ious   va lues   {30 - 35,   40 - 50,   50 - 60}  Hz .   W hil e   us e   f ixed  va lue  f o r   S igm a   =   a nd  α   =   75.   T a ble  s hows   the  e xpe r im e ntal  r e s ult s   of     the  pr opos e a nd  c onve nti ona a ppr oa c he s   by  us ing  E ye   video   a s   input .   Aga in ,   the  table   s hows   that     the  pr opos e a ppr oa c s upe r ior   in  ter ms   o f   t im e   r e duc ti on  ove r   the   c onve nti ona l,   whe r e   the  r e quir e pr oc e s s ing  ti me  f or   the   pr opos e is   a bout  ha l f   of   th a in  the  c onve nti ona l   one   without   e f f e c the   qua li t of   the  magnif ied  video .         T a ble  6 S e t3  r e s ult s   f or   the  pr opos e ba s e P B - E VM   f or   E ye   a S igm a   =   4   a nd  α   =   75   B a nd - pa s s   ( H z )   va lu e   C onve nt io na P B - E V M   [ 10]   P r opos e d i mpr ove d P B - E V M     E xe c ut io T im e   P S N R   M S E   M A X E E R   L 2R A T   E xe c ut io T im e   P S N R   M S E   M A X E E R   L 2R A T   30 - 35   208.39   29.43   74.17   199.83   0.9924   106.67   29.49   73.17   192.82   0.9921   40 - 50   208.22   30.59   56.66   194.15   0.9937   108.84   30.67   94.60   188.07   0.9923   50 - 60   214.06   31.99   41.07   175.20   0.9946   107.36   32.04   76.25   167.60   0.9942       c.   I the  thi r d   gr oup   of   tes ts ,   B a by2  video  a s   s hown  i F igur e   ( c )   is   us e T he   goa he r e   is   to   magnif y   he a moveme nt  r e s ult ing  f r om  the   c hil d's   br e a thi ng .   I I R   ha s   be e us e a s   tempor a f il ter ,   a nd   the  magni f ica ti on   f a c tor   va r ies   with   va lues   {20 ,   40,   60 ,   80,   100   a n 150}   a nd   f ixed   va lue   of   s igm a   ( 5) .   T he   f r e que nc bounda r ies   f or   the   ba nd - pa s s   tempor a f il ter   a r e   { 0. 3 - 0. Hz }.   T a ble  7   s hows   the  c ompar is on  be tw e e   the  pr opos e a nd   c onve nti ona l   a ppr oa c he s .   T he   t im e   r e duc ti on   in   the   pr opos e method   is   a bout   5 4%   c ompar e   to  the  c onve nti ona l   one   with   maintaining  the  magnif ied  video   qua li ty.         T a ble  7 .   C ompar is ons   be twe e the  pr opos e a nd  c onve nti ona P B - E VM   f or   B a by2  video   M a gni f y f a c to r   α =  20   α =  40   α =  60   α =  80   α =  100   α =  150   C onve nt io na l     PB - E V M   [ 10]   E xe c ut io n T im e   225.69   226.39   227.92   228.35   228.82   229.95   P S N R   35.77   33.17   31.35   30.05   29.06   27.38   M S E   18.56   37.22   57.96   77.62   95.62   135.13   M A X E E R   63.50   88.50   107.74   119.90   128.85   146.40   L 2R A T   0.9982   0.9978   0.9974   0.9970   0.9966   0.9957   P r opos e im pr ove d   PB - E V M   E xe c ut io n T im e   103.81   104.13   104.84   105.03   105.25   105.77   P S N R   34.04   32.22   30.39   29.66   28.03   26.84   M S E   25.64   39.01   59.44   70.32   110.91   146.22   M A X E E R   72.42   93.93   111.40   122.21   128.87   138.32   L 2R A T   0.9979   0.9975   0.9970   0.9966   0.9957   0.9948       d.   B a by3  video  a s   s ho wn  in  F igur e   ( d)   ha s   be e us e in  the  f our th  gr oup  o f   tes ts .   T he   ba by  in  thi s   vi de ha s   vir a l   he pa ti ti s   a nd   ha s   dif f iculty   br e a thi ng.   T he r e f or e ,   the   goa o f   magnif ica ti on   is   to  moni tor   his   br e a thi ng.   I I R   is   us e a s   a   tempor a f il ter ,   α   wit va r ious   va lues   {30,   60,   80,   100,   a nd  150} .   W hil e ,     the  va lues   of   bounda r y   f r e que nc ies   f or   the  ba nd - pa s s   tempor a f il ter   a r e   {0 . 2 0. Hz a nd  f ixed  va lue  o f   s igm a   is   us e d,   S igm a   =   5 .   T a ble   8   s hows   the  e x pe r im e ntal  r e s ult s   f or   the   pr opos e a nd   c onve nti ona methods .   T he   ti me   r e duc ti on   in   the   pr opos e one   is   a r ound   70%   c ompar e   to  the  c onve nti ona l   one   with   maintaining  the  magnif ied  video  qua li ty .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         De v e loped  appr oac for   phas e - bas e E uler ian  v ideo  magnifi c ati on   ( Haide r   I s mae Shahadi )   2399   T a ble  8 .   C ompar is ons   be twe e the  pr opos e a nd  c onve nti ona P B - E VM   f or   B a by3  vi de o   M a gni f y f a c to r   α =  30   α =  60   α =  80   α =  100   α =  150   C onve nt io na l   PB - E V M   [ 10]   E xe c ut io n T im e   231.37   232.52   232 .73   247.89   245.54   P S N R   32.88   29.29   28.06   27.19   25.73   M S E   37.86   85.78   112.69   136.44   188.87   M A X E E R   135.28   164.80   175.65   182.16   189.21   L 2R A T   0.9994   0.9983   0.9975   0.9967   0.9946   P r opos e im pr ove d     PB - E V M   E xe c ut io n T im e   71.72   72.08   72.14   74.36   73.66   P S N R   32.74   29.22   27.99   27.13   25.69   M S E   38.56   86.60   113.56   137.28   189.66   M A X E E R   129.74   161.92   173.01   180.15   189   L 2R A T   0.9993   0.9983   0.9975   0.9967   0.9946       6.   COM P AR I S ON   WI T T HE   RE L AT E WORK   T his   s e c ti on  c ompar e s   be twe e the   pr opos e m e thod  a nd  the   r e late d   methods   in   the  li ter a tur e .     T a ble  9   s hows   the   e xe c uti on  ti me   a nd   video   qua li t in   ter ms   of   P S NR   f or   di f f e r e nt   methods .   I is   e a s to   s e e   the  s igni f ica nt   r e duc ti on   in   pr oc e s s ing  ti me   of   the  p r opos e method  ove r   a ll   othe r s .   F ur ther mo r e ,   it   is   maintaining  video   qua li ty   s a me  a s   in   c onve nti ona l   P B - E VM   method  that   ha ve   the   s upe r ior it y   in   te r ms   of   video   qua li ty  c ompar e   to  the   other   method   in  li te r a tur e .   I a ll   the  tes of   T a ble  9,   B a by1  ha s   be e us e a s   a   video   s our c e   f il e .   F igur e   8   s hows   a n   e xa mpl e   of   the  magnif ied  video   f r a me   us ing  dif f e r e nt   magnif ica ti on  tec hniques   a α = 20.   T he   f igu r e   s hows   the  dif f e r e nc e   in  f r a me  qua li ty  vis ua ll y.       T a ble  9 .   C ompar is on  of   the  pr opos e a nd   other   r e l e va nt  video  magnif ica ti on  methods   I nput   V id e os   M e th ods   LB - E V M   [ 8]   E nha nc e   E V M     [ 15]   C onve nt io na l   PB - E V M   [ 10]   FPB - E V M     [ 16]   P r opos e d   PB - E V M     E xe c ut io T im e   P S N R   E xe c ut io T im e   P S N R   E xe c ut io T im e   P S N R   E xe c ut io T im e   P S N R   E xe c ut io T im e   P S N R   B a by1   85.67   31.75   101.32   34.91   225.23   32.79   117.45   31.91   85.36   32.74             ( a )   ( b)   ( c )               ( d)   ( e )   (f)     F igur e   8.   M a gnif ied  videos   us ing  di f f e r e nt   magnif i c a ti on  tec hniques ( a )   s our c e   f r a mes ,     ( b)   a mpl i f ied  f r a mes   ba s e on  LB - E VM   a ppr oa c h,   ( c )   a mpl if ied  f r a mes   ba s e on  E 2VM   a pp r oa c h,     ( d)   Ampli f ied  f r a mes   ba s e on  c onve nti ona P B - E VM   a ppr oa c h,   ( e )   a mpl if ied   f r a mes   ba s e   on  F P B - E VM   a ppr oa c h,   a nd  ( f )   a mpl if ied   f r a mes   ba s e on  pr opos e P B - E VM   a ppr oa c h       7.   CONC L USI ONS   T his   pa pe r   pr e s e nts   a e f f e c ti ve   modi f ica ti on  f or   P B - E VM   method  in  or de r   to  r e duc e   the  r e quir e d   pr oc e s s ing  ti me.   T he   p r opos e tec hnique  us e s   the  L a nc z o s   a lgor it hm  that  ba s e on  ke r ne l   f il ter   to  r e s ize - down   da ta  of   the  s our c e   video  be f or e   pr oc e s s ing  a n r e s ize - up  a f ter   pr oc e s s ing.   T his   a lgor it hm  m a int a ins     the  qua li ty  o f   the   a mpl if ied   video  withi n   P B - E VM   qua li ty  li mi ts .   E xpe r im e ntal   r e s ult s   s how  that  the   r e quir e pr oc e s s ing  ti me  is   r e duc e by  mor e   than  ha lf .   M or e ove r ,   the  c ompar is on  with   the  r e late d   meth od  s hows     the  s upe r ior it o f   the  p r opos e ove r   the   other s   in  ter ms   of   r e duc ti on  both  p r oc e s s ing  ti me  a nd  magnif i e nois e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   5 Oc tober   2020:    2391  -   2400   2400   T he   p r opos e tec hnique   s uppor ts   lar ge   magni f ic a ti on  f a c tor   wi th   mi nim um   nois e   a mpl if ica ti on   r e s e mbl e     to  P B - E VM .   T he r e f or e ,   it   c a be   us e d   e a s il to  de tec invi s ibl e   c ha nge s   in  the  videos   to  be   c lea r ly  pe r c e pti ble  to  a   nick  e ye .   S o   that  s e ve r a a ppli c a ti ons   c a e m ploy  our   tec hnique  s uc a s   in  he a lt h   c a r e ,   e nginee r ing  a nd   biol ogica mi c r os c opy.       RE F E RE NC E S   [1 ]   Po h   M Z . ,   McD u ff  D J . ,   Pi card   R W. ,   " Non - c o n t act ,   au t o m at e d   card i ac  p u l s meas u remen t s   u s i n g   v i d eo   i ma g i n g   an d   b l i n d   s o u rce  s ep ara t i o n ,"   O p t i cs   E x p r e s s v o l .   1 8 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 0 7 6 2 - 1 0 7 7 4 ,   2 0 1 0 .   [2 ]   Po h   M Z . McD u ff  D J . ,   Pi card   R W. ,   " A d v a n cemen t s   i n   N o n co n t ac t ,   Mu l t i p arame t er  Ph y s i o l o g i cal   Mea s u reme n t s   U s i n g   W eb cam ,"   IE E E   T ra n s ac t i o n s   o n   B i o me d i ca l   E n g i n eer i n g ,   v o l .   58 ,   n o .   1 ,   p p .   7 - 11 ,   2 0 1 1   [3 ]   V erk r u y s s W . ,   Sv aas an d   L O . ,   N el s o n   J S. ,   " Remo t p l e t h y s m o g ra p h i i ma g i n g   u s i n g   amb i en t   l i g h t ,"   O p t ic   E xp r es s v o l .   16 ,   n o .   26 ,   p p .   2 1 4 3 4 - 2 1 4 3 45 2 0 0 8   [4 ]   Bal ak r i s h n a n   G . ,   D u ran d   F . ,   G u t t ag   J . ,   " D et ect i n g   p u l s fro h ea d   mo t i o n s   i n   v i d e o ,"   P r o cee d i n g s   o f   t h I E E E   Co m p u t er   S o ci e t Co n f e r en ce  o n   Co m p u t e r   V i s i o n   a n d   P a t t e r n   R ec o g n i t i o n ,   Po r t l a n d ,   O R,   U S A :   I E E E ;   2 0 1 3 .     [5 ]   Al N a j i   A . ,   Ch a h l   J . ,   " Co n t act l es s   card i ac  ac t i v i t y   d et ect i o n   b as e d   o n   h ead   m o t i o n   mag n i f i ca t i o n ,"   I n t er n a t i o n a l   Jo u r n a l   o f   Im a g a n d   G r a p h i c s v o l .   17 ,   n o .   1 ,   p p .   1 - 18 2 0 1 7   [6 ]   H X . ,   G o u b ran   R A . ,   L i u   X P. ,   " W ri s t   p u l s mea s u re men t   a n d   a n al y s i s   u s i n g   E u l er i an   v i d eo   ma g n i fi ca t i o n ,"   3 r d   IE E E   E M B S   I n t e r n a t i o n a l   Co n f er e n ce  o n   B i o m e d i ca l   a n d   H ea l t h   In f o r m a t i cs p p .   4 1 - 4 4 2 0 1 6 .   [7 ]   L i u   C . ,   T o rral b A . ,   Freeman   W T . ,   D u ra n d   F . A d el s o n   E H. ,   " Mo t i o n   mag n i f i cat i o n , "   A CM   D i g i t a l   Li b r a r y ,     vol.   24 ,   n o .   3 ,   p p .   5 1 9 - 5 26 ,   2 0 0 5   [8 ]   W u   H Y . ,   Ru b i n s t ei n   M . ,   Sh i h   E . ,   G u t t a g   J . ,   D u ran d   F . ,   Freeman   W . ,   " E u l eri an   v i d e o   mag n i fi ca t i o n   fo re v eal i n g   s u b t l ch an g es   i n   t h w o rl d ,"   A CM   D i g i t a l   Li b r a r y,   v o l .   31 ,   n o .   4 ,   p p .   1 - 8 , 2 0 1 2   [9 ]   Si g i t   R . ,   Ro j i   C A . ,   H ars o n o   T . ,   K u s w a d i   S. ,   " Imp ro v e d   ech o card i o g rap h y   s eg me n t at i o n   u s i n g   ac t i v s h ap e     mo d e l   an d   o p t i ca l   fl o w ,"   TE LK O M NIK A   Te l eco m m u n i ca t i o n   Co m p u t i n g   E l ec t r o n i cs   a n d   C o n t r o l v o l .   17 ,   n o .   2   p p .   8 0 9 - 8 1 8 ,   2 0 1 9   [1 0 ]   W ad h w N . ,   Ru b i n s t ei n   M . ,   D u ran d   F . ,   Freeman   W T. ,   " Ph as e - b as e d   v i d e o   mo t i o n   p ro ce s s i n g ,"   A CM   D i g i t a l   Li b r a r y ,   v o l .   32 ,   n o .   4 2 0 1 3   [1 1 ]   Po rt i l l J . ,   Si mo n cel l i   E P. ,   " A   Paramet ri T e x t u re   Mo d el   Ba s ed   o n   J o i n t   St a t i s t i cs   o Co mp l ex   W av el e t   Co effi c i en t s ,"   In t   Co m p u t   V i s . v o l .   4 0 ,   n o . 1 ,   p p .   49 - 71 ,   2 0 0 0   [1 2 ]   Si mo n c el l i   E P . ,   Freeman   W T . ,   A d el s o n   E H . ,   H eeg er  D J. ,   " Sh i ft ab l Mu l t i s cal T ra n s f o rms ,"   I E E E   Tr a n s a c t i o n s   o n   In f o r m a t i o n   Th eo r y ,   v o l .   38 ,   n o .   2 ,   p p .   5 8 7 - 6 0 7 1 9 9 2   [1 3 ]   G au t ama  T . ,   V an   H u l l M M. ,   " A   p h as e - b as e d   ap p r o a ch   t o   t h es t i ma t i o n   o t h o p t i cal   fl o w   fi e l d   u s i n g   s p a t i a l   fi l t eri n g ,"   IE E E   Tr a n s   Ne u r a l   Net w o r k s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   5 ,   p p .   1 1 2 7 - 11 36 2 0 0 2   [1 4 ]   Sh ah a d i   H I . Al - a l l a q   Z J . ,   A l b at t at   H J. ,   " E ffi c i en t   d en o i s i n g   a p p r o ach   b a s ed   E u l eri a n   v i d eo   ma g n i fi ca t i o n     fo co l o u an d   mo t i o n   v ari a t i o n s ,"   In t er n a t i o n a l   Jo u r n a l   o f   E l ect r i c a l   a n d   Co m p u t er   E n g i n ee r i n g   (IJE C E ) v o l .   10 n o .   5 ,   p p .   4 7 0 1 - 47 11 2 0 2 0   [1 5 ]   L i u   L . ,   L u   L . ,   L u o   J . ,   Z h an g   J . ,   C h en   X . ,   " E n h a n ce d   E u l eri an   v i d eo   ma g n i fi ca t i o n .   I n :   Ima g a n d   S i g n al   Pr o ces s i n g   (CISP), "   2 0 1 4   7 t h   I n t e r n a t i o n a l   Co n g r e s s   o n .   D a l i a n ,   Ch i n a:   IE E E ,   2 0 1 4 .     [ 1 6 ]   W a d h w a   N . ,   R u b i n s t e i n   M . ,   D u r a n d   F . ,   F r e e m a n   W T. ,   " R i e s z   p y r a m i d s   f o r   f a s t   p h a s e - b a s e d   v i d e o   m a g n i f i c a t i o n , "   2 0 1 4   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n .   S a n t a   C l a r a ,   C A ,   U S A :   I E E E ;   2 0 1 4 .     [1 7 ]   Al - N aj i   A . ,   L ee  S H . ,   Ch ah l   J . ,   " A n   effi ci e n t   mo t i o n   mag n i f i cat i o n   s y s t em  fo rea l - t i me  ap p l i ca t i o n s ,"   M a ch   V i s   A p p l   S p r i n g er v o l .   29 ,   n o .   4 ,   p p .   5 8 5 - 6 0 0 2 0 1 8   [1 8 ]   Sh ah a d i   H I . ,   A l b at t a t   H J . ,   A l - A l l a q   Z J . ,   T h ah ab   A T. ,   " E u l eri a n   v i d eo   mag n i fi ca t i o n :   A   rev i ew ,"   In d o n e s i a n   J o u r n a l   E l ect r i c a l   E n g i n eer i n g   Co m p u t i n g   a n d   S ci e n ce . ,   v o l .   18 ,   n o .   2 ,   p p .   7 9 9 - 8 1 1 2 0 2 0   [1 9 ]   Al - a l l a q   Z J . ,   Sh ah ad i   H I . A l b at t at   H J. ,   " Po w erf u l   a n d   L o w   T i me  Ph a s e - Bas e d   V i d e o   Mag n i fi ca t i o n   E n h an ci n g   T ech n i q u e , "   2 0 1 9   4 t h   S ci e n t i f i In t er n a t i o n a l   Co n f e r en c Na j a f   (S ICN) ,   2 0 1 9 .     [2 0 ]   Freeman   W . ,   A d el s o n   E H . ,   H ee g er  D . ,   " Mo t i o n   w i t h o u t   mo v eme n t , "   A CM   S IG G R A P H   Co m p u t e r   G r a p h i cs ,     v o l .   25 ,   n o .   4 ,   p p .   27 - 30 , 1 9 9 1 .   [2 1 ]   Mo raes   T . ,   A m o ri P . ,   Si l v J . ,   Ped ri n i   H . ,   " 3 d   l a n c zo s   i t erp o l a t i o n   f o med i cal   v o l u mes , "   1 5 t h   In t e r n a t i o n a l   S ym p o s i u m   o n   Co m p u t e r   M et h o d s   i n   B i o m ech a n i cs   a n d   B i o m e d i c a l   E n g i n ee r i n g ,   2 0 1 8 .     [ 2 2 ]   Y o o   D S . ,   C h a n g   J . P a r k   C H . ,   K a n g   M G. ,   " V i d e o   r e s a m p l i n g   a l g o r i t h m   f o r   s i m u l t a n e o u s   d e i n t e r l a c i n g   a n d   i m a g e   u p s c a l i n g   w i t h   r e d u c e d   j a g g e d   e d g e   a r t i f a c t s ,"   E U R A S I P   J o u r n a l   o n   A d v a n c e s   i n   S i g n a l   P r o c e s s i n g ,   v o l .   8 8 ,   pp.   1 - 24 ,   2 0 1 3   [2 3 ]   Pars an i P S . ,   V i rp ari P .   V. ,   " co mp ara t i v an a l y s i s   o i mag i n t erp o l a t i o n   a l g o ri t h m s ,"   In t er n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   A d v a n ce d   R es e a r c h   i n   Co m p u t er   a n d   Co m m u n i c a t i o n   E n g i n ee r i n g ,   v o l .   5 ,   n o .   1 ,   p p .   2 9 - 3 4 ,   2 0 1 6   [2 4 ]   Mad h u k ar  B N . ,   N aren d ra  R. ,   " L an czo s   res amp l i n g   fo t h d i g i t a l   p ro ce s s i n g   o remo t e l y   s e n s e d   i mag es , ”  Pro ceed i n g s   o f   In t er n a t i o n a l   C o n f er e n ce  o n   V LS I,   C o m m u n i ca t i o n ,   A d v a n ce d   D ev i ces ,   S i g n a l s   S ys t em s   a n d   Net wo r ki n g   (V C A S A N - 2 0 1 3 ) ,   2 0 1 3 .     [2 5 ]   Mas s ac h u s et t s   I n s t i t u t o T ech n o l o g y ,   " V i d i o   Ma g n i fi ca t i o n , "   2 0 1 0 .   [ O n l i n e].   A v ai l ab l e h t t p : / / p e o p l e. cs a i l . mi t . e d u /   mru b / v i d ma g /       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.