Повышение эффективности передачи мультимедийной информации методом чирплет-преобразования

• Автор: Тульский, Иван Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ СЖАТИЯ МУЛЬТИМЕДИЙНОЙ ИНФОРМАЦИИ
1Л. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КОМПРЕСИИ МУЛЬТИМЕДИЙНОЙ ИНФОРМАЦИИ
1 Л.1. Требования, предъявляемые к алгоритмам компрессии
Г 1.2. Критерий сравнения алгоритмов
1.2. АЛГОРИТМЫ КОМПРЕССИИ МУЛЬТИМЕДИЙНОЙ ИНФОРМАЦИИ
1.2.1. Недостатки алгоритмов сжатия без потерь
1.2.2. Недостатки алгоритмов сжатия с потерями
1.3. АЛГОРИТМ КОМПРЕССИИ ВИДЕО ТРАФИКА
1.4. ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПЕРЕДАЧИ МУЛЬТИМЕДИА-ИНФОРМАЦИИ
2.1. ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНСТИ ПРИМЕНЕНИЯ “ЧИРПЛЕТ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ” ДЛЯ РАЗРАБОТКИ НОВОГО АЛГОРИТМА СЖАТИЯ
2.1.1. Разработка алгоритма компрессии и декомпрессии
изображений на основе математического аппарата чирплет
преобразования
2.2. МЕТОД ПЕРЕДАЧИ МУЛЬТИМЕДИА ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ АЛГОРИТМА, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧИРПЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
2.3 .ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ
МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ
ЗЛ. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ
ЗЛЛ Исследования качества изображений после предварительной
обработки
ЗЛ.2. Абсолютные оценки качества изображений
ЗЛ.З. Субъективные оценки качества изображений
3.2. ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ АЛГОРИТМА КОМПРЕССИИ ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО ЧИРПЛЕТ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ
4.1. РЕАЛИЗАЦИЯ АППАРАТНОГО КОДЕКА КОМПРЕСИИ ПОТОКОВОГО ВИДЕО ТРАФИКА
4.2. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАМНОГО КОДЕКА КОМПРЕССИИ ПОТОКОВОГО ВИДЕО ТРАФИКА
4.3. СОЗДАНИЕ ПРОГРАММНЫХ ОТЛАДОЧНЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН
4.4. ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
3GP - Контейнер сжатия и восстановления мультимедиа сообщений ДКП - Дискретное косинусное преобразование ДПФ - Дискретное преобразование Фурье ДВП - Дискретное вельвет преобразование
MPEG - Кодек сжатия видеоизображений использует алгоритм JPEG JPEG - алгоритм сжатия изображений, в основе математический аппарат ДКП
JT4M - Линейная частотная модуляция
PSNR - (Peak Signal to Noise Ratio) пиковое отношение сигнала к помехе
MSE - среднеквадратичное отклонение
Verilog - Язык поведенческого описания
ПЛИС - Программируемая логическая интегральная схема
КИХ - Конечная импульсная характеристика
SSIM — (structural similarity) мера структурного подобия
HDL - Язык поведенческого описания
RGB - Форма цветовой передачи изображения
ММ - математическая модель
САПР - система автоматизированного проектирования ЭВМ - электронно-вычислительная машина
Кодек - система с набором базисных математических функций и алгоритмов для работы с различными типами данных
Контейнер — набор различных кодеков для реализации заданных алгоритмов
Чирплет - отрезок линейно частотно модулированного сигнала Чирплет преобразование - результат умножения ЛЧМ сигнала на окно, что обеспечивает свойство локализованное™ во времени

К достоинствам этого алгоритма можно отнести то, что он очень легко позволяет реализовать возможность постепенного «проявления» изображения при передаче изображения по цифровой телекоммуникационной сети. Кроме того, поскольку в начале изображения мы фактически храним его уменьшенную копию, упрощается показ «огрубленного» изображения по заголовку [19, 20].
В отличие от JPEG и фрактального алгоритма данный метод не оперирует блоками, например, 8x8 пикселов. Точнее, мы оперируем блоками 2x2, 4x4, 8x8 и т.д. Однако за счет того, что коэффициенты для этих блоков мы сохраняем независимо, мы можем достаточно легко избежать дробления изображения на «мозаичные» квадраты [5].
Коэффициенты компрессии: 2-200 (Задается пользователем).
Класс изображений: полноцветные 24 битные изображения или
изображения в градациях серого без резких переходов цветов (фотографии).
Симметричность: -1.5, 1 в зависимости от выбора волнового окна.
Характерные особенности: при высокой степени сжатия изображение распадается на отдельные блоки.
1.3. АЛГОРТМ КОМПРЕССИИ ВИДЕОТРАФИКА
Согласно современным понятиям видеопоток представляет собой последовательность статических изображений, сменяющих друг друга с частотой не менее 25-30 раз в секунду, при этом поток данных для видео весьма велик. Например, для изображения разрешением 640 х 480 пикселов, глубина цвета 16 бит, видеопоток при скорости 25 кадров/сек (FPS - Frame Rep Second), равен 50 Мбайт/сек. Ясно, что в случае видео сжатие данных еще более важно, чем для статических изображений [21].