The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences (한국전자통신학회논문지)

Korea Institute of Electronic Communication Science (한국전자통신학회)
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Still Image Improvement of Adaptative DWT(Discrete wavelet transform) Decomposition Level Through the Implementation of JPEG2000 Hardware

JPEG2000의 하드웨어 구현을 통한 최적 DWT 레벨의 정지영상 화질개선

  • 이철 (인하공업전문대학 메카트로닉스과) ;
  • 유재정 (고려대학교 기술경영대학원 국방기술학과) ;
  • 이정석 (인하공업전문대학 메카트로닉스과)
  • Received : 2018.10.02
  • Accepted : 2018.12.15
  • Published : 2018.12.31
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Abstract

This paper is designed for hardware to be applied to JPEG2000 standard in the fields of digital photography, remote sensing, aerial remote telemetry, medical imaging, high resolution, and high compression telemetry applications. The software implementation of the JPEG2000 standard for image compression has disadvantages that the processing speed is very slow compared to the conventional JPEG, also the degradation occurs when the DWT level of the JPEG2000 standard is improved. In order to solve this problem, we designed and applied JPEG2000 compression/decompressor. In this paper, the hardware of the JPEG 2000 compression/storage device shows optimal compression speed, faster processing speed, and the image quality for still images by changing the optimal DWT level.

본 논문은 특정응용분야인 디지털사진, 원격탐사, 이동 중 항공 원격 촬영, 의학영상의 고해상도와 고압축 원격촬영이 필요로 하는 분야에 JPEG2000의 표준을 적용한 하드웨어 설계 제작하였다. 영상 압축을 하기 위한 JPEG2000의 표준을 이용한 소프트웨어로 구현은 처리속도가 기존의 JPEG에 비하여 매우 느리다는 단점을 갖고 있으며, 또한 JPEG2000 표준의 DWT(: Discrete wavelet transform) 레벨을 향상시킬 경우 영상 데이터 압축에 대한 연산 처리 속도가 저하되는 현상을 갖고 있다. 이러한 해결을 위해서 JPEG2000 압축/복원기를 설계 제작하여 적용하였다. 본 논문에서는 최적 DWT(Discrete wavelet transform) 레벨을 변화시켜서, JPEG-2000 압축/저장기의 하드웨어가 최적의 압축과 정지 영상에 대한 빠른 연산처리속도와 화질개선을 보여줬다.

Keywords

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그림 1. JPEG2000의 엔코딩 블록도 Fig. 1 Encoding block diagram of JPEG2000

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그림 2. 2차원 영상의 웨이브렛 n레벨 분해 Fig. 2 Wavelet n-level Decomposition of Two-dimensional Images

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그림 3. 3-레벨 분해 Lena영상과 3-레벨 분해도 Fig. 3 Three-level decomposition Lena image and 3-level decomposition

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그림 4. EBCOT Tire1 블록도 Fig. 4 EBCOT Tire1 block diagram

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그림 5. 영상 데이터 처리 과정 Fig. 5 Image data processing

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그림 6. JPEG2000 압축⋅부호화 시스템 블록도 Fig. 6 JPEG2000 compression and coding system block diagram

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그림 7. JPEG2000 압축 카드 (PMC) 보드 Fig. 7 JPEG2000 Compression Card (PMC) Board

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그림 9. 3 레벨 과 5 레벨 PSNR 비교 Fig. 9 Comparing 3-level and 5-level PSNR

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그림 10. 원영상 Fig. 10 Original Image

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그림 11. 5 level (×4) 영상 Fig. 11 5 level (× 4) video

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그림 12. 3 level (×4) 영상 Fig. 12 3 level (× 4) video

표 1. 실험 설정 환경 Table 1. Experiment setting Environment

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표 2. JPEG2000 변수 설정 Table 2. JPEG2000 Setting Parameter

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표 3. 결과 데이터 Table 3. Result Data

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