• 제목/요약/키워드: Block-based Image Compression

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블록기반 동영상 부호화에서의 웨이브렛 변환을 이용한 양자화 잡음 제거 (Reduction of Quantization Noise in Block-Based Video Coding Using Wavelet Transform)

  • 문기웅;장익훈;김남철
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(4)
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    • pp.155-158
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    • 2000
  • In this paper, the quantization noise in block-based video coding is analyzed, and a post-processing method based on the analysis is presented for reducing the quantization noise by using a wavelet transform(WT). In the proposed method, the quantization noise is considered as the sum of a blocking noise expressed as a deterministic profile and the random remainder noise. Each noise is removed in a viewpoint of image restoration using a 1-D WT, which yields a regularized differentiation. The blocking noise first is reduced by weakening the strength of each blocking noise component that appears as an impulse in the first scale wavelet domain. The impulse strength estimation is performed using median filter, quantization parameter(QP), and local activity. The remainder noise, which is considered as a white noise at non-edge pixels, then is reduced by soft-thresholding. The experimental results show that the proposed method yields better performance in terms if subjective quality as well as PSNR performance over VM post-filter in MPEG-4 for all test sequences of various compression ratios. We also present a fast post-processing in spatial domain equivalent to that in wavelet domain for real-time application.

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가변블록 기반 저복잡도 H.264/AVC 디블록킹 필터 (Low-Complexity H.264/AVC Deblocking Filter based on Variable Block Sizes)

  • 신승호;도남금;김태용
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제45권4호
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    • pp.41-49
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    • 2008
  • H.264/AVC는 기존 압축기술 대비 가변 블록 움직임 보상, 복수 참조 영상, 1/4 화소 움직임 벡터 정확도 및 인-루프 디블록킹 필터 (In-loop Deblocking Filter) 등을 지원하고 있다. 이런 부호화 기술은 압축 효율 향상의 주된 기능이면서, 동시에 높은 복잡도의 요인으로 작용하고 있다. 저사양, 저비트율의 단말기에서 H.264 부호화 기술의 실제 응용 확대를 위해서는 속도향상 개선이 필수적이다. 동영상의 주관적 화질을 상당부분 개선할 수 있는 디블록킹 필터 (Deblocking Filter)는 현재 복잡도와 높은 계산량으로 인하여 저사양 단말기에서는 제한적으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 실시간 저비트율의 디지털 동영상압축 시 발생하는 블록킹 현상을 효율적으로 제거하는 디블록킹 필터의 성능개선 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 디블록킹 필터링 방법은 움직임 보상에서의 가변블록 정보를 이용하여 영상의 공간적 상관관계를 추출하고, 그 특성에 맞게 4가지 필터모드(Filter Mode)로 분리하여 분리된 영역에 적응형 필터 구조를 취한다. 적용된 모드별 필터링은 블록킹 현상을 제거함은 물론 과도한 블러링 현상(Blurring Effects)을 방지하고 영상내의 세밀한 영상 성분들과 블록 경계간의 실제 에지를 보호함과 동시에 기존 방법 대비 $30{\sim}40%$의 성능향상의 개선을 이루었다.

변환 영역에서 개선된 DCT를 기반으로 한 움직임 예측 및 보상 (Motion Estimation and Compensation based on Advanced DCT)

  • 장영;조효문;조상복
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.38-40
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    • 2007
  • In this paper, we propose a novel architecture, which is based on DCT (Discrete Cosine Transform), for ME (Motion Estimation) and MC (Motion Compensation). The traditional algorithms of ME and MC based on DCT did not suffer the advantage of the coarseness of the 2-dimensional DCT (2-D DCT) coefficients to reduce the operational time. Therefore, we derive a recursion equation for transform-domain ME and MC and design the structure by using highly regular, parallel, and pipeline processing elements. The main difference with others is removing the IDCT block by using to transform domain. Therefore, the performance of our algorithm is more efficient in practical image processing such as DVR (Digital Video Recorder) system. We present the simulation result which is compare with the spatial domain methods. it shows reducing the calculation cost. compression ratio. and peak signal to noise ratio (PSNR).

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Vehicle Image Recognition Using Deep Convolution Neural Network and Compressed Dictionary Learning

  • Zhou, Yanyan
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제17권2호
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    • pp.411-425
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    • 2021
  • In this paper, a vehicle recognition algorithm based on deep convolutional neural network and compression dictionary is proposed. Firstly, the network structure of fine vehicle recognition based on convolutional neural network is introduced. Then, a vehicle recognition system based on multi-scale pyramid convolutional neural network is constructed. The contribution of different networks to the recognition results is adjusted by the adaptive fusion method that adjusts the network according to the recognition accuracy of a single network. The proportion of output in the network output of the entire multiscale network. Then, the compressed dictionary learning and the data dimension reduction are carried out using the effective block structure method combined with very sparse random projection matrix, which solves the computational complexity caused by high-dimensional features and shortens the dictionary learning time. Finally, the sparse representation classification method is used to realize vehicle type recognition. The experimental results show that the detection effect of the proposed algorithm is stable in sunny, cloudy and rainy weather, and it has strong adaptability to typical application scenarios such as occlusion and blurring, with an average recognition rate of more than 95%.

멀티미디어 프로세서 구현에 사용되는 메모리를 줄이기 위한 저 복잡도의 영상 압축 알고리즘 (A Low-Complexity Image Compression Method Which Reduces Memories Used in Multimedia Processor Implementation)

  • 정수운;김이랑;이동호
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제41권1호
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    • pp.9-18
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    • 2004
  • 본 논문은 최근 많은 관심이 되고 있는 멀티미디어 프로세서 구현에 사용되는 메모리를 줄일 수 있는 성능이 우수하면서 하드웨어적으로 쉽게 구현이 가능한 영상 압축 알고리즘을 제안한다. 특히 고화질 영상을 처리하는 멀티미디어 프로세서는 영상 프레임을 저장하기 위하여 외부에 많은 양의 프레임 메모리를 사용하며, 또한 대부분의 프로세서에서 저 대역 필터와 같은 선형 필터를 구현하기 위하여 많은 양의 라인 메모리를 프로세서 안에 포함한다 이러한 메모리들은 멀티미디어 프로세서를 구현하는데 있어서 많은 비중을 차지하기 때문에, 만약 화질의 손상이 없으면서 이러한 메모리를 대폭 줄일 수 있다면 프로세서의 경쟁력을 높일 수가 있다. 기존의 JPEG과 같은 표준 압축 방법은 2차원 블록 단위로 처리하고 구현하기에 복잡하기 때문에 멀티미디어 프로세서에서 요구하는 래스터 스캔 입출력을 갖는 용도에는 적합하지가 않다. 본 논문에서는 래스터 스캔의 입출력을 위해 1${\times}$8 블록 단위로 처리하고 하드웨어적으로 쉽게 구현하고 압축 효율을 높이기 위해 Hadamard 변환을 이용하고, 변환된 계수의 특성을 분석하여 그에 따라 적응적으로 thresholding을 적용한 후 양자화를 하였다. 모의실험을 통해 메모리를 반으로 줄였을 때 기존의 압축 방법과 성능을 비교하였으며, 하드웨어의 구현을 통해 멀티미디어 프로세서를 구현하는데 있어서 어느 정도 경쟁력을 높일 수 있는 지를 분석하였다.

부화소 움직임 추정을 위한 고속 탐색 기법 (A Fast Search Algorithm for Sub-Pixel Motion Estimation)

  • 박동균;조성현;조효문;이종화
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.26-28
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    • 2007
  • The motion estimation is the most important technique in the image compression of the video standards. In the case of next generation standards in the video codec as H.264, a high compression-efficiency can be also obtained by using a motion compensation. To obtain the accurate motion search, a motion estimation should be achieved up to 1/2 pixel and 1/4 pixel uiuts. To do this, the computational complexity is increased although the image compression rate is increased. Therefore, in this paper, we propose the advanced sub-pixel block matching algorithm to reduce the computational complexity by using a statistical characteristics of SAD(Sum of Absolute Difference). Generally, the probability of the minimum SAD values is high when searching point is in the distance 1 from the reference point. Thus, we reduced the searching area and then we can overcome the computational complexity problem. The main concept of proposed algorithm, which based on TSS(Three Step Search) method, first we find three minimum SAD points which is in integer distance unit, and then, in second step, the optimal point is in 1/2 pixel unit either between the most minimum SAD value point and the second minimum SAD point or between the most minimum SAD value point and the third minimum SAD point In third step, after finding the smallest SAD value between two SAD values on 1/2 pixel unit, the final optimized point is between the most minimum SAD value and the result value of the third step, in 1/2 pixel unit i.e., 1/4 pixel unit in totally. The conventional TSS method needs an eight.. search points in the sub-pixel steps in 1/2 pixel unit and also an eight search points in 1/4 pixel, to detect the optimal point. However, in proposed algorithm, only total five search points are needed. In the result. 23 % improvement of processing speed is obtained.

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Copy-move Forgery Detection Robust to Various Transformation and Degradation Attacks

  • Deng, Jiehang;Yang, Jixiang;Weng, Shaowei;Gu, Guosheng;Li, Zheng
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권9호
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    • pp.4467-4486
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    • 2018
  • Trying to deal with the problem of low robustness of Copy-Move Forgery Detection (CMFD) under various transformation and degradation attacks, a novel CMFD method is proposed in this paper. The main advantages of proposed work include: (1) Discrete Analytical Fourier-Mellin Transform (DAFMT) and Locality Sensitive Hashing (LSH) are combined to extract the block features and detect the potential copy-move pairs; (2) The Euclidian distance is incorporated in the pixel variance to filter out the false potential copy-move pairs in the post-verification step. In addition to extracting the effective features of an image block, the DAMFT has the properties of rotation and scale invariance. Unlike the traditional lexicographic sorting method, LSH is robust to the degradations of Gaussian noise and JEPG compression. Because most of the false copy-move pairs locate closely to each other in the spatial domain or are in the homogeneous regions, the Euclidian distance and pixel variance are employed in the post-verification step. After evaluating the proposed method by the precision-recall-$F_1$ model quantitatively based on the Image Manipulation Dataset (IMD) and Copy-Move Hard Dataset (CMHD), our method outperforms Emam et al.'s and Li et al.'s works in the recall and $F_1$ aspects.

시간적 상관성을 이용한 적응적 블록 정합 알고리즘 (An Adaptive Block Matching Algorithm Based on Temporal Correlations)

  • 윤효순;이귀상
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제9B권2호
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    • pp.199-204
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    • 2002
  • 움직임 추정과 움직임 보상기법은 연속한 비디오 프레임간의 시간적 중복성을 이용하여 동영상내에 존재하는 중복된 데이터를 제거하기 때문에 비디오 영상 압축에서 중요한 역할을 하지만 많은 계산량으로 인하여 실시간 응용 및 고해상도 응용에 많은 어려움을 가지고 있다. 만일 움직임 추정을 하기 전에 블록의 움직임을 예측할 수 있다면 이를 바탕으로 탐색영역에서 초기 탐색점 위치와 탐색 패턴을 결정할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 움직임의 높은 시간적 상관성을 이용하여 초기 탐색점 위치와 탐색 패턴을 결정함으로써 적응적으로 움직임을 추정하는 새로운 기법을 제안한다. 실험을 통하여 제안된 알고리즘을 다이아몬드 탐색 기법과 비교하였을 경우, 제안된 알고리즘은 움직임 보상 예측된 화질에 있어서 약 0.1∼0.5(dB)정도 성능을 향상시켰으며 움직임 벡터 추정의 속도에 있어서 약 50% 이상 높은 성능 향상을 보였다.

적응적 크기 조정을 이용한 블록 기반 신경망 이미지 부호화 (Neural Image Compression using Block based Adaptive Resizing)

  • 박민정;김영웅;김동현;임성창;김휘용
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2022년도 하계학술대회
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    • pp.1199-1202
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    • 2022
  • 본 논문에서는 최근 연구되고 있는 신경망 이미지 부호화(NNIC: Neural Network based Image Coding)를 위한 적응적 크기 조정을 이용한 블록 기반 신경망 이미지 부호화 알고리즘을 제안한다. 제안 방법은 이미지를 여러 개의 2N×2N 블록으로 분할한 후 분할된 각 블록에 대해 두 가지 크기 조정 모드 중 하나로 부호화를 수행한다. 첫번째 모드는 2N×2N 블록을 구성하는 4 개의 N×N 블록을 각각 NNIC 인코더의 입력으로 사용하는 모드 1(크기 미조정 모드)이며, 두번째 모드는 2N×2N 블록을 하나의 N×N 블록으로 다운 스케일링하여 NNIC 입력으로 사용하는 모드 2(크기 조정 모드)이다. 모드 결정은 비트율-왜곡 비용(Rate-distortion Cost)이 더 적도록 이루어진다. 블록 기반 부호화와 제안 알고리즘을 비교하면, BDBR 은 약 -1.75%, BDSNR 은 약 0.073dB 으로 제안 알고리즘에서 성능 향상이 나타났고, 픽처 부호화와 제안 알고리즘을을 비교하면 BDBR 은 약 0.57%, BDSNR 은 -0.029dB 로 픽처 부호화와 거의 유사한 성능을 보인다는 것을 확인할 수 있다.

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내장형 JPEG 압축을 위한 단일 메모리 기반의 스캔 순서 변환기 (Single memory based scan converter for embedded JPEG encoder)

  • 박현상
    • 방송공학회논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.320-325
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    • 2006
  • JPEG 표준에 의거한 정지 영상 압축을 위하여, 영상은 겹치지 $8{\times}8$ 블록 단위로 분할된다. 카메라 모듈로부터는 라스터 스캔 순서로 화소 데이터를 입력되기 때문에 JPEG 인코더와의 사이에 화소 순서 정렬을 위한 스캔 순서 변환기가 위치한다. 일반적으로 카메라와 인코더 동작을 병렬로 수행하기 위하여 8 라인에 해당하는 화소 데이터를 저장하기 위한 로컬 메모리를 2개 필요하다. 그러나 이와 같이 2개의 메모리를 사용하는 구조는 영상의 수평 해상도에 정비례하여 메모리 용량이 증가하는 문제 때문에 고해상도 영상 압축에는 적합하지 않게 된다. 본 논문에서는 하나의 메모리를 사용하여 스캔 순서 변환을 수행할 수 있는 록 메모리 주소 생성 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 가산기와 감산기와 같은 기본 연산 소자로 구현되기 때문에, JPEG 인코더를 내장한 시스템을 효과적으로 구성할 수 있게 한다.