As realistic media are widespread in various image processing areas, image or video compression is one of the key technologies to enable real-time applications with limited network bandwidth. Generally, image or video compression cause the unnecessary compression artifacts, such as blocking artifacts and ringing effects. In this study, we propose a Deep Residual Channel-attention Network, so called DRCAN, which consists of an input layer, a feature extractor and an output layer. Experimental results showed that the proposed DRCAN can reduced the total memory size and the inference time by as low as 47% and 59%, respectively. In addition, DRCAN can achieve a better peak signal-to-noise ratio and structural similarity index measure for compressed images compared to the previous methods.
Since image data has large data amount, proper image compression is necessary to transmit and store the data efficiently. Image compression brings about bit rate reduction but results in some artifacts. This artifacts are blocking artifacts, mosquito noise, which are observed in DCT based compression image, and ringing artifacts, which is perceived around the edges in wavelet based compression image. In this paper, we propose directional postprocessing technique which improved the decoded image quality using the fact that human vision is sensible to ringing artifacts around the edges of image. First we detect the edge direction in each block. Next we perform directional postprocessing according to detected edge direction. Proposed method is that the edge direction is block. Next performed directional postprocessing according to detected edge direction. If the correlation coefficients are equivalent to each directions, postprocessing is not performed. So, time of the postproces ing brings about shorten.
A new method of blocking effects reduction is proposed in this paper for use in low bitrate image coding. We use 28 DCT kernel functions of which boundary values are linearly independent, and Gram-Schmidt process is applied to the boundary values in order to obtain 28 boundary-orthonormal basis images. Then we use these basis images to obtain the correction terms for blocking artifacts reduction. A threshold of block discontinuity is introduced for improvement of visual quality by reducing image blurring. We also investigate the number of basis images needed for efficient blocking artifacts reduction when the compression ratio changes.
Park, Kyung-Nam;Lee, Gun-Woo;Kwon, Kee-Koo;Kim, Bong-Seok;Lee, Kuhn-Il
대한전자공학회:학술대회논문집
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대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -2
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pp.1007-1010
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2002
In this paper, we present a new blocking artifact reduction algorithm using interpolation and signal adaptive filter (SAF) based on the edge map. Generally, block-based coding, such as JPEG and MPEG, is the most popular image compression method. However, for high compression it produces noticeable blocking and ringing artifacts in the decoded image. In proposed method, all the block is classified into low and high frequency blocks in block classification procedure. And edge map is obtained by using Sobel operator on decoded image. And according to the block property we applied blocking artifacts reduction algorithm. Namely, four neighbor low frequency block is participated in interpolation based on edge map. And ringing artifacts is removed by applying a signal adaptive filter around the edge using edge map in high frequency block. The computer simulation results confirmed a better performance by the proposed method in both the subjective and objective image qualities.
Although image compression is one of the essential technologies to transmit image data on a variety of surveillance and mobile healthcare applications, it causes unnecessary compression artifacts such as blocking and ringing artifacts by the lossy compression in the limited network bandwidth. Recently, image restoration methods using convolutional neural network (CNN) show the significant improvement of image quality from the compressed images. In this paper, we propose Image Denoising Convolutional Neural Networks (IDCNN) to reduce the compression artifacts for the purpose of improving the performance of object classification. In order to evaluate the classification accuracy, we used the ImageNet test dataset consisting of 50,000 natural images and measured the classification performance in terms of Top-1 and Top-5 accuracy. Experimental results show that the proposed IDCNN can improve Top-1 and Top-5 accuracy as high as 2.46% and 2.42%, respectively.
Low bit rate image/video coding is essential for many visual communication applications. When bit rates become low, most compression algorithms yield visually blocking artifacts that highly degrade the perceptual quality, and post-processing approaches provide one attractive solution. In this paper, we provide simple and very efficient blocking artifacts reduction method using constrained random value addition. Our method is simple enough to be used for real-time post-processing of video.
블록 변환 부호화는 가장 널리 사용되고 있는 영상 압축의 한 방법이다. 한 예로 이산 여현 부호화는 MPEG-1, MPEG-2, JPEG, H.261과 같은 국제 표준에서 널리 사용되고 있다. 이러한 블록 단위의 변환 부호화에서, 특히 압축률이 높은 응용 분양에서는 그 변환 계수들의 양자화 에러가 커져 블록의 경계면을 따라 소위 블로킹 현상이 발생하여 화질 열화의 원인이 되고 있다. 본 논문에서는 고능률 변환 부호화 영상 압축에 있어서의 새로운 블록킹 현상 제거 기법을 제안한다. 블록킹 현상을 제거하기 위해, 수신측에서 복원된 영상에 블록단위로 적절한 보상항을 더하여 경계면의 불연속성을 감소시키고자 한다. 이때의 보상항은 경계면에서 직교인 28개의 기저영상의 선형 결합으로 이루어지는데, 이 28개의 경계 직교 기저 영상들을 구하기 위해, 블록 경계면 화소값들이 각각 선형 독립인 28개의 DCT 커널 함수들에 Gram-Schmidt 방법을 적용한다. 또한 제안된 방법을 적용할 때 윤곽선이 흐려지는 것을 방지하기 위해 블록 불연속 임계치를 정의하여 적응적으로 제안된 방식을 적용한다. 또, 압축률의 변화에 따른 블록킹 현상의 효과적 제거를 위해 필요한 기저 영상의 개수를 고찰한다.
자기공명영상검사는 조직의 대조도 와 해상력이 우수하지만, 인공물이 발생 될 경우 진단에 영향을 주어 판독이 불가능한 영상을 생성하기도 한다. 치아에 삽입된 금속은 강자성체 또는 상자성체로 되어있는 경우가 대부분이며 자화율 차이로 인하여 기하학적 왜곡을 유발하여 영상진단에 저해되는 경우가 많으며 이를 저감시킬 필요가 있다. 이에 본 연구는 반자성 물질을 사용에 따른 금속 인공물 분석을 실시하고자 한다. 자성 물질로는 치아교정용 와이어와 브라켓인 스테인리스 스틸이 사용되었고 반자성 물질은 구리, 아연, 비스무트를 사용하였다. 검사장비는 1.5T, 3T가 사용되었으며 사용된 시퀀스는 SE, TSE, GE, EPI을 사용하여 측정하였다. 자체 제작된 팬텀을 물질은 균등한 신호를 위하여 아가로스 겔(10%)을 사용하였으며 인공물 유발 물질은 스테인리스 스틸은 팬텀의 정중앙에 위치시켜 검사하고 각 길이 10mm의 정 육면체 반자성 물질의 씌워 검사하였다. 인공물 측정은 Image J를 사용하여 순수한 팬텀 영상에서 자성물질을 포함한 영상을 감산하여 얻은 영상에서 Low Threshold 값을 10으로 설정 한 후 Wand tool을 사용하여 인공물 영역설정 후 면적을 구하였다. 스테인리스 스틸에서 발생한 금속 인공물은 반자성 물질 중 비스무트를 사용한 영상에서 금속 인공물이 가장 많이 감소하였으며 구리와 아연은 약간은 감소하지만, 그 정도의 차이는 크지 않다고 하겠다. 이러한 이유는 비스무트의 반자성 자화율이 가장 작아서 강자성체에서의 자화율을 가장 많이 상쇄하였기 때문이라고 생각된다. 1.5T 와 3T 모두에서 비스무트를 사용한 영상의 인공물이 가장 적게 나왔다. 시퀀스별 인공물 감소는 1.5T에서는 TSE에서 가장 많이 인공물이 감소하였으며 3T에서는 SE에서 가장 많은 인공물이 감소하였다. 따라서 반자성물질의 따른 인공물 변화의 결과는 자화율(${\chi}$)이 가장 낮은 비스무트를 사용한 영상에서 금속인공물이 기준인 Implant 인공물 보다 줄어든 양상을 보여 자화율이 낮은 물질일수록 금속 인공물이 줄어든다는 것을 알 수 있었으며, 기존 금속 인공물의 해결 방법의 단점으로 지적되어온 스캔 시간의 증가 등이 나타나지 않으면서도 인공물을 줄일 수 있는 방법으로 향후 치아 교정 물질뿐만 아니라 치아 보철물 전체에 대한 금속 인공물 저감에 관한 연구의 기초 자료로 사용될 것으로 사료된다.
Hye Jung Choo;Sun Joo Lee;Dong Wook Kim;Yoo Jin Lee;Jin Wook Baek;Ji-yeon Han;Young Jin Heo
Korean Journal of Radiology
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제22권8호
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pp.1341-1351
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2021
Objective: To compare the quality of various polychromatic and monochromatic images with or without using an iterative metal artifact reduction algorithm (iMAR) obtained from a dual-energy computed tomography (CT) to evaluate total knee arthroplasty. Materials and Methods: We included 58 patients (28 male and 30 female; mean age [range], 71.4 [61-83] years) who underwent 74 knee examinations after total knee arthroplasty using dual-energy CT. CT image sets consisted of polychromatic image sets that linearly blended 80 kVp and tin-filtered 140 kVp using weighting factors of 0.4, 0, and -0.3, and monochromatic images at 130, 150, 170, and 190 keV. These image sets were obtained with and without applying iMAR, creating a total of 14 image sets. Two readers qualitatively ranked the image quality (1 [lowest quality] through 14 [highest quality]). Volumes of high- and low-density artifacts and contrast-to-noise ratios (CNRs) between the bone and fat tissue were quantitatively measured in a subset of 25 knees unaffected by metal artifacts. Results: iMAR-applied, polychromatic images using weighting factors of -0.3 and 0.0 (P-0.3i and P0.0i, respectively) showed the highest image-quality rank scores (median of 14 for both by one reader and 13 and 14, respectively, by the other reader; p < 0.001). All iMAR-applied image series showed higher rank scores than the iMAR-unapplied ones. The smallest volumes of low-density artifacts were found in P-0.3i, P0.0i, and iMAR-applied monochromatic images at 130 keV. The smallest volumes of high-density artifacts were noted in P-0.3i. The CNRs were best in polychromatic images using a weighting factor of 0.4 with or without iMAR application, followed by polychromatic images using a weighting factor of 0.0 with or without iMAR application. Conclusion: Polychromatic images combined with iMAR application, P-0.3i and P0.0i, provided better image qualities and substantial metal artifact reduction compared with other image sets.
고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform: FFT)은 입력신호가 주기적이라는 가정하에 빠른 계산량과 좋은 성능으로 영상복원에 다방면으로 적용되고 있다. 하지만 실제취득영상은 주기가 무한한 영역의 일부분을 한 주기로 가정하고, 또한 외부영역에 대한 정보손실로 인하여 경계왜곡이 발생한다. 본 논문은 현재까지 진행되어온 경계왜곡을 줄이기 위한 기술들에 대해 고찰정리 하였다. 뿐만 아니라 FFT의 계산량 감소를 위해 블록기반의 영상처리와 이때 발생하는 경계왜곡 감소를 위한 알고리듬을 제안한다. 외부영역의 정보를 알고 있는 경우의 보다 좋은 결과를 위하여 안쪽 블록과 바깥블록의 처리를 달리 적용하였다. 이러한 과정을 통해 경계왜곡을 줄이면서 고속으로 영상복원을 가능하게 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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