• 제목/요약/키워드: Zerotree Coding

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SPIHT 영상코딩 알고리즘의 시간복잡도 해석 (Time Complexity Analysis of SPIHT(Set Partitioning in Hierarchy Trees) Image Coding Algorithm)

  • 박영석
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.36-40
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    • 2003
  • EZW(Embedded Zerotree Wavelet) 알고리즘이 소개된 이래 일련의 내장형 웨이브렛 코딩 방법들이 제안되어 져왔다. 이들의 하나의 공통된 특징은 EZW 알고리즘의 기본 아이디어를 근간으로 한다는 점이다. 특히 SPIHT(Set Partitioning in Hierarchy Trees) 알고리즘은 이들 중의 하나로서 산술 코더를 사용하지 않더라도 EZW와 같거나 혹은 더 나은 성능을 제공할 수 있기 때문에 널리 알려져 왔다. 이러한 SPIHT 알고리즘은 계산적으로 단순하면서도 뛰어난 수치적, 시각적 결과를 제공한다. 그러나 SPIHT 알고리즘의 처리 시간복잡도(time complexity)에 대한 평가는 상대적인 비교를 통해 효과적임을 실험적으로 확인한 것에 불과하고 지금까지 엄밀한 시간복잡도 해석이 행하여지지 않았다. 본 연구에서는 SPIHT 알고리즘의 처리 시간복잡도를 해석하고 한 비트평면 처리에 대한 최악의 경우(worst case) 시간복잡도가 O(nlog$_2$n)임을 증명한다.

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웨이블렛 계수의 효율적인 전송에 따른 가변제로트리코더의 성능개선 (Improvement of Flexible Zerotree Coder by Efficient Transmission of Wavelet Coefficients)

  • 주상현;신재호
    • 전자공학회논문지C
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    • 제36C권9호
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    • pp.76-84
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    • 1999
  • Shaprio가 발표한 EZW에서는 한 대역의 부(父)계수가 유사방향의 인접 고주파대역에 4개의 자(子)계수들과 부자관계를 구성하는 고정트리를 기반으로 한다. 이러한 고정트리는 대역간의 계층적 상관관계를 고찰하는데는 적합할 수 있으나, 4개의 계수가 하나의 $2{\times}2$의 블록단위로 처리되기 때문에 대역내 인접계수들간에 존재하는 공간적 상관관계를 고찰하기에는 부적합하다. 이러한 대역간의 계층적 상관관계와 대역내의 공간적 상관관계의 동시에 고찰하기 위하여 가변트리가 제안되었다. 그러나 가변트리는 웨이블렛 계수들을 표현하는데 있어, 고정트리에 비해 많은 심볼들을 필요로 한다. 반면 심볼당 정보량(entropy)이 낮아지는 결과를 가져오기 때문에 고정트리에 비해 압축성능을 향상시킨다. 본 논문에서는 가변트리로 인한 심볼 수의 증가를 억제하는 두 가지 기법ㅂ을 제안한다. 첫째, 무효계수에 대한 불필요한 스캔을 억제하기 위하여 각각의 유효 부계수에 대하여 유효 자계수의 소유여부를 미리 알려주는 1비트의 탐사비트(probing bit)를 발생시킨다. 둘째, 대역에 따라 필요로 하는 심볼 알파벳이 다르다는데 근거하여 대역별 특성을 고려한 심볼세트를 새로이 정의한다. 이러한 두 가지의 기법에 의하여 발생하는 심볼의 수는 상당히 줄어들게 되고, 출력된 심볼들은 추가 엔트로피코딩을 하지 않고 그대로 전송되더라도 비교적 좋은 압축결과를 가져올 수 있다. 가변트리와 심볼수의 억제기법에 의하여 변형된 EZW 부호화 방식은 적응산술부호화기를 포함한 모드와 포함하지 않은 모드의 두 가지 형태에서 제안된다. 본 논문에서 제안하는 부호화방식은 가변트리와 심볼발생억제 방식을 EZW에 적용시켜 성능향상을 꾀하며, 적용되어진 EZW와의 성능비교를 통하여 이러한 제안방식의 유효성을 점검해 본다.

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CDMA 네트워크에서의 ECG 압축 알고리즘의 성능 평가 (Performance Evaluation of Wavelet-based ECG Compression Algorithms over CDMA Networks)

  • 김병수;유선국
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제53권9호
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    • pp.663-669
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    • 2004
  • The mobile tole-cardiology system is the new research area that support an ubiquitous health care based on mobile telecommunication networks. Although there are many researches presenting the modeling concepts of a GSM-based mobile telemedical system, practical application needs to be considered both compression performance and error corruption in the mobile environment. This paper evaluates three wavelet ECG compression algorithms over CDMA networks. The three selected methods are Rajoub using EPE thresholding, Embedded Zerotree Wavelet(EZW) and Wavelet transform Higher Order Statistics Coding(WHOSC) with linear prediction. All methodologies protected more significant information using Forward Error Correction coding and measured not only compression performance in noise-free but also error robustness and delay profile in CDMA environment. In addition, from the field test we analyzed the PRD for movement speed and the features of CDMA 1X. The test results show that Rajoub has low robustness over high error attack and EZW contributes to more efficient exploitation in variable bandwidth and high error. WHOSC has high robustness in overall BER but loses performance about particular abnormal ECG.

웨이블릿 계수의 비트 레벨 정보를 사용한 영상 부호화 기법 (An Image Coding Method by Using the Bit-Level Information of Wavelet Coefficients)

  • 박성욱;박종욱
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.23-33
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    • 2011
  • 본 논문에서는 웨이블릿 계수의 비트 레벨 정보를 사용한 영상 부호화 기법을 제안한다. 제안한 방법은 수정된 EZW 알고리즘과 부호화 과정 시 요구되는 메모리 사용량을 줄이기 위해 웨이블릿 계수들의 비트 레벨 정보를 가지는 중요 계수 배열을 사용한다. 중요 계수 배열은 웨이블릿 계수의 비트 레벨 정보를 저장하는 이차원 자료 구조로서, 제안된 알고리즘은 이것을 이용하여 중요한 계수에 대한 부호화 과정과 계수들의 비트 레벨 정보의 부호화 과정을 한 번에 수행할 수 있다. 실험 결과 기존의 부호화 방법보다 화질 면에서 비슷하거나 우수한 성능을 보인다. 특히 중요 계수 배열은 이용한 최소의 메모리 사용으로 다양한 비트율에서 영상의 일그러짐 없이 안정적으로 동작함을 확인하였다.

Warping을 이용한 움직임 보상을 통한 3차원 의료 영상의 압축 (Interframe Coding of 3-D Medical Image Using Warping Prediction)

  • 소윤성;조현덕;김종효;나종범
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.223-231
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    • 1997
  • 본 논문에서는 3차원 의료 영상의 압축을 위한 인터프레임 부호화 방법을 제안한다. 슬라이스 사이의 변화를 뼈나 조직의 움직임으로 간주하여 움직임 보상 기법을 통해 이전 프레임으로부터 현재 프레임을 예측하고, 변환 부호화를 사용하여 오차 영상을 압축한다. 의료 영상의 슬라이스 사이의 복잡한 변화를 잘 예측하기 위해 동영상 부호화에서 가장 널리 사용되는 블럭 정합 알고리즘 (BMA) 대신 bilinear 변환을 통한 영상 warping을 사용하였다. 이 warping 방법은 슬라이스 사이에서 object가 없어지는 경우 예측 성능이 저하되는데, 이러한 단점을 보완하기 위해 블럭 겹침 움직임 보상 (OBMC) 기법을 결합하였다. 움직임 보상된 오차 영상의 부호화에는 EZW 부호화를 사용하였고, 이 때 각 프레임의 wavelet 계수의 양자화 오차를 동일하게 하여 프레임마다 일정한 화질을 얻도록 하였다. 모의 실험에서 warping을 사용한 인터프레임 부호화는 각 프레임을 독립적으로 부호화하는 방식보다 높은 압축 성능을 보였고, OBMC를 결합함으로써 warping만을 사용했을 때보다 성능이 더 개선되었다.

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Threshold-adjusted EZW Codec의 설계와 구현 (A Design and Implementation of Threshold-adjusted Em Codec)

  • 채희중;이호석
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제9B권1호
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    • pp.57-66
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    • 2002
  • 본 논문은 웨이브릿 계수를 활용하여 영상 압축을 수행하는 EZW(Embedded Zerotree Wavelet) 부호화의 성능 개선에 대한 방법을 제시한다. EZW부호화는 웨이브릿 계수를 그 중요도에 따라 POS, NEG, IZ, ZTR의 4개의 심벌을 사용하여 부호화를 수행한다. 본 연구에서는 EZW 부호화에 웨이블릿 계수 threshold 방법을 적용하여 성능을 개선하였다. 시스템 전체적으로는 계수 threshold 방법을 적용하여 전체 부호화 시간을 단축하였으며, run-length 부호화와 산술 부호화를 적용하여 영상을 최대한으로 압축하였다. 마지막으로 실험을 통하여 EZW 부호화 방법에 적용된 계수 조정 값을 조절하여, 값의 변화에 따른 입력 영상과 복원 영상을 비교 분석한 결과를 제시하였다.

SPIHT를 이용한 다해상도 영상 압축 (Multiresolutional Image Compression Using SPIHT)

  • 정용택;허영;하판봉
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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    • pp.417-420
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    • 2000
  • 점진적 영상 전송과 저해상도에서도 높은 PSNR를 나타내는 방법으로 EZW(Enbeded Zerotree Wavelet)과 SPIHT(set partitioning in hierarchical tree)를 사용한 보다 향상된 영상 압축방법이 제안되어졌다. 특히 SPIHT는 적응 산술부호화(adaptive arithmetic coding)를 사용하지 않고도 EZW보다 뛰어난 압축률과 효과를 얻을 수 있다. 하지만 부대역(subband)간의 유사성(similarity)을 이용한 제로트리 부호화에서 계층을 나누는 일은 계수 사이의 연결관계를 깰 수 있기 때문에 간단한 일은 아니다. 본 논문에서는 SPIHT의 비트열을 여러개의 계층으로 나누고 각각의 해상도로 복원하는 새로운 정렬 방법을 제안하고, 계층간의 비트열을 균일하게 나눔으로써 보다 효율적으로 전송 할 수 있는 방법을 제안하였다. 또한 복호시에 낮은 해상도일수로 복원시간의 이득을 볼 수 있는 향상된 방법을 제안한다.

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제로트리 기법을 이용한 스테레오 영상 부호화 (Stereo Image Coding Using Zerotree Algorithm)

  • 배진우;신철;유지상
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 제14회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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    • pp.29-32
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    • 2001
  • 본 논문에서는 입체 영상 시스템 중 원 영상과 오차 영상(residual image)에 대한 효율적인 압축방법을 연구하였으며, 기준영상과 오차영상에 대해 저 비트에서도 양질의 영상품질을 얻을 수 있는 제로트리 기법을 이용하여 압축하는 기법을 제안한다. 제로트리 기법을 이용할 경우 압축 성능과 효율이 좋은 반면, 계산량이 증가한다는 단점이 있는데, 이것을 보완하기 위해 변이추정 방법은 ADLS[1] 방식을 적용하였다. 웨이블릿을 기반으로 하는 제로트리 기법을 이용하여 영상의 압축 효율을 향상시킴으로써 제한된 대역폭 내에서 높은 영상품질을 보존 할 수 있다는 것을 실험을 통하여 보였다.

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웨이블릿 기반 대역별 독립 공간 부호화에 의한 영상 압축 (Wavelet based Image Compression with Band Independent Space Coding)

  • 박효서;박상주
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제8B권2호
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    • pp.208-214
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    • 2001
  • 웨이블릿을 이용한 분해와 복원은 영상의 압축에 널리 사용되는 도구이다. 웨이블릿 분해된자연 영상은 원 영상의 동일 부분을 표현하는 대역간의 계수 값 사이에 높은 상관관계를 갖고 있고, 하나의 대역 안의 인접한 계수들 사이에도 높은 상관 관계를 갖고 있다. EZW(Evbedded Zerotree Wavelet)나 SPIHT(Set Partitioning in Hierachical Trees)과 같이 성능이 우수하고 널리 사용되는 웨이블릿 기반 영상 압축은 웨이블릿 계수의 대역간 상관 관계를 이용하고 있다. Zero Tree에 기초한 이와 같은 방법들은 계수값의 부모 후손 관계를 이용하기 때문에 대역별 부호화를 수행할 수 없으며, 다중 해상도 복원이 필요한 응용 분야에 효과적으로 적용되어지지 못한다. 본 논문에서는 하나의 대역 내에서 인접한 계수들 간의 상관성을 이용한 대역 독립적 부호화 기법을 제안한다. 압축 성능은 SPIHT과 대등하거나 약간 우수한 것으로 나타났고, 다중해상도 복원에 효과적으로 적용할 수 있음을 확인하였다.

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제로트리를 이용한 웨이브렛 기반 영상 부호화 설계 (Wavelet Based Image Coding Design Using Zerotree)

  • 지연숙;변혜란;유지상
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (2)
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    • pp.523-525
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    • 1998
  • 웨이브렛 변환을 사용한 영상은 인간의 시각체계(HVS)에 적적한 양자화 및 부호화를 위한 계층적 구조를 제공한다. 인간의 시각이 민감하게 감지하는 부분을 더 정확하게 부호화 하고, 그렇지 못한 부분에서는 적절한 정보의 손실을 허용하는 원리를 이상적으로 적용할 수 있다. 이런 웨이브렛 변환영상의 통계적 특성을 이용한 제로트리 부호화 기법은 중요한 영상계수를 선별하여 영상전체에서 의미있는 계수를 순서대로 부호화 함으로써 매입 파일(Embeded File)을 생성한다. 본 연구에서는 제로트리 부호화 과정중 불확실 구간(Uncertainty Interval)에서 발생하는 오차(Error)를 줄이기 위하여 LBG(Line Bute Gray) 알고리즘을 도입하여 최적의 오차 코드북을 생성한 후 복원시 사용함으로써 결과의 향상을 보였다. 오차교정(Error Correction)은 EZW(Embeded Zerotee Wavelet) 부호화 과정에서 손실되기 쉬운 고주파수 밴드에 적용하여 복원시 영상의 자세한(detail) 성분을 살리는데 효과적이다. JPEG과 같은 DCT 기반 영상압축 결과에 비하여 화질에서 더 좋은 성능을 보일뿐아니라, DCT 특유의 블록화 현상도 제거되었다.

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