АНАЛІЗ АЛГОРИТМІВ СТИСНЕННЯ ЗОБРАЖЕНЬ ІЗ ВТРАТАМИ

Автор(и)

  • Олексій Кавка Вінницький національний технічний університет, Вінниця
  • Володимир Майданюк Вінницький національний технічний університет, Вінниця, Україна
  • Олександр Романюк Вінницький національний технічний університет, Вінниця, Україна
  • Євген Завальнюк Вінницький національний технічний університет, Вінниця, Україна

DOI:

https://doi.org/10.31649/1999-9941-2023-58-3-59-64

Ключові слова:

стиснення зображень, стиснення даних, колірна субдискретизація, квантування кольорів, дискретне косинусне перетворення, вейвлет-перетворення, фрактальне стиснення

Анотація

Анотація. У статті розглянуто та проведено аналітичний огляд алгоритмів стиснення зображень зі втратами. Обґрунтовано актуальність дослідження за допомогою статистичних даних. Розглянуто та проаналізовано метод колірної субдискретизації. Розглянуто, описано та проаналізовано метод квантування кольорів, зокрема наявні дослідження із застосування квантування кольорів у поєднанні з дискретним косинусним перетворенням. Виділено недоліки наявного дослідження та сформульовано можливість подальшого дослідження з використанням розширеної вибірки зображень. Детально розглянуто та проаналізовано стиснення на основі дискретного косинусного перетворення. Виділено пошук оптимальних матриць квантування як перспективний напрямок подальних досліджень з підвищення ефективності застосування дискретного косинусного перетворення. Виділено адаптивне виділення більших, кратних стандартному, блоків даних, як перспективний напрямок дослідження. Розглянуто та проаналізовано метод стиснення зображень на основі вейвлет-перетворення. Сформульовано напрямок подальших досліджень із застосування інших вейвлетів окрім вейвлета Коен-Добеші-Фюво та вейвлета ЛеҐал-Табатабай для стиснення зображень. Розглянуто та проаналізовано метод фрактального стиснення. Сформульовано напрямки подальших досліджень, таких як обмеження глибини пошуку і застосування фрактального стиснення у поєднанні із дискретним косинусним перетворенням. Підсумовано напрямки подальших досліджень для покращення функціональних характеристик розглянутих алгоритмів. Основним науковим результатом проведеного дослідження є виділення переліку перспективних тем досліджень, що дозволять збільшити обсяг даних про методи, моделі та засоби стиснення зображень. Практична цінність проведеного дослідження полягає у тому, що воно містить перелік тем досліджень, які можуть бути використані науковими працівниками як матеріал для подальшої наукової діяльності.

Біографії авторів

Володимир Майданюк , Вінницький національний технічний університет, Вінниця, Україна

к. т. н., доцент кафедри програмного забезпечення, Вінницький національний технічний університет, м. Вінниця

Олександр Романюк , Вінницький національний технічний університет, Вінниця, Україна

д. т. н., професор, завідувач кафедри програмного забезпечення, Вінницький національний технічний університет, м. Вінниця

Євген Завальнюк , Вінницький національний технічний університет, Вінниця, Україна

аспірант кафедри програмного забезпечення, Вінницький національний технічний університет, м. Вінниця

Посилання

Pantic, N. (2022, February 2). How Many Photos Will Be Taken in 2021? – Mylio Blog. Mylio Blog. https://blog.mylio.com/how-many-photos-will-be-taken-in-2021-stats

Data Storage Market Size, Share, Trends | Growth [2023-2030]. (n.d.). https://www.fortunebusinessinsights.com/data-storage-market-102991

N. Ahmed, T. Natarajan and K. R. Rao, “Discrete Cosine Transform” in IEEE Transactions on Computers, vol. C-23, no. 1, pp. 90-93, Jan. 1974, doi: 10.1109/T-C.1972.223784.

Van Den Branden Lambrecht, C. J. (2001). Vision Models and Applications to Image and Video Processing. Springer Science & Business Media.

P. Heckbert. “Color Image Quantization for Frame Buffer Display”, Computer Graphics, Vol 16, #3, pp. 297-303, 1982.

Leonardo C. Araujo, Joao P. H. Sansao, and Mario C. S. Junior. (2020). Effects of Color Quantization on JPEG Compression. International Journal of Image and Graphics. https://doi.org/10.1142/s0219467820500266

Qijun Wang, Ping Liu, Lei Zhang, Fan Cheng, Jianfeng Qiu, and Xingyi Zhang. (2022b). Rate-distortion optimal evolutionary algorithm for JPEG quantization with multiple rates. Knowledge Based Systems, 244, 108500. https://doi.org/10.1016/j.knosys.2022.108500

S. Naveen Kumar, M. V. Vamshi Bharadwaj and S. Subbarayappa, "Performance Comparison of Jpeg, Jpeg XT, Jpeg LS, Jpeg 2000, Jpeg XR, HEVC, EVC and VVC for Images," 2021 6th International Conference for Convergence in Technology (I2CT), Maharashtra, India, 2021, pp. 1-8, doi: 10.1109/I2CT51068.2021.9418160.

M. Unser and T. Blu, "Mathematical properties of the JPEG2000 wavelet filters," in IEEE Transactions on Image Processing, vol. 12, no. 9, pp. 1080-1090, Sept. 2003, doi: 10.1109/TIP.2003.812329.

D. Le Gall and A. Tabatabai, "Sub-band coding of digital images using symmetric short kernel filters and arithmetic coding techniques," ICASSP-88., International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, New York, NY, USA, 1988, pp. 761-764 vol.2, doi: 10.1109/ICASSP.1988.196696.

Fresia, M., Natu, A., & Lavagetto, F. (2023b). Turbo Codes for the Transmission of JPEG2000 Compressed Imagery over Flat Rayleigh Fading Channels. ResearchGate. https://www.researchgate.net/publication/228943799_Turbo_Codes_for_the_Transmission_of_JPEG2000_Compressed_Imagery_over_Flat_Rayleigh_Fading_Channels

Wee Meng Woon, Anthony Tung Shuen Ho, Tao Yu, Siu Chung Tam, Siong Chai Tan and Lian Teck Yap, "Achieving high data compression of self-similar satellite images using fractal," IGARSS 2000. IEEE 2000 International Geoscience and Remote Sensing Symposium. Taking the Pulse of the Planet: The Role of Remote Sensing in Managing the Environment. Proceedings (Cat. No.00CH37120), Honolulu, HI, USA, 2000, pp. 609-611 vol.2, doi: 10.1109/IGARSS.2000.861646

Ali, A. H., Abbas, A. N., George, L. E., & Mokhtar, M. R. (2019). Image and audio fractal compression: Comprehensive review, enhancements and research directions. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 15(3), 1564-1570.

References

Pantic, N. (2022, February 2). How Many Photos Will Be Taken in 2021? – Mylio Blog. Mylio Blog. https://blog.mylio.com/how-many-photos-will-be-taken-in-2021-stats

Data Storage Market Size, Share, Trends | Growth [2023-2030]. (n.d.). https://www.fortunebusinessinsights.com/data-storage-market-102991

N. Ahmed, T. Natarajan and K. R. Rao, “Discrete Cosine Transform” in IEEE Transactions on Computers, vol. C-23, no. 1, pp. 90-93, Jan. 1974, doi: 10.1109/T-C.1972.223784.

Van Den Branden Lambrecht, C. J. (2001). Vision Models and Applications to Image and Video Processing. Springer Science & Business Media.

P. Heckbert. “Color Image Quantization for Frame Buffer Display”, Computer Graphics, Vol 16, #3, pp. 297-303, 1982.

Leonardo C. Araujo, Joao P. H. Sansao, and Mario C. S. Junior. (2020). Effects of Color Quantization on JPEG Compression. International Journal of Image and Graphics. https://doi.org/10.1142/s0219467820500266

Qijun Wang, Ping Liu, Lei Zhang, Fan Cheng, Jianfeng Qiu, and Xingyi Zhang. (2022b). Rate-distortion optimal evolutionary algorithm for JPEG quantization with multiple rates. Knowledge Based Systems, 244, 108500. https://doi.org/10.1016/j.knosys.2022.108500

S. Naveen Kumar, M. V. Vamshi Bharadwaj and S. Subbarayappa, "Performance Comparison of Jpeg, Jpeg XT, Jpeg LS, Jpeg 2000, Jpeg XR, HEVC, EVC and VVC for Images," 2021 6th International Conference for Convergence in Technology (I2CT), Maharashtra, India, 2021, pp. 1-8, doi: 10.1109/I2CT51068.2021.9418160.

M. Unser and T. Blu, "Mathematical properties of the JPEG2000 wavelet filters," in IEEE Transactions on Image Processing, vol. 12, no. 9, pp. 1080-1090, Sept. 2003, doi: 10.1109/TIP.2003.812329.

D. Le Gall and A. Tabatabai, "Sub-band coding of digital images using symmetric short kernel filters and arithmetic coding techniques," ICASSP-88., International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, New York, NY, USA, 1988, pp. 761-764 vol.2, doi: 10.1109/ICASSP.1988.196696.

Fresia, M., Natu, A., & Lavagetto, F. (2023b). Turbo Codes for the Transmission of JPEG2000 Compressed Imagery over Flat Rayleigh Fading Channels. ResearchGate. https://www.researchgate.net/publication/228943799_Turbo_Codes_for_the_Transmission_of_JPEG2000_Compressed_Imagery_over_Flat_Rayleigh_Fading_Channels

Wee Meng Woon, Anthony Tung Shuen Ho, Tao Yu, Siu Chung Tam, Siong Chai Tan and Lian Teck Yap, "Achieving high data compression of self-similar satellite images using fractal," IGARSS 2000. IEEE 2000 International Geoscience and Remote Sensing Symposium. Taking the Pulse of the Planet: The Role of Remote Sensing in Managing the Environment. Proceedings (Cat. No.00CH37120), Honolulu, HI, USA, 2000, pp. 609-611 vol.2, doi: 10.1109/IGARSS.2000.861646.

Ali, A. H., Abbas, A. N., George, L. E., & Mokhtar, M. R. (2019). Image and audio fractal compression: Comprehensive review, enhancements and research directions. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 15(3), 1564-1570.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 113

Опубліковано

2023-12-29

Як цитувати

[1]
О. . Кавка, В. . Майданюк, О. . Романюк, і Є. . Завальнюк, «АНАЛІЗ АЛГОРИТМІВ СТИСНЕННЯ ЗОБРАЖЕНЬ ІЗ ВТРАТАМИ», ІТКІ, вип. 58, вип. 3, с. 59–64, Груд 2023.

Номер

Розділ

Математичне моделювання та обчислювальні методи

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають