Система стискання графічних даних на основі методу дельта-кодування для вбудованих систем
Ескіз недоступний
Дата
2024
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми. У сучасних умовах, коли обсяг цифрових даних стрімко зростає, виникає необхідність створення ефективних алгоритмів їх стискання. Це особливо актуально для вбудованих систем, які часто мають обмежені апаратні ресурси, такі як обсяг пам’яті, обчислювальна потужність та енергоспоживання. Дельта-кодування є одним із перспективних методів стискання, що забезпечує зменшення обсягу даних шляхом запису лише різниць між значеннями. Однак базовий алгоритм дельта-кодування має певні обмеження, які знижують його ефективність у випадках обробки складних графічних даних. Розробка модифікованого алгоритму дельта-кодування, який враховує специфіку вбудованих систем та дозволяє гнучко адаптувати параметри стискання, є актуальною науковою задачею.
Мета дослідження полягає в поліпшенні методу стискання графічних даних на основі дельта-кодування з метою зменшення обсягу збережених даних у вбудованих системах з обмеженими ресурсами.
Об’єктом дослідження є процес стискання графічних даних у вбудованих системах.
Предметом дослідження є алгоритми дельта-кодування та методи їх адаптації до вбудованих систем.
Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети використано методи математичного моделювання для побудови адаптивного алгоритму, методи порівняльного аналізу для оцінки ефективності різних модифікацій алгоритму дельта-кодування, а також експериментальний метод для тестування розробленого алгоритму на реальних графічних даних.
Наукова новизна полягає в наступному:
Вперше запропоновано модифікований алгоритм дельта-кодування, що працює зокрема на восьмибітових мікроконтролерах AVR, який включає адаптивне плаваюче вікно та підтримку кількох методів обчислення дельти, що дозволяє охопити ширшу вибірку зображень і обрати найефективніший метод стискання за рахунок вибору оптимального підходу для кожного блоку даних.
Розроблено метод сегментації графічних даних на квадрати для локалізації обчислень, що забезпечує скорочення обсягу даних і підвищення швидкості кодування та декодування.
Проведено аналіз ефективності різних варіантів алгоритму для різних форматів графічних даних (RGB, ARGB, L/R) з оцінкою впливу на швидкодію та обсяг пам'яті.
Практична цінність отриманих результатів полягає у можливості впровадження розробленого алгоритму у вбудовані системи для стискання графічних даних з урахуванням їх обмежених ресурсів. Модифікації алгоритму дозволяють реалізувати програмні та апаратні рішення, що забезпечують оптимальне співвідношення між якістю відновлених даних, швидкодією та споживанням енергії.
Апробація роботи
Оридорога, М.В., Павловський, В.І. (2024). Система компресії графічних даних для вбудованих систем із застосуванням модифікованого методу дельта-кодування. VII Всеукраїнська науково-практична інтернет-конференція студентів, аспірантів та молодих вчених «Сучасні інформаційні системи та технології», 2024: збірник тез доповідей / [редкол.: укр. Дичка І.А. та ін.]. – К.: Видавничий центр, 2024. – С. 342-345. – Режим доступу до ресурсу: [http://aist.sumdu.edu.ua].
Оридорога, М.В., Павловський, В.І. (2024) Система стискання графічних даних на основі методу дельта-кодування для вбудованих систем. Прикладна математика та комп’ютинг. ПМК, 2024: сімнадцята наук. конф. магістрантів та аспірантів, 28–30 листопада 2024 р.: зб.тез доп./[редкол.: Дичка І.А. та ін.]. – К. : Просвіта, 2024. – с. 646-650.
Структура та обсяг роботи. Робота складається із вступу та шости розділів. Загальний обсяг роботи: 82 аркуша основного тексту, 11 ілюстрацій, 2 таблиць. При підготовці використовувалася література з 18 різних джерел.
Ключові слова: стискання графічних даних, дельта-кодування, оптимізація стискання, вбудовані системи, пристрої низького споживання.
Опис
Ключові слова
стискання графічних даних, дельта-кодування, оптимізація стискання, вбудовані системи, пристрої низького споживання, graphic data compression, delta encoding, optimization, embedded systems, low-power device
Бібліографічний опис
Оридорога, М. В. Система стискання графічних даних на основі методу дельта-кодування для вбудованих систем : магістерська дис. : 123 Комп'ютерна інженерія / Оридорога Михайло Васильович. – Київ, 2024. – 82 с.