Спосіб прогресивної передачі та швидкодіючі алгоритми для кодеків зображень
Loading...
Date
2021
Authors
Advisor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Abstract
Актуальність теми. Актуальність підвищення швидкодії кодеків зображень та відео обумовлена розвитком індустрії інтернету речей (ІоТ), значним збільшенням кількості відеоданих і зображень, що генеруються та передаються (в тому числі – в реальному часі). Особливістю використання кодеків зображень та відео в мережах ІоТ є пріоритет кодування зображень та відео над декодуванням, на відміну від цифрового телебачення, наприклад. Оскільки задача кодування потребує в 5-7 раз більше обчислень, ніж задача декодування – це обумовлює необхідність розробки спеціалізованих швидкодіючих та спрощених кодеків зображень та відео для ІоТ.
Об’єктом дослідження є методи та алгоритми кодеків зображень.
Предметом дослідження є компресія, декомпресія, передача зображень та обчислювальна складність кодеків зображень.
Мета роботи: підвищення ефективності кодеків зображень за рахунок використання нового способу прогресивної передачі даних і нового універсального алгоритму передбачення значень пікселів.
Для досягнення даної мети необхідно вирішити наступні задачі.
1) Аналіз існуючих методів та алгоритмів кодеків зображень.
2) Аналіз існуючих рішень побудови кодеків зображень.
3) Аналіз способі компресії, декомпресії та особливостей передачі зображень.
4) Розробка та аналіз оптимальних за швидкодією алгоритмів.
Наукова новизна полягає в наступному:
1. Запропоновано спосіб прогресивної передачі зображень, який відрізняється від існуючих методом реалізації та дозволяє зменшити об’єм передачі даних при низькій обчислювальній складності за певних умов.
2. Розроблено та перевірено нові алгоритми для зменшення обчислювальної складності кодеків зображень, в тому числі – універсальний алгоритм передбачення значень пікселів, який дозволяє значно зменшити обчислювальну складність етапу передбачення значень пікселів.
3. Проаналізовано існуючі алгоритми, отримані оцінки вибору тих чи інших алгоритмів з метою зменшення обчислювальної складності кодеків зображень та відео.
Практична цінність отриманих в роботі результатів полягає в тому, що запропоновані підходи, методи та алгоритми дають змогу значно (в декілька раз) зменшити обчислювальну складність кодеків зображень, що є важливим критерієм для використання в області ІоТ. Розробка спрощеного спеціалізованого кодека зображень (і в подальшому на основі нього – кодеку відео) є новим актуальним напрямком наукових досліджень.
Апробація роботи. Основні положення і результати роботи були представлені та обговорювались на XIII науковій конференції молодих вчених «Прикладна математика та комп’ютинг» ПМК-2020 (Київ, 18-20 листопада 2020 р.).
Публікації. За темою магістерської дисертації опубліковано дві наукових роботи, з яких одна стаття «Про розробку швидкодіючого спрощеного кодека зображень», яка опублікована у журналі «Кібернетика та комп’ютерні технології», №1, 2021 р. і одні тези доповіді на конференції молодих вчених ПМК-2020.
Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація складається з вступу, трьох розділів та висновків.
У вступі подано загальну характеристику роботи, зроблено оцінку сучасного стану проблеми, обґрунтовано актуальність напрямку досліджень, сформульовано мету і задачі досліджень, показано наукову новизну отриманих результатів і практичну цінність роботи, наведено відомості про апробацію результатів і їх публікацію.
У першому розділі розглянуто існуючі графічні формати, їх особливості реалізації, загальні принципи, підходи та методи обробки і компресії графічних даних.
У другому розділі наведено результати порівняльного аналізу і дослідження відомих методів та алгоритмів, оцінюється їх вклад в кінцевий результат та обґрунтовується вибір, перевага окремих алгоритмів для побудови спрощеного швидкодіючого кодека зображень.
У третьому розділі формулюється загальна концепція, ідея побудови спрощеного швидкодіючого кодека зображень, описується спосіб прогресивної передачі зображень, універсальний алгоритм передбачення значень пікселів.
У висновках представлені результати проведеної роботи і окреслені напрямки перспективних досліджень.
Магістерська дисертація складається з трьох розділів, висновків по кожному розділу та загальних висновків по роботі в цілому, списку використаних літературних джерел (39 найменувань). Повний обсяг дисертації – 89 сторінок основного тексту, 20 рисунків, 4 таблиці.
Ключові слова: обчислювальна складність, швидкодія, швидкі перетворення, ефективність обчислень, прогресивна передача, алгоритми intra—прогнозування, спрощений кодек зображень, ІоТ, універсальний алгоритм передбачення значень пікселів.
Description
Keywords
спрощений кодек зображень, універсальний алгоритм передбачення значень пікселів, simplified image codec, universal algorithm for predicting pixel values
Citation
Луц, Я. В. Спосіб прогресивної передачі та швидкодіючі алгоритми для кодеків зображень : магістерська дис. : 123 Комп’ютерна інженерія / Луц Ярослав Васильович. – Київ, 2021. – 100 с.