Image data compression using adaptive transform coding techniques

Abstract

ÖZET UYARLAMALI DÖNÜŞÜM KODLAMA TEKNİKLERİ KULLANARAK GÖRÜNTÜ BİLGİSİNİN SIKIŞTIRILMASI ÖCAL S. Orhan Yüksek Lisans Tezi, Elektrik ve Elektronik Müh. Bölümü Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Melek D. YÜCEL Şubat 1991, 96 sayfa Bu tezde uyar 1 amali ayrık kosinüs dönüşüm CADCTD ve uyar 1 amali ayrık sinüs dönüşüm yöntemleri CADSTD açıklanmış ve bu yöntemlerin başarımları karşı 1 aştırılmıştır. Bilginin verimli bir şekilde ve görüntü niteliğini koruyarak sıkıştırılabilmesi için, katsayı başına düşen ikil bit sayısı uyarlamalı olarak bulunmuştur. Ayrıca, değişimli yinelemeli ayrık kosinüs sinüs CARDCSD ve değişimli yinelemeli ayrı kosinüs kosinüs kodlama metodları önerilmiş ve bir görüntü üzerinde başarımları gösterilmiştir. Bu kodlama yöntemlerinin teorik temeli, orijinal görüntü bilgisinin sınır tepkisi ve kalıntı süreci olarak iki ayrı ilişkisiz ve nedensel olmayan işleme ayrıştırıl maşıdır. Daha sonra, ADCT ve ADST kodlama yöntemleri, düşük ikil oranlarında altbloklararası sınırlarda oluşan bloklama etkisini azaltmak için, değişmeli olarak birbiriyle komşu alt bloklara uygulanmıştır. ARDCC yönteminde, sadece ADCT hem sinir bilgisini içeren temel altbloklara hemde kalıntı sürecine değişmeli olarak uygulanmıştır. Diğer taraftan, ARDCS yönteminde ise, ADCT temel al tbl oklara ve ADST kalıntı sürecine değişmeli olarak uygulanmıştır. ADCT, ADST, ARDCS ve ARDCC kodlama şemaları hızlı ayrık kosinüs dönüşüm CDCTD ve hızlı ayrık sinüs dönüşüm CDSTD algoritmaları kullanılarak bilgisayar programlarıyla denenmiştir. Son olarak, tekniklerin başarım ölçütleri nesnel olarak değerlendirilmiş, sinyal -gürültü ve bilgi sıkıştırma oranları gibi temel ölçütlere dayanarak karşılaştın İmi şiardır. Resimler üzerinde öznel çıkarımlarda da bulunulmuştur. Anahtar sözcükler: ayrık kosinüs dönüşümü, ayrık sinüs dönüşümü, uyarlamali dönüşüm kodlaması, blok ayrıştırması, görüntü bilgisi sıkıştırması Bilim Dalı Sayısal Kodu : 609. 02. 08 vi

ABSTRACT IMAGE DATA COMPRESSION USING ADAPTIVE TRANSFORM CODING TECHNIQUES ÖCAL, S. Orhan M. Sc in Electrical and Electronics Eng. Supervisor : Assoc. Prof. Dr. Melek D. YÜCEL September 1391, 96 pages In this thesis» adaptive discrete cosine transform CADCTD and adaptive discrete sine transform CADST3 coding methods are described and their performances are compared. Adaptivity is concerned as adaptation of bit allocation to obtain an efficient compression with minimization of number of bits as well as keeping the quality of the image. Moreover, alternate recursive discrete cosine sine CARDCSD and alternate recursive discrete cosine cosine CARDCO coding methods are proposed and demonstrated on an image. The theoretical basis for these coding systems is a noncausal decomposition of the original data source into two mutually uncor related processes, the boundary response and the residual process. Then, ADCT and ADST coding iiimethods are alternately applied to adjacent subblocks so that the `blocking effect` which arises on the block boundaries between subblocks at low bit rates is reduced. In ARDCC scheme only ADCT is alternately applied to both basic subblocks including boundary data and residual process. In ARDCS scheme, on the other hand, ADCT and ADST are alternately applied to basic subblocks and the residual process respectively. ADCT, ADST, ARDCC and ARDCS coding shemes are simulated on computer software programs using the fast discrete cosine transform CDCTO and fast discrete sine transform CDSTD algorithms. Finally, the performances of the techniques are evaluated objectively and they are compared on the basis of criteria such as SNR and data compression rates Subjective remarks on the pictures are also included. Key words: discrete cosine transform, discrete sine transform, adaptive transform coding, block decomposition, image data compression. Science code: 609. 02. 08 iv