Метод исключения избыточности в трансформантах Уолша

Развитие информационных систем связано с расширением спектра видеоинформационного обеспечения [1].

Актуальной научно-прикладной проблемой, требующей своего решения, является увеличение степени сжатия изображений с заданным уровнем достоверности информации [2; 3].

Существующие технологии компрессии видеоданных, обеспечивающие наибольшие степени сжатия, строятся на базе методов, осуществляющих устранение психовизуальной избыточности [2; 3]. Проявляется противоречие между коэффициентом сжатия и степенью потерь информации. Поэтому цель исследований заключается в построении технологии компрессии видеоданных с контролируемой погрешностью.

Особенности технологии компрессии. Построение технологии компрессии изображений базируется на следующих методологических принципах:
1) разработка метода компактного представления видеоданных, включающего в себя комплекс подходов для устранения избыточности изображений и формирование кодограмм их сжатого представления;
2) создание методики формирования параметров процесса сжатия изображений, обеспечивающей достижение максимального эффекта от реализации разработанного метода.
Первый методологический принцип характеризуется тем, что:
сжатие видеоданных обеспечивается за счет устранения комбинаторной и психовизуальной избыточности в трансформантах двумерного преобразования Уолша;
используется математический аппарат двумерных ортогональных преобразований и методов структурного кодирования;
формирование кодограмм проводится для вычисленного значения кода-номера двумерного плавающего полиадического числа. Значение кода-номера зависит от длины кодограммы, что позволяет реализовать принцип равномерности кодовых конструкций;
служебные данные несут информацию о структуре и формах изображений. Упаковка служебных данных проводится на основе кодирования без внесения погрешности.

В соответствии с первым принципом второй методологический принцип содержит формирование таких параметров, как:
размерность массивов видеоданных, на которые разбивается исходное изображение. При этом необходимо учитывать, что с одной стороны, наибольшее значение степени концентрации энергии в трансформантах ДПУ достигается для двумерных локальных блоков с однородной структурной. С другой стороны, с ростом размеров блоков существует возможность для исключения потенциально большего количества избыточности;
фактор качества, влияющий, с одной стороны, на количество сокращаемой психовизуальной избыточности, а, с другой стороны, на качество восстанавливаемых изображений. Для этого необходимо проанализировать возможность дополнительной квантизации компонент трансформант и возможные варианты нормировки их значений;
длина кодограммы. Данный параметр влияет на: степень сжатия, так как управляет количеством компонент трансформант, для которых вычисляется один код; время обработки, поскольку появляется возможность изменять количество обращений к внешней памяти и количество машинных операций;
структурные характеристики процессов устранения избыточности при упаковке служебных данных.

Таким образом, построенный метод позволяет дополнительно сократить избыточность трансформант в среднем на 50%.

Литература:
1. Уолрэнд Дж. Телекоммуникационные и компьютерные сети. – М.: Постмаркет, 2001. – 480 с.
2. Exploiting Hyperspectral Imagery // IEEE Signal Processing Magazine. – 2002. – Vol 19. – №1. – 80 р.
3. Ватолин В. И. Методы сжатия данных. Устройство Ратушняк, М. Смирнов, В. Юкин. – М.: ДИАЛОГ – МИФИ, 2002. – 384 с.