Дослідження компресорів зображень на основі вейвлет перетворення сигналів
Автор: Гусак Петро Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системне програмування
Інститут: Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Цифровим зображенням відповідають досить великі об’єми даних, що ставить перед розробниками програмно-апаратних засобів обробки зображення цілий ряд серйозних проблем. Вимоги до швидкої передачі даних вступають в протиріччя з технічними характеристиками використовуваної апаратури: недостатньою ємністю запам’ятовуючих пристроїв, обмеженою пропускною здатністю каналів передачі даних, недостатньою швидкодією обчислювальних машин, тощо[1]. В подібних випадках великого значення набуває особливий вид обробки зображення – їх кодування з метою зменшення об’єму даних, тобто компресії даних[2]. Достатньо перспективними методами стиснення зображень, є методи, що використовують вейвлет перетворення. Найвідомішими алгоритмами, які використовують вейвлет перетворення є JPEG 2000 та DjVu[3]. Технологія JPEG 2000 – це технологія компресії сигналів зображень з втратами та без втрат[4]. Технологія DjVu – це технологія, призначена в основному для зберігання відсканованих документів, особливо тих, що містять поєднання тексту, штрихових малюнків, індексованих кольорових зображень та фотографій[5]. У даній роботі проаналізовано найпоширеніші алгоритми та технології компресії зображень. Розглянуто передумови для виникнення цих технологій та алгоритмів, проаналізовано їх структуру, переваги та недоліки. На основі цього аналізу, надано оцінку їх ефективності відносно інших подібних технологій та алгоритмів. Проведено детальний аналіз методів стиснення зображення за допомогою вейвлет перетворень, зокрема, розглянуто їх структуру та перетворення, які відбуваються на кожному кроці цих перетворень. На основі аналізу методів стиснення зображень за допомогою вейвлет перетворень розроблено і написано програмний пакет, який наглядно демонструє процес компресії та декомпресії зображень за допомогою цих перетворень. Програмний пакет представляє собою аналог програмної реалізації JPEG 2000 з дещо спрощеним функціоналом. Досліджено ефективність стиснення при використанні різних варіацій базових вейвлетових функцій. На основі такого дослідження зроблено висновки щодо зміни ефективності методу компресії в залежності від використовуваної вейвлет функції. Об’єктом дослідження є процеси, які відбуваються при компресії сигналів зображень за допомогою вейвлет перетворень. Предметом дослідження є різноманітні методи та засоби компресії сигналів зображень, зокрема методи компресії зображень, які втрачають інформацію при стисканні, а також методи без втрати інформації. Метою роботи є дослідження ефективності вейвлет перетворень у разі їх використання для компресії зображень. В результаті досліджень отримано наступні характеристики: досягається глибина наукового опрацювання - середня, оскільки, не запропоновано нових способів вирішення поставлених задач та проведення невеликої кількість тестів. В магістерській роботі досягається певний успіх, для випадку необхідності дослідження, розроблення та використання нового програмного забезпечення. З точки зору переспективності, дана робота є важливою для галузі обробки та передачі зображень. Завершеність отриманих результатів є достатньою, оскільки представлений розгорнутий аналіз задачі та пропозиції щодо вирішення цієї проблеми. Перелік використаних літературних джерел: Сергеев В.В. Методы сжатия цифровых сигналов и изображений / В.В. Сергеев – Самара: СГАУ, 2012. – 92 с. Наконечний А.Й. Цифрова обробка сигналів: навч. Посібник / А.Й Наконечний, Р.А. Наконечний, В.А. Павлиш– Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2010. – 368 с. Бабак В.П. Обробка сигналів / В.П. Бабак, В.С. Хандецький, Е. Шрюфер – Київ: Либідь, 1996 – 392с. Кіренко І.О. Компресія цифрових відеосигналів за допомогою малохвильового перетворення – Львів: Вісн. Нац. Ун-ту «Львівська політехніка», 2002 - №445 – с. 100-109. Кіренко І.О. Використання малохвильового перетворення в системах компресії зображень / І.О. Кіренко, А.Й. Наконечний – Львів: Вісн. Нац. Ун-ту «Львівська політехніка», 1999 - №366 – с. 21-31.